定義
副族元素（用 “B”表示）：凡 最 後 1個電子填入（n - 1 ) d 或 （n - 2 ) f 亞層上的元素都 屬於副族元素，也稱為過渡元素（鑭系和錒系稱為內過渡元素）。
通論
d區元素是指IIIB~VIII族元素， ds區元素是指IB、IIB族元素。 d區元素的外圍電子構型是( n－1) d ns（Pd例外）， ds區元素的外圍電子構型是( n－1) d ns。它們分布在第4、5、6周期之中，而我們主要討論第4周期的 d區和 ds區元素。
第4周期 d區、 ds區元素某些性質
| Sc 3 d4 s | Ti 3 d4 s | V 3 d4 s2 | Cr 3 d4 s | Mn 3 d4 s | Cu 3 d4 s | Zn 3 d4 s | |
| 熔點/℃ | 1953 | 1675 | 1890 | 1890 | 1204 | 1083 | 419 |
| 沸點/℃ | 2727 | 3260 | 3380 | 2482 | 2077 | 2595 | 907 |
| 原子半徑/Pm | 164 | 147 | 135 | 129 | 127 | 128 | 137 |
| M半徑/Pm | － | 90 | 88 | 84 | 80 | 72 | 74 |
| I1kJ·mol | 631 | 658 | 650 | 652.8 | 717.4 | 745.5 | 906.4 |
| 室溫密度/gcm | 2.99 | 4.5 | 5.96 | 7.20 | 7.20 | 8.92 | 7.14 |
| 氧化態 | 3 | –1,0,2 3,4 | –1,0,2 3,4,5 | –2,–1,0 2,3,4 5,6 | –1,0,1 2,3,4 5,6,7 | 1,2 3 | (1) 2 |
*（ ）內為不穩定氧化態。
同一周期的 d區或 ds區元素有許多相似性，如金屬性遞變不明顯、原子半徑、電離勢等隨原子序數增加雖有變化，但不顯著，都反映出 d區或 ds區元素從左至右的水平相似性。
d區或 ds區元素有許多共同的性質：
元素周期表（1）它們都是金屬，因為它們最外層都只有1~2個電子。它們的硬度大，熔、沸點較高。第4周期 d區元素都是比較活潑的金屬，它們能置換酸中的氫；而第5、6周期的 d區元素較不活潑，它們很難和酸作用。
（2）除少數例外，它們都存在多種氧化態，且相鄰兩個氧化態的差值為1或2，如Mn，它有–1，0，1，2，3，4，5，6，7；而 p區元素相鄰兩氧化態間的差值常是2，如Cl，它有–1，0，1，3，5，7等氧化態。最高氧化態和族號相等，但VIII族除外。第4周期 d區元素最高氧化態的化合物一般不穩定；而第5、6周期 d區元素最高氧化態的化合物則比較穩定，且最高氧化態化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在，如WO3、WF6、MnO 、CrO 等，最低氧化態的化合物主要以配合物形式存在，如[Cr(CO)5]
（3）它們的水合離子和酸根離子常呈現一定的顏色。這些離子的顏色同它們的離子存在未成對的 d電子發生躍遷有關。
某些 d區元素水合離子的顏色
| 電子構型 | 未成對電子數 | 陽離子 | 水合離子顏色 |
| 3 d | 0 0 | Sc Ti | 無色 無色 |
| 3 d | 1 1 | Ti V | 紫色 藍色 |
| 3 d | 2 | V | 綠色 |
| 3 d | 3 3 | V Cr | 紫色 紫色 |
| 3 d | 4 4 | Mn Cr | 紫色 藍色 |
| 3 d | 5 5 | Mn Fe | 肉色 淺紫色 |
| 3 d | 4 | Fe | 綠色 |
| 3 d | 3 | Co | 粉紅色 |
| 3 d | 2 | Ni | 綠色 |
| 3 d | 1 | Cu | 藍色 |
| 3 d | 0 | Zn | 無色 |
常見酸根離子的顏色有：
CrO （黃色）、Cr2O （橙色）、MnO4(2+) （綠色）、MnO4(+) （紫紅色）。
（4）它們的原子或離子形成配合物的傾向都較大。因為它們的電子構型具有接受配體孤電子對的條件。
以上這些性質都和它們的電子層結構有關。
副族元素及其化合物
鈦副族
1、鈦副族元素的基本性質
鈦副族元素原子的價電子層結構為( n－1) d ns，所以鈦、鋯和鉿的最穩定氧化態是+4，其次是+3，+2氧化態則比較少見。在個別配位化合物中，鈦還可以呈低氧化態0和 – l。鋯、鉿生成低氧化態的趨勢比鈦小。它們的M(Ⅳ)化合物主要以共價鍵結合。在水溶液中主要以MO形式存在，並且容易水解。由於鑭系收縮，鉿的離子半徑與鋯接近，因此它們的化學性質極相似，造成鋯和鉿分離上的困難。
