در مورد عناصر واسطه بايد گفت که رسانايي الکتريکي و قسمت اعظم خواص فلزي مربوط به درياي الکتروني الکترونهاي غيرمستقر سطح والانس است که مثلاً تعداد آنها در مورد منگنز، آهن و نيکل 2 است. الکترونهاي موجود در اوربيتالهاي اين عناصر نقش مستقيمي در پيوند فلزي مورد بحث ما در اين مدل ساده ندارند ولي در مجموع روي استحکام پيوند فلزي اثر مهمي مي‌گذارند.
فلزات واسطه به کار رفته در مصالح ساختماني و ماشين‌آلات از قبيل کروم، منگنز و آهن آرايشهاي اوربيتالي زير را دارند:
اين اتمها داراي تعداد قابل توجهي اوربيتالهاي تک الکتروني بوده که در بلور فلزي، با اوربيتالهاي تک‌الکتروني مجاور، اندکي همپوشاني کرده و نوعي پيوند کوالانسيبوجود مي‌آورند که بر استحکام و سختي فلز مي‌افزايد و عامل مهمي در افزايش نقطه ذوب آن محسوب مي‌شود.
در آلياژها نيز معمولاً همين اوربيتالهاي تک الکتروني از اتم يک فلز با اوربيتالهاي تک‌الکتروني عنصر يا عناصر انتخابي ديگر همپوشاني کرده و آلياژهايي با خواص مختلف و مطلوب پديد مي‌آورند.
طبقه بندي عناصر واسطه
اين عنصرها بسته به اينکه الکترون متمايز کننده اتم آنها در تراز( n-1)d و يا در تراز( n-2)f لايه ظرفيت وارد شود، به دو دسته تقسيم مي‌شوند.
فلزات واسطه دسته d
الکترونهاي متمايز کننده اتم اين عنصرها در تراز n-۱)d) لايه ظرفيت اتم آنها وارد مي‌شود و عموما (غير از روي و کادميم)، در حالت اکسايش صفر و يا دست کم در يکي از حالتهاي اکسايش بالاتر از صفر، يک يا چند اوربيتال تک الکتروني در تراز لايه ظرفيت اتم خود دارند. عنصرهاي واسطه دوره چهارم (رديف 3d)، دوره پنجم (رديف 4d)، دوره ششم (رديف 5d) و دوره هفتم (رديف 6d)، جزو اين دسته از فلزات هستند.
فلزات واسطه دسته F
اين عناصر که الکترونهاي متمايز کننده اتم آنها، در ترازهاي n-2)F) لايه ظرفيت که ترازهاي نسبتا دروني‌اند قرار مي‌گيرند، به عناصر واسطه داخلي معروفند و جزو عنصرهاي گروه IIIB در جدول تناوبي مي‌باشند و دو رديف متمايز از عنصرهاي واسطه را شامل مي‌شوند که عبارتند از اکتنيدها و لانتانيدها.
خواص فيزيکي عناصر واسطه
به غير از عناصر واسطه گروه IIB (يعني روي، کادميم، جيوه) و فلزهاي واسطه ديگر)، دماهاي ذوب و جوش، گرماي نهان تبخير، چگالي، سختي، انرژي بستگي نسبتا بالايي دارند (در بين آنها تنها جيوه در دماي معمولي مايع است). شدت اين خواص در عنصرهاي واسطه مياني هر رديف بيشتر مي‌شود. دليل اين رويداد، وجود اوربيتالهاي تک الکتروني نسبتا زياد در تراز d و امکان همپوشاني مناسب اين اوربيتالها، تشکيل پيوند کووالانسي در شبکه بلور و افزايش انرژي بستگي بلور فلزي است. اما در آخرين عنصر واسطه هر رديف، انرژي بستگي به پايينترين حد خود نزول مي‌کند.
خواص مکانيکي عناصر واسطه فلزهاي واسطه عموما انعطاف پذيرند، قابليت تغيير شکل دارند، خاصيت چکش خواري، صيقل پذيري، تورّق و مفتول شدن آنها خيلي زياد است. در مقابل ضربه، فشار و کشش، مقاومت دارند (غير از جيوه که مايع، روي و کروم که شکننده‌اند).
البته فلزهاي گروه IB (مس، نقره و طلا) بسيار نرم‌اند. اين فلزها با يکديگر و نيز با برخي نافلزات، آليازهاي بسيار مهمي تشکيل مي‌دهند که خواص و کاربردهاي ويژه‌اي در پژوهش، علم و صنعت دارند. از آلياژ اين فلزات در ساخت موتور جت هواپيما، استفاده مي‌شود.
خواص مغناطيسي
اين فلزها عموما (غير از روي و کادميم) در حالت آزاد و خنثي و يا دست کم در يکي از حالتهاي اکسايش خود در ترکيبها، داراي اوربيتالهاي تک الکتروني‌اند. از اين‌رو، غالبا در حالت گازي يا در بسياري از ترکيبات کوئورديناسيون خود، بويژه با ليگاندهاي ضعيف داراي خاصيت پارامغناطيسي‌اند. بديهي است برخي از آنها که فاقد الکترون جفت‌نشدهاند، حتي در حالت آزاد (گازي) داراي خاصيت ديامغناطيسي‌اند (مانند روي و کادميم) و يا ممکن است برخي از آنها با داشتن الکترونهاي جفت‌نشده در بلور، آنتي فرومغناطيس باشند و يا در ترکيبات کمپلکس يا ليگاندهاي قوي و يا مغناطيس باشند (کروم).
