第一過渡系（鈧到鋅）

第一行過渡金屬全是耳熟能詳的名字：鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅。從左到右這十個元素，是我們大多數人初次遇到過渡金屬化學的地方——鋼和血液中的鐵、亮閃閃鍍層裡的鉻、電線裡的銅、電池裡的鎳和鈷。把它們當作一個系列橫著讀，會看到隨著我們一次添一個電子，性質如何有條不紊地變化。

橫跨這一行所發生的，是 3d 亞層的逐步填充。每往右一步增加一個質子，並（大體上）增加一個 3d 電子。由於這個增加的電子進入靠內的 d 軌道，而外層的 4s 殼層基本不變，原子只緩慢地改變：它們的尺寸橫跨整行幾乎不縮小，不像主族那一行裡看到的劇烈收縮。最高氧化態在前幾個元素中隨可供失去的電子增多而升高（鈦達到 +4，釩 +5，鉻 +6，錳 +7），隨後在後面的金屬中回落，那裡的 d 電子坐得太緊難以移除，所以鐵、鈷、鎳、銅以 +2 和 +3 為主。兩處小小的隆起破壞了這完美平滑的進程：鉻是 3d5 4s1，銅是 3d10 4s1，因為半充滿或完全充滿的 d 殼層稍稍更穩定，於是各自從 4s 借來一個電子。

了解橫跨這一行的趨勢，是過渡金屬化學的實用核心，因為這些正是工業與生命的金屬。鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅的描述化學——它們的氧化物、鹵化物和水合離子——在本領域別處按金屬逐一講述；這裡的要點是，它們組成一個相連的家族，其行為隨 3d 殼層的填充而平滑、可預測地變化。