過渡元素的原子的最外層s電子和次外層d電子都可以參加成鍵，從而增加了鍵的強度。此外，過渡元素原子的半徑較小，并有較大的密度。所以大多數(shù)過渡元素都有較高的硬度和較高的熔點和沸點（參看表21－2和21－6），如鎢的熔點為3683K，是所有金屬中最難熔的。這些性質(zhì)都和它們具有較小的原子半徑，次外層d電子參加成鍵，金屬鍵強度較大密切相關(guān)。
表21－6 第一過渡系元素的某些性質(zhì)*
| 元素 | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
| 原子序數(shù) | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
| 金屬半徑／pm | 160.6 | 144.8 | 132.1 | 124.9 | 124 | 124.1 | 125.3 | 124.6 | 127.8 |
| M2+離子的半徑／pm | 94 | 88 | 89 | 80 | 74 | 72 | 69 | 72 | |
| 密度／（g·cm-3） | 2.989 | 4.54 | 6.11 | 7.20 | 7.44 | 7.874 | 8.9 | 8.902 | 8.96 |
* 為了便于比較，將Cu的有關(guān)數(shù)據(jù)也列于后面。
另外，許多過渡金屬及共化合物有順磁性，這也是因為它們具有未成對d電子所引起的。過渡元素的純金屬有較好的延展性和機械加工性，并且能彼此間以及與非過渡金屬組成具有多種特性的合金。它們都是電和熱的較良好導(dǎo)體。過渡金屬在工程材料方面有著廣泛的應(yīng)用。
鈧、釔和鑭是過渡元素中最活潑的金屬，它們在空氣中能迅速被氧化，與水反應(yīng)則放出氫，也能溶于酸，這是因為它們的次外層d軌道中僅一個電子，這個電子對它們性質(zhì)的影響不顯著，所以它們的性質(zhì)較活潑并接近于堿土金屬。其它過渡金屬在通常情況下不與水作用。從它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（表21－8）看，過渡元素一般都可以從稀酸（鹽酸和硫酸）中置換氫。
表21－8 第一過渡系元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢／V
|
金屬 電勢 電對 |
Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni |
|
M2+／M M3+／M |
－2.0 |
－1.63
|
－1.2
|
－0.557 －0.74 |
－1.029
|
－0.402
|
－0.28
|
－0.23
|
表21－8數(shù)據(jù)表明，過渡金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢基本上從左向右數(shù)值逐漸增大，這和它們的金屬性逐漸減弱是一致的。其中錳的數(shù)值比鉻還低，顯得有些例外，但這和錳失去兩個4s電子后形成更穩(wěn)定的3d5構(gòu)型有關(guān)。
與第一過渡系元素相比（ⅢB族除外），第二、三過渡系元素的活潑性都較弱。即同一族中自上而下，活潑性依次減弱，這與ⅠA族、ⅡA族不同。這可從它們的核電荷和原子半徑來考慮，而核電荷因素在這里起著主導(dǎo)作用。因為同一族中自上而下原子半徑增加不大，而核電荷卻增加較多，對外層電子的吸引力增強，特別是第三過渡系元素，它們與相應(yīng)的第二過渡系元素相比原子半徑增加很少（鑭系收縮的影響），所以其化學(xué)性質(zhì)顯得更不活潑。
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