Overgangsmetalen zijn verschillende metalen elementen zoals chroom, ijzer en nikkel met valentie-elektronen in twee schalen in plaats van slechts één. Een valentie-elektron verwijst naar een enkel elektron dat verantwoordelijk is voor de chemische eigenschappen van het atoom. Overgangsmetalen zijn goede metaalkatalysatoren omdat ze gemakkelijk lenen en elektronen afnemen van andere moleculen. Een katalysator is een chemische stof die, wanneer toegevoegd aan een chemische reactie, de thermodynamica van een reactie niet beïnvloedt, maar de reactiesnelheid verhoogt.
Effect van katalysatoren

Katalysatoren werken via katalytische paden in de reactie . Ze verhogen de frequentie van botsingen tussen reactanten maar veranderen hun fysische of chemische eigenschappen niet. Katalysatoren beïnvloeden de reactiesnelheid zonder de thermodynamica te beïnvloeden. Katalysatoren verschaffen dus een alternatief pad met lagere energie voor de reactie die plaatsvindt. Een katalysator beïnvloedt de overgangstoestand van een reactie door de overgangstoestand een activeringspad met lagere energie te geven.
Overgangsmetalen

Overgangsmetalen worden in het periodiek systeem vaak verward met "d-blok" -metalen. Hoewel overgangsmetalen behoren tot het d-blok van het periodiek systeem der elementen, kunnen niet alle d-blokmetalen overgangsmetalen worden genoemd. Scandium en zink zijn bijvoorbeeld geen overgangsmetalen, hoewel ze d-blokelementen zijn. Wil een d-block-element een overgangsmetaal zijn, dan moet het een onvolledig gevulde d-orbitaal hebben.
Waarom overgangsmetalen goede katalysatoren zijn

De belangrijkste reden dat overgangsmetalen goede katalysatoren zijn, is dat ze kunnen lenen elektronen of onttrekken elektronen aan het reagens, afhankelijk van de aard van de reactie. Het vermogen van overgangsmetalen om zich in verschillende oxidatietoestanden te bevinden, het vermogen om uit te wisselen tussen de oxidatietoestanden en het vermogen om complexen met de reagentia te vormen en een goede bron voor elektronen te zijn, maken overgangsmetalen tot goede katalysatoren.
Transitiemetalen als Electron Accepter and Donor

Het scandium-ion Sc3 + heeft geen d-elektronen en is geen overgangsmetaal. Het zinkion, Zn2 +, heeft een volledig gevulde d-orbitaal en is dus geen overgangsmetaal. Overgangsmetalen moeten d-elektronen overhouden en ze hebben variabele en uitwisselbare oxidatietoestanden. Koper is een ideaal voorbeeld van een overgangsmetaal met zijn variabele oxidatietoestanden Cu2 + en Cu3 +. Door de onvolledige d-orbitale kan het metaal de uitwisseling van elektronen vergemakkelijken. Overgangsmetalen kunnen gemakkelijk elektronen geven en accepteren, waardoor ze als katalysator gunstig zijn. De oxidatietoestand van een metaal verwijst naar het vermogen van het metaal om chemische bindingen te vormen.
Werking van overgangsmetalen

Transitiemetalen werken door complexen met het reagens te vormen. Als de overgangstoestand van de reactie elektronen vereist, ondergaan de overgangsmetalen in de metaalcomplexen oxidatie- of reductiereacties om elektronen te leveren. Als er een overmatige opbouw van elektronen is, kunnen de overgangsmetalen de overtollige elektronendichtheid vasthouden, waardoor de reactie kan optreden. De eigenschap van overgangsmetalen om goede katalysatoren te zijn, hangt ook af van de absorptie- of adsorptie-eigenschappen van het metaal en het overgangsmetaalcomplex.