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3族~11族}}{周期表で隣り合う元素と性質が似ている}}(すべて金属元素). \\[.8zh] 単体は融点が高く, 硬くて, 密度が大きい}.}\ タングステン(\ce{W})が融点最大(3410℃). \\[.8zh] 複数の酸化数}}を示す元素が多い(高い酸化数の原子を持つ物質は酸化剤になる). \\[.8zh] イオンや化合物が有色}}であるものが多い(水溶液中の典型元素のイオンは全て無色). \\[.8zh]  \maru5\ \ 単体や化合物には,\{触媒}}として働くものが多い(\ce{Pt},\ \ce{V2O5},\ \ce{MnO2}など). \\[.8zh]  \maru6\ \ 単体や化合物には,\ {強磁性}}をもつものがある(\ce{Fe},\ \ce{Co},\ \ce{Ni}など). \\[.8zh]  \maru7\ \ 様々な配位子と安定した{錯イオン}}を作りやすい. \\\\ 普通に化学の学習を進める高校生の多くは,\ 次の2点に疑問を感じることになる. \\[.2zh] 「18個の電子が入る\text{M}殻が満たされていないのに,\ なぜ第4周期の\ce{K}からは\text{N}殻に配置される?」 \\[.2zh] 「遷移元素の性質が典型元素の性質と異なるのはなぜ?」 \\[.2zh] これらの理由は高校範囲をわずかに超えるため,\ 学校ではごまかされる. \\[.2zh] 全く知らないのも気持ち悪いので,\ ここで一定の理由付けをしておくことにする. \\[1zh] 電子殻はエネルギー準位が低い順に\text{K,\ L,\ M,\ N},\ \cdots 殻(主量子数n=1,\ 2,\ 3,\ 4,\ \cdots)と呼ばれる. \\[.2zh] それぞれの電子殻には,\ 最大で2n^2\,個の電子が収容できる. \\[.2zh] つまり,\ \text{K殻には2個,\ L殻には8個,\ M殻には18個,\ N殻には32個}の電子が収容できる. \\[.2zh] 周期表第3周期の\ce{Ar}\,までは,\ エネルギー準位の低い内側の\text{K}殻から順に満たされていく(納得). \\[.2zh] しかし,\ 次の\ce{K}の電子配置は,\ \text{K(2),\ L(8),\ M(9)}\ ではなく,\ \text{K(2),\ L(8),\ M(8),\ N(1)}\ となる(疑問). \\[1zh] 実は,\ \bm{各電子殻はさらに細かくエネルギー準位の異なる軌道に分かれている}(括弧内は最大電子数). \\[.2zh] \text{K殻(主量子数1):1s\,(2)   L殻(主量子数2):2s\,(2),\ 2p\,(6)} \\[.2zh] \text{M殻(主量子数3):3s\,(2),\ 3p\,(6),\ 3d\,(10)  N殻(主量子数4):4s\,(2),\ 4p\,(6),\ 4d\,(10),\ 4f\,(14)} \\[.2zh] 着目すべきは,\ エネルギー準位が\ \text{1s2s}2p}3s}f{3p}}{4s}}\textbf{3d}}\text{\textbf{4p}}}}\ となることである. \\[.2zh] つまり,\ \text{4s}軌道(外側)は,\ \text{3d}軌道(内側)よりもエネルギー準位が低いのである. \\[.2zh] よって,\ 次のように先に\text{4s}軌道(\text{N}殻)が満たされ,\ その後で\text{3d}軌道(\text{M}殻)に電子配置されていく. \\[.2zh] 結局,\ \bm{最外殻ではない内側の電子殻が満たされていく3~11族が遷移元素}である. \\[.2zh] 実際はここまで単純ではなく,\ \bm{最外殻の電子数は1~2個}となる(第4周期では\,_{24}\ce{Cr}と\,_{29}\ce{Cu}が1個). \\[1zh] 遷移元素の性質は,\ \bm{電子の空きがある内殻(安定できていない)も反応に関与する}ことに起因する. \\[.2zh] 内殻電子も自由電子となりうるため,\ 典型金属元素よりも金属結合が強くなる. \\[.2zh] その他,\ 内殻電子の影響により,\ 複数の酸化数を示したり,\ 色づいたり,\ 錯イオンを形成したりする.