Métaux de Transition

métaux de transition

Position des métaux de transition dans le tableau périodique

Les éléments du tableau périodique sont souvent divisés en quatre catégories: (1) éléments du groupe principal, (2) métaux de transition, (3)lanthanides et (4) actinides. Les principaux éléments du groupe comprennent les métaux actifs dans les deux colonnes à l’extrême gauche du tableau périodique et les métaux, semi-métaux et non-métaux dans les six colonnes à l’extrême droite. Les métaux de transition sont les éléments métalliques qui servent de pont, ou de transition,entre les deux côtés de la table., Les lanthanides et les actinides au bas du tableau sont parfois connus comme les métaux de transition internes car ils ont des nombres aléatoires qui se situent entre les premier et deuxième éléments dans les deux dernières rangées des métaux de transition.

métaux de Transition par rapport aux éléments du groupe principal

il existe une certaine controverse sur la classification des éléments à la limite entre le groupe principal et les éléments métalliques de transition sur le côté droit du tableau. Les éléments en question sont le zinc (Zn), le cadmium (Cd) et le mercure(Hg).,

le désaccord sur la question de savoir si ces éléments devraient être classés en tant qu’éléments du groupe principal ou en tant que métaux de transition suggère que les différences entre ces catégories ne sont pas claires.Les métaux de Transition sont comme les métaux du groupe principal à bien des égards: ils ressemblent à des métaux, ils sont malléables et ductiles, ils conduisent la chaleur et l’électricité, et ils forment des ions positifs., Le fait que les deux meilleurs conducteurs d’électricité soient un métal de transition (cuivre) et un métal de groupe principal (Aluminium) montre l’étendue à laquelle les propriétés physiques des métaux de groupe principal et des métaux de transition se chevauchent.

Il existe également des différences entre ces métaux. Les métaux de transition sont plus électronégatifs que les principaux métaux du groupe, par exemple, et sont donc plus susceptibles de former des composés ovalents.

Une autre différence entre les métaux du groupe principal etles métaux de transition peuvent être vus dans les formules des composés qu’ils forment., Les principaux métaux du groupe ont tendance à former des sels (tels que NaCl, Mg3N2 et CaS) dans lesquels il y a juste assez d’ions négatifs pour équilibrer la charge sur les ions positifs. Les métaux de transition forment des composés similaires, mais ils sont plus probablesles métaux du groupe principal forment des complexes,tels que les ions FeCl4 -, HgI42-et Cd(OH)42 -, qui ont un nombre excessif d’ions négatifs.

Une troