Wat zijn overgangsmetalen en welke overgangsmetalen zijn er?

Overgangsmetalen worden ook wel transitiemetalen óf nevengroepelementen genoemd. Deze groep elementen is ingedeeld in het D-blok van het zogenoemde periodiek systeem der elementen. Overgangsmetalen zijn beperkt aanwezig op aarde. Alleen het overgangsmetaal ijzer, aangeduid met symbool Fe, komt zeer veel voor op aarde. Dit komt omdat ijzer een stabiel element is. Veel overgangsmetalen zijn geschikt voor vormen het van coördinatieverbindingen. Dit komt omdat overgangsmetalen beschikken over vrije atoomorbitalen. Overgangsmetalen worden ook toegepast als katalysator in organische syntheses. Het aantal overgangsmetalen is zeer divers. In de techniek worden overgangsmetalen op verschillende manieren toegepast.

Welke overgangsmetalen zijn er?
Er zijn verschillende overgangsmetalen. Deze metalen worden onderverdeeld in vier groepen, deze groepen zijn als volgt:

  • 3D-overgangsmetalen van scandium tot zink
  • 4D-overgangsmetalen van yttrium tot cadmium
  • 5D-overgangsmetalen van hafnium tot kwik
  • 6D-overgangsmetalen van rutherfordium tot copernicium

Hieronder zijn de verschillende overgangsmetalen per groep benoemd. Hierbij wordt het symbool genoemd en het atoomnummer. Deze atoomnummers komen uit het D-blok van het periodiek systeem der elementen.

3D-overgangsmetalen

  • Scandium, symbool Sc en atoomnummer 21.
  • Titanium of titaan, symbool Ti en atoomnummer 22.
  • Vanadium, symbool V en atoomnummer 23.
  • Chroom of chromium, symbool Cr en atoomnummer 24.
  • Mangaan, symbool Mn en atoomnummer 25.
  • IJzer, symbool Fe (de afkorting is afkomstig van het Latijnse woord voor ijzer: ferrum) en atoomnummer 26.
  • Kobalt, symbool Co en atoomnummer 27.
  • Nikkel, symbool Ni en atoomnummer 28.
  • Koper, symbool Cu en atoomnummer 29.
  • Zink, symbool Zn en atoomnummer 30.

4D-overgangsmetalen

  • Yttrium, symbool Y en atoomnummer 39.
  • Zirkonium of zirkoon, symbool Zr en atoomnummer 40.
  • Niobium, symbool Nb en atoomnummer 41.
  • Molybdeen, symbool Mo en atoomnummer 42.
  • Technetium, symbool Tc en atoomnummer 43.
  • Ruthenium, symbool Ru en atoomnummer 44.
  • Rhodium, symbool Rh en atoomnummer 45.
  • Palladium, symbool Pd en atoomnummer 46.
  • Zilver, symbool Ag en atoomnummer 47.
  • Cadmium, symbool Cd en atoomnummer 48.

5D-overgangsmetalen

  • Hafnium, symbool Hf en atoomnummer 72.
  • Tantaal of tantalium, symbool Ta en atoomnummer 73.
  • Wolfraam, symbool W en atoomnummer 74.
  • Renium voorheen ook wel rhenium,  symbool Re en atoomnummer 75.
  • Osmium, symbool Os en atoomnummer 76.
  • Iridium, symbool Ir en atoomnummer 77.
  • Platina, symbool Pt en atoomnummer 78.
  • Goud, symbool Au en atoomnummer 79.
  • Kwik ook wel kwikzilver, symbool Hg (deze afkorting is afgeleid van van het Griekse hydrargyrum) atoomnummer 80.

6D-overgangsmetalen

  • Rutherfordium, symbool Rf en atoomnummer 104.
  • Dubnium, symbool Db en atoomnummer 105.
  • Seaborgium, symbool Sg en atoomnummer 106.
  • Bohrium,  symbool Bh en atoomnummer 107.
  • Hassium, symbool Hs en atoomnummer 108.
  • Meitnerium, symbool Mt en atoomnummer 109.
  • Darmstadtium, Ds en atoomnummer 110.
  • Copernicium (symbool Cn), werd in het verleden ook wel ununbium (symbool Uub) genoemd. Atoomnummer 112.

Wat is hastelloy en wat zijn de eigenschappen van deze legering?

Hastelloy is een legering die bestaat uit nikkel, kobalt, chroom, molybdeen, wolfram en ferro (ijzer). Deze legering heeft een grote weerstand tegen corrosie. Daarnaast is Hastelloy ook bestand tegen de uitwerking van verschillende bijtende en zure stoffen. Hastelloy is een stelliet, dit houdt in dat het een op kobalt gebaseerde legering betreft. De naam Hastelloy is vernoemd naar de persoon en de bedrijfsnaam Haynes.

Wat zijn de eigenschappen van hastelloy?
Zoals eerder genoemd is hastelloy goed bestand tegen corrosie. Het molybdeen vormt als onderdeel van de legering een belangrijke bescherming tegen plaatselijke corrosie die bijvoorbeeld in de vorm van putjes in het metaal zou plaats kunnen vinden. Hastelloy is net als Inconel bestand tegen hoge temperaturen. De temperatuur die deze legering kan verdragen kan oplopen tot ongeveer 1100 graden Celsius. Deze eigenschap zorgt er voor dat hastelloy geschikt is voor onderdelen van werktuigen en machines die tegen zeer hoge temperaturen bestand moeten zijn. Voorbeelden hiervan zijn vliegtuigmotoren en gasturbines. Daarnaast wordt hastelloy gebruikt in scheikundige reactoren, reactievaten en als component voor warmtewisselaars.

Een andere eigenschap is dat hastelloy een zeer harde metaallegering is. Dit zorgt er voor dat het materiaal moeilijk bewerkt kan worden. Wanneer het materiaal eenmaal is uitgehard kan het moeilijk worden gesmeed. Daarom wordt hastelloy meestal gegoten. Het kan echter ook doormiddel van een laser in de gewenste vorm gebracht worden.

Wat is de samenstelling van hastelloy?
Hastelloy is een legering van verschillende metalen. Deze legering bestaat uit kobalt, nikkel, chroom,  molybdeen, wolfram en ferro. De verhouding in de samenstelling van hastelloy is niet altijd gelijk. De percentages van de verschillende metalen die in de legering zijn verwerkt kunnen verschillen. Voor de duidelijkheid heeft men daarom verschillende aanduidingen achter hastelloy geplaatst. Deze achtervoegsels maken duidelijk welke samenstelling de specifieke hastelloy precies heeft. Een voorbeeld van een legering is hastelloy c22. Deze legering bestaat uit ongeveer 56 procent nikkel dit is het hoofdbestandsdeel. Daarnaast is nog 22 procent chroom aanwezig, 13 molybdeen en 2,5 procent (of minder) kobalt. Verder is in de hastelloy c22 ongeveer 3 procent ijzer  en 3 procent wolfram in de legering verwerkt.

Een ander voorbeeld is hastelloy c276. De chemische compositie van deze variant van hastelloy is 55 procent nikkel, 15 – 17 procent molybdeen, 14.5 – 16.5 procent chroom, 4 – 7 procent ferro en 3 – 4.5 % wolfram.