metales de Transición
posición de los metales de transición en la Tabla periódica
los elementos de la Tabla periódica a menudo se dividen en cuatro categorías: (1) elementos del grupo principal, (2) metales de Transición, (3)lantánidos y (4) actínidos. Los elementos principales del grupo incluyen los metales activos en las dos columnas en el extremo izquierdo de la Tabla periódica y los metales, semimetales y no metálicos en las seis columnas en el extremo derecho. Los metales de transiciónson los elementos metálicos que sirven de puente, o transición,entre los dos lados de la mesa., Los lantánidos y los actínidos en la parte inferior de la tabla son a veces conocidos como los metales de Transición internos porque tienen números atómicos que caen entre el primer y segundo elemento en las dos últimas filas de los metales de Transición.
metales de Transición vs.elementos del grupo principal
existe cierta controversia sobre la clasificación de los elementos en el límite entre el grupo principal y los elementos de metal de Transición En el lado derecho de la tabla. Los elementos en cuestión son zinc (Zn), cadmio (Cd) y mercurio(Hg).,
El desacuerdo sobre si estos elementos deben clasificarse como elementos del grupo principal o metales de Transición sugiere que las diferencias entre estas categorías no son claras.Los metales de transición son como los metales del grupo principal de muchas maneras: se parecen a los metales, son maleables y dúctiles, conducen el calor y la electricidad, y forman iones positivos., El hecho de que los dos mejores conductores de electricidad sean un metal de Transición (cobre) y un metal del grupo principal (Aluminio) muestra la medida en que las propiedades físicas de los metales del grupo principal y los metales de transición se superponen.
también Hay diferencias entre estos metales. Los metales de transición son más electronegativos que los metales del grupo principal, por ejemplo, y por lo tanto es más probable que formen compuestos covalentes.
otra diferencia entre los metales del grupo principal y los metales de transición se puede ver en las fórmulas de los compuestos que forman., Los metales del grupo principal tienden a formar sales (como NaCl, Mg3N2 y CaS) en las que hay iones negativos suficientes para equilibrar la carga sobre las positiveiones. Los metales de Transición forman compuestos similares, pero es más probable que los metales del grupo principal formen complejos,como los iones FeCl4 -, Hgi42-y Cd(OH)42 -, que tienen un número excesivo de iones negativos.
una tercera diferencia entre el grupo principal y los metaliones de transición es la facilidad con la que forman compuestos estables con moléculas neutrales, como el agua o el amoníaco., Salts of main groupmetal ions dissolve in water to form aqueous solutions.
| H2O | ||||
| NaCl(s) |  |
Na+(aq) | + | Cl-(aq) |
When we let the water evaporate, we get back the originalstarting material, NaCl(s). Salts of the transition-metalions can display a very different behavior., El cloruro de cromo(III), por ejemplo, es un compuesto violeta, que disuelve el amoníaco líquido para formar un compuesto amarillo con la fórmula CrCl3 6 NH3 que puede aislarse cuando se permite que el amoníaco se evapore.
CrCl3(s) + 6 NH3(l)
la configuración electrónica de iones de metal de Transición
la relación las configuraciones electrónicas de elementos metálicos de transición y sus iones son complejas.,
ejemplo: consideremos la química del cobalto que forma complejos que contienen iones Co2+ o CO3+.
la configuración electrónica de un átomo de cobalto neutro se escribe como sigue.
Co: 4s2 3d7
la discusión de las energías relativas de los orbitales atómicos sugiere que el orbital 4s tiene una energía más baja que los 3dorbitales. Por lo tanto, podríamos esperar que el cobalto pierda electrones de los orbitales 3D de mayor energía, pero esto no es lo que se observa. Los iones Co2+ y Co3+ tienen las siguientes configuraciones electrónicas.,
Co2+: 3d7
Co3+: 3d6
en general, los electrones se eliminan de los orbitales Valence-shell s antes de que se eliminen de los orbitales Valence D cuando los metales de transición se ionizan.
problema de Práctica 1:
predecir la configuración electrónica del ion Fe3+.
Haga clic aquí para comprobar su respuesta a la práctica Problema 1
debido a que los electrones de Valencia en iones de metal de transición están concentrados en orbitales d, estos iones a menudo se describen como teniendo configuraciones dn., Los iones CO3 + y Fe2+, por ejemplo, se dice que tienen una configuración D6.
Co3+: 3d6
Fe2+: 3d6
estados de oxidación de los metales de transición
La mayoría de los metales de Transición forman más de un estado de oxidación.
Algunos estados de oxidación, sin embargo, son más comunes que otros.Los estados de oxidación más comunes de la primera serie de metales de transición se dan en la siguiente tabla. Los esfuerzos para explicar el patrón aparente en este cuadro fracasan en última instancia por una combinación de razones. Algunos de estos estados de oxidación son comunes porque son relativamente estables., Otros describen compuestos que no son necesariamente estables pero que reaccionan lentamente. Los Stillothers son comunes solo desde una perspectiva histórica.
estados de oxidación comunes de la primera serie de metales de Transición
un punto sobre los estados de oxidación de los metales de Transición presta especial atención: los iones de metales de transición con cargas superiores a +3 no pueden existir en solución acuosa.
considere la siguiente reacción en la que el manganeso se oxida del estado de oxidación +2 al +7.,
Mn2+(aq) + 4 H2O(l) el mno4-(aq) + 8 H+(aq) + 5 e-
Cuando el átomo de manganeso se oxida, se convierte en moreelectronegative. En el estado de oxidación + 7, este átomo es lo suficientemente electrónico como para reaccionar con el agua para formar un covalentóxido, MnO4 -.
es útil tener una manera de distinguir entre la carga en un ion de metal de transición y el estado de oxidación del metal de Transición. Por convención, símbolos como Mn2 + se refieren a iones que llevan una carga + 2., Símbolos tales como Mn(VII) se utilizan para describir compuestos en los que el manganeso está en el estado de +7oxidación.
mn(VII) no es el único ejemplo de un estado de oxidación suficiente para descomponer el agua. Tan pronto como Mn2+ se oxida a Mn(IV), reacciona con el agua para formar MnO2. Un fenómeno similar se puede ver en la química tanto del vanadio como del cromo. El vanadio existe en soluciones acuosas como el ion V2+. Pero una vez que se oxida al estado de oxidación +4 o +5, reacciona con agua para formar el ion VO2+ o VO2+. El ion Cr3+ se puede encontrar en solución acuosa.,Pero una vez que este ion se oxida a Cr(VI), reacciona con el agua para formar los iones CrO42 y Cr2O72.