Charakterystyka pierwiastków bloku D układu okresowego

Blok d tworzą pierwiastki grup pobocznych oznaczonych literką B. Elektrony walencyjne pierwiastków tego bloku to elektrony orbitalu s powłoki zewnętrznej i orbitali d powłoki poprzedniej: (n-1)d, ns. Orbital s zawiera najwyżej dwa elektrony, czasem jeden w wyniku permutacji, a pallad (46Pd) nie zawiera w ogóle elektronów s na skutek dwukrotnej permutacji.

Pierwiastki d-elektronowe cechuje tendencja tworzenia kationów, czyli pozbywania się elektronów zewnętrznych. Jest to typowa cecha metali, jak wynika z poprzednich rozważań nad chemią bloku s. Rzeczywiście wszystkie pierwiastki bloku d są metalami, dobrze przewodzącymi ciepło i elektryczność; są ciągliwe, tworzą stopy. Przy przejściu z jednej grupy do drugiej właściwości zmieniają się w sposób mniej gwałtowny niż ma to miejsce w przypadku pierwiastków grup głównych. W obrębie okresu - w miarę wzrostu liczny atomowej - aktywność nieznacznie maleje. Taka jest tendencja ogólna choć zdarzają się wyjątki.

Cechą charakterystyczną pierwiastków d-elektronowych jest zmienna wartościowość, której maksymalna wartość nie przekracza na ogół sumy elektronów s i niesparowanych elektronów (n-1)d. Metale bloku d tworzą zarówno wiązania jonowe, jak i atomowe, z tym że w związkach jonowych wskazują wartościowości niższe (I, II, III), a w związkach o wiązaniu kowalencyjnym wyższe (IV do VIII). Ze wzrostem numeru grupy rośnie trwałość związków na wyższych wartościowościach. Pierwiastki tego bloku nie tworzą trwałych związków z wodorem i węglem.

Związki pierwiastków przejściowych są barwne w przeciwieństwie do związków pierwiastków bloków s i p, a barwa zmienia się wraz ze zmianą wartościowości. Mechanika kwantowa potrafi wyjaśnić to zjawisko w sposób przekonujący. Barwa wiąże się z niecałkowitym zapełnieniem powłoki d i łatwością przeniesienia elektronu z jednego poziomu d na drugi. Absorpcja światła widzialnego dostarcza atomom kwantów energii o wartości odpowiadającej przejściom w obrębie tej samej podpowłoki d. Są to niewielkie wartości energii i właśnie światło widzialne o stosunkowo dużej długości fali spełnia ten warunek. Energia pobudzenia pierwiastków bloku s i p jest znacznie wyższa, elektron musi być bowiem przeniesiony do kolejnej powłoki. Wartość energii odpowiada w tym przypadku obszarowi nadfioletu i związek jest dla oka bezbarwny.

Metale bloku d cechuje duża gęstość rosnąca ze wzrostem liczny Z zarówno w obrębie grupy, jak i w obrębie okresu, duże promieniowanie atomowe i duże objętości molowe, oraz wysokie temperatury topnienia i wrzenia (wyjątek stanowi grupa II B: Zn, Cd, Hg - pierwiastki o całkowicie zapełnionej podpowłoce d, wykazujące pewne podobieństwo do berylowców).