الکترونگاتيوي
به علت کوچک بودن اندازه اتم و زياد بودن بار موثر هسته، عنصرهاي واسطه نسبت به عنصرهاي اصلي، الکترونگاتيوي و انرژي يونش عنصرهاي واسطه نسبت به عنصرهاي اصلي همدوره خود بيشتر است.
رسانايي برق و گرما
فلزات واسطه، عموما جريان برق را به خوبي هدايت مي‌کنند، قدرت رسانايي عنصرهاي گروه IB از فلزهاي ديگر بيشتر است، (دليل آن پر بودن اوربيتالهاي تراز d و وجود اوربيتال تک الکتروني S لايه ظرفيت است). رسانايي گرمايي اين فلزات به موازات رسانايي الکتريکي آنها افزايش مي‌يابد. رسانايي الکتريکي واناديوم از فلزهاي ديگر کمتر است.
فلزات واسطه خارجي
اين دسته از فلزات را مي‌توان در خود جدول تناوبي مشاهده نمود، در عناصر واسطه خارجي زير لايهٔ d در حال پرشدن مي‌باشد، اين عناصر نسبت به فلزات گروه اول و دوم سختي، چگالي و دماي ذوب و جوش بالاتري دارند، همه فلزات (اعم از قليايي، قليايي خاکي و واسطه و فلزات اصي دسته p) جامد مي‌باشند به جز جيوه که در دماي اتاق به حالت مايع مي‌باشد و يک استثناء به شمار مي‌آيد. در آرايش الکتروني اين عناصر بي نظمي‌هاي متعددي ديده مي‌شود، براي مثال دو نمونه از اين بي نظمي‌ها در دو عنصر Cr و Cu ديده مي‌شوند، گروه يازدهم يا IB با نام فلزات سکه ساز نيز شناخته مي‌شوند که شامل سه عنصر مس، نقره و طلا مي‌باشد، البته در بين فلزات واسطه خارجي نامگذاري‌هاي ديگري نيز وجود دارد که به صورت دسته‌اي صورت گرفته‌اند و نظمي بين اين دسته بندي‌ها ديده نمي‌شود، براي مثال دو نمونه از اين دسته بندي‌ها عبارتند از:
- فلزات پلاتيني: که شامل شش عنصر پالاديم، پلاتين، روديم، ايريديم، روتنيم و اوسميم مي‌باشد.
- تريادها يا فلزات فرومانتيک يا دستهٔ سه تايي‌ها: که شامل آهن، کبالت و نيکل سه عنصر که در نامگذاري آيوپاک در يک گروه قرار گرفته‌اند و در تناوب چهارم جدول تناوبي و گروه‌هاي هشتم و نهم و دهم قراردارند.
فلزات واسطه داخلي
با مشاهدهٔ جدول تناوبي دو دسته از عناصر را مشاهده مي‌کنيد که جدا از جدول تناوبي و در پايين تصوير قرار گرفته‌اند، اينها همان عناصر واسطهٔ داخلي هستند که عناصر دستهٔ اول خواصي مشابه فلز لانتان دارند و به لانتانيدها مشهور هستند و عناصر دستهٔ دوم خواصي مشابه فلز اکتينيم دارند و به اکتينيدها معروف شده‌اند.
از آن جا که قرار دادن لانتانيدها و اکتينيدها در خانه‌هاي پلاک ۵۷ و ۸۹ ميسرنمي شد، اين دو گروه در پايين جدول تناوبي و به صورت جداگانه اما با ارجاع به دو عنصر لانتانيم(لانتان) و اکتينيم قرارگرفته‌اند.
لانتانيدها: در اين عناصر زيرلايهٔ 4f در حال پرشدن مي‌باشد و شامل عناصر از عدد اتمي ۵۸ تا ۷۱ مي‌باشند.
اکتينيدها: در اين عناصر زيرلايهٔ 5f در حال پرشدن مي‌باشد و شامل عناصر از عدد اتمي ۹۰ تا ۱۰۳ مي‌باشد، براي مطالعهٔ اکتينيدها ساختارهسته نسبت به آرايش الکتروني عناصر از اهميت بيش تري برخوردار مي‌باشد، مشهورترين اکتينيد که امروزه بحث‌هاي زيادي را در اقتصاد و سياست و علم به خود اختصاص داده‌است اورانيوم مي‌باشد که از آن انواع استفاده‌هاي صلح آميز و غير صلح آميز(براي ساخت سلاح‌هاي شيميايي) مي‌شود.
از ترکيب فلزات واسطه خارجي با ترکيبات آلي ترکيبات آلي فلزي مهمي با کاربردهاي گوناگون تشکيل مي‌شوند.
رادرفوردیم