Die einzigartige Struktur der Übergangsmetalle führt dazu, dass sie leuchtend farbige Verbindungen bilden. Diese Struktur beeinflusst die Art und Weise, wie Licht absorbiert, übertragen und reflektiert wird. Der Oxidationszustand des jeweiligen Elements beeinflusst die Farben der Verbindungen, die es bildet.
Elektronen im d-Orbital beeinflussen die Farbe von Übergangsmetallverbindungen. Daher ermöglichen unterschiedliche Elektronenbindungen in Molekülen beispielsweise Mangan, Verbindungen von dunkelviolett bis blassrosa zu bilden. Diese 5d-Elektronen werden stärker gefüllt, wenn man sich im Periodensystem von links nach rechts bewegt. Da die d-Orbitale mit Zink gefüllt sind, bildet es fast farblose Verbindungen.
Elektronen absorbieren Licht einer bestimmten Wellenlänge, um zum nächsten Orbital aufzusteigen, und das menschliche Auge sieht die Wellenlängen, die nicht absorbiert werden. Daher ist die Energielücke zwischen den höheren und niedrigeren Orbitalniveaus letztendlich für die Farbvariation verantwortlich.
Übergangsmetalle haben neben der Bildung dieser stark gefärbten Verbindungen viele gemeinsame Eigenschaften. Sie haben alle eine niedrige Ionisationsenergie und haben positive Oxidationsstufen. Übergangsmetalle neigen dazu, sehr hart zu sein, bleiben aber formbar. Sie haben hohe Schmelz- und Siedepunkte. Darüber hinaus sind Übergangsmetalle aufgrund ihrer hohen elektrischen Leitfähigkeit ideal für den Einsatz in elektrischen Halbleitern.