2、鈦及其化合物
（1）鈦
鈦是活潑的金屬，在高溫下能直接與絕大多數非金屬元素反應。在室溫下，鈦不與無機酸反應，但能溶於濃、熱的鹽酸和硫酸中：
2Ti + 6HCl(濃) 2TiCl3 + 3H2↑
2Ti + 3H2SO4(濃) 2Ti2(SO4)3 + 3H2↑
鈦易溶於氫氟酸或含有氟離子的酸中：
Ti + 6HF TiF + 2H + 2H2↑
（2）二氧化鈦
二氧化鈦在自然界以金紅石為最重要，不溶於水，也不溶於稀酸，但能溶於氫氟酸和熱的濃硫酸中：
TiO2 + 6HF = H2[TiF6]+ 2H2O
TiO2 + 2H2SO4 = 2Ti (SO4)2 + 2H2O
TiO2 + H2SO4 = 2Ti OSO4 + H2O
（3）四氯化鈦
四氯化鈦是鈦的一種重要鹵化物，以它為原料，可以製備一系列鈦化合物和金屬鈦。它在水中或潮濕空氣中都極易水解將它暴露在空氣中會發煙：
TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl
（4）鈦(Ⅳ)的配位化合物
鈦(Ⅳ)能夠與許多配合劑形成配合物，如[TiF6]、[TiCl6]、[TiO(H2O2)] 等，其中與H2O2的配合物較重要。利用這個反應可進行鈦的比色分析，加入氨水則生成黃色的過氧鈦酸H4TiO6沉澱，這是定性檢出鈦的靈敏方法。
釩副族
1、釩副族元素基本性質
釩副族包括釩、鈮、鉭三個元素，它們的價電子層結構為( n-1) d ns，5個價電子都可以參加成鍵，因此最高氧化態為 +5，相當於 d的結構，為釩族元素最穩定的一種氧化態。按V、Nb、Ta順序穩定性依次增強，而低氧化態的穩定性依次減弱。鈮鉭由於半徑相近，性質非常相似。
2、釩及其化合物
（1）釩
金屬釩容易呈鈍態，因此在常溫下活潑性較低。塊狀釩在常溫下不與空氣、水、苛性鹼作用，也不與非氧化性的酸作用，但溶於氫氟酸，也溶於強氧化性的酸（如硝酸和王水）中。在高溫下，釩與大多數非金屬元素反應，並可與熔融苛性鹼發生反應。
（2）五氧化二釩
V2O5可通過加熱分解偏釩酸銨或三氯氧化釩的水解而製得：
2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O
2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl
在工業上用氯化焙燒法處理釩鉛礦，提取五氧化二釩。
V2O5比TiO2具有較強的酸性和較強的氧化性，它主要顯酸性，易溶於鹼：
V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O
也能溶解在強酸中（pH<1）生成VO 離子。V2O5是較強的氧化劑：
V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O
（3）釩酸鹽和多釩酸鹽
釩酸鹽有偏釩酸鹽MVO3、正釩酸鹽M3VO4和多釩酸鹽（M4V2O7、M3V3O9）等。只有當溶液中釩的總濃度非常稀（低於10 mol·L）且溶液呈強鹼性（pH>13）時，單體的釩酸根才能在溶液中穩定存在；當pH下降，溶液中釩的總濃度小於10 mol·L時，溶液中以酸式釩酸根離子形式存在，如HVO 、H2VO ；當溶液中釩的總濃度大於10 mol·L時，溶液中存在一系列聚合物種（多釩酸鹽）如V2O 、V3O 、V4O 、V10O 等。
鉻副族
1、鉻副族的基本性質
周期系第VIB族包括鉻、鉬、鎢三個元素。鉻和鉬的價電子層結構為( n-1) d ns，鎢為( n-1) d ns。它們的最高氧化態為 +6，都具有 d區元素多種氧化態的特徵。它們的最高氧化態按Cr、Mo、W的順序穩定性增強，而低氧化態的穩定性則相反。
2、鉻及其化合物
（1）鉻
鉻比較活潑，能溶於稀HCl、H2SO4，起初生成藍色Cr 溶液，而後為空氣所氧化成綠色的Cr 溶液：
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑
4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O
鉻在冷、濃HNO3中鈍化。
（2）鉻(III)的化合物
向Cr 溶液中逐滴加入2 mol·dm NaOH，則生成灰綠色Cr(OH)3沉澱。Cr(OH)3具有兩性：
Cr(OH)3 + 3H = Cr + 3H2O
Cr(OH)3 +OH= Cr(OH) (亮綠色)
鉻(III)的配合物配位數都是6（少數例外），其單核配合物的空間構型為八面體，Cr 離子提供6個空軌道，形成六個 d sp雜化軌道。
（2）鉻酸、鉻酸鹽和重鉻酸鹽
若向黃色CrO 溶液中加酸，溶液變為橙色Cr2O （重鉻酸根）液；反之，向橙色Cr2O 溶液中加鹼，又變為CrO 黃色液：
2 CrO (黃色) + 2H Cr2O (橙色) + H2O K = 1.2×10
H2CrO4是一個較強酸（ = 4.1， = 3.2×10），只存在於水溶液中。
氯化鉻醯CrO2Cl2是血紅色液體，遇水易分解：
CrO2Cl2 + 2H2O = H2CrO4 + 2HCl
常見的難溶鉻酸鹽有Ag2CrO4（磚紅色）、PbCrO4（黃色）、BaCrO4（黃色）和SrCrO4（黃色）等，它們均溶於強酸生成M 和Cr2O 。
K2Cr2O7是常用的強氧化劑（ = 1.33 V）飽和K2Cr2O7溶液和濃H2SO4混合液用作實驗室的洗液。在鹼性溶液中將Cr(OH) 氧化為CrO ，要比在酸性溶液將Cr 氧化為Cr2O 容易得多。而將Cr(VI)轉化為Cr(III)，則常在酸性溶液中進行。
3、鉬和鎢的重要化合物
（1）鉬、鎢的氧化物
MoO3、WO3和CrO3不同，它們不溶於水，僅能溶於氨水和強鹼溶液生成相應的合氧酸鹽。
（2）鉬、鎢的含氧酸及其鹽
鉬酸、鎢酸與鉻酸不同，它們是難溶酸，酸性、氧化性都較弱，鉬和鎢的含氧酸鹽只有銨、鈉、鉀、銣、鋰、鎂、銀和鉈(I)的鹽溶於水，其餘的含氧酸鹽都難溶於水。氧化性很弱，在酸性溶液中只能用強還原劑才能將它們還原到+3氧化態。
錳副族
1、錳副族的基本性質
ⅦB族包括錳、鎝和錸三個元素。其中只有錳及其化合物有很大實用價值。同其它副族元素性質的遞變規律一樣，從Mn到Re高氧化態趨向穩定。低氧化態則相反，以Mn 為最穩定。
2、錳及其化合物
（1）錳
錳是活潑金屬，在空氣中表面生成一層氧化物保護膜。錳在水中，因表面生成氫氧化錳沉澱而阻止反應繼續進行。錳和強酸反應生成Mn(II)鹽和氫氣。但和冷濃H2SO4反應很慢（鈍化）。
（2）錳(II)的化合物
在酸性介質中Mn 很穩定。但在鹼性介質中Mn(II)極易氧化成Mn(IV)化合物。
Mn(OH)2為白色難溶物， Ksp = 4.0×10，極易被空氣氧化，甚至溶於水中的少量氧氣也能將其氧化成褐色MnO(OH)2沉澱。
2Mn(OH)2 + O2 = 2 MnO(OH)2↓
Mn在酸性介質中只有遇強氧化劑(NH4)2S2O8、NaBiO3、PbO2、H5IO6時才被氧化。
2Mn + 5S2O + 8H2O = 2MnO + 10SO + 16H
2Mn + 5NaBiO3 + 14H = 2MnO +5Bi + 5Na + 7H2O
（3）錳(IV)的化合物
最重要的Mn(IV)化合物是MnO2，二氧化錳在中性介質中很穩定，在鹼性介質中傾向於轉化成錳(Ⅵ)酸鹽；在酸性介質中是一個強氧化劑，傾向於轉化成Mn。
2MnO2 + 2H2SO4 (濃) = 2MnSO4+ O2↑+ 2H2O
MnO2 + 4HCl(濃) = MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
簡單的Mn(IV)鹽在水溶液中極不穩定，或水解生成水合二氧化錳MnO(OH)2，或在濃強酸中的和水反應生成氧氣和Mn(II)。
（4）錳(VI)的化合物
最重要的Mn(VI)化合物是錳酸鉀K2MnO4。在熔融鹼中MnO2被空氣氧化生成K2MnO4。
2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 (深綠色) + 2H2O
在酸性、中性及弱鹼性介質中，K2MnO4發生歧化反應：
3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
錳酸鉀是製備高錳酸鉀（KMnO4）的中間體。
2MnO + 2H2O 2MnO + 2OH+ H2↑
KMnO4是深紫色晶體，是強氧化劑。和還原劑反應所得產物因溶液酸度不同而異。例如和SO 反應：
酸性 2MnO + 5 SO + 6H = 2Mn + 5SO + 3H2O
近中性 2MnO + 3 SO + H2O = 2MnO2 + 3 SO + 2OH
鹼性： 2MnO + SO + 2OH= 2MnO + SO + H2O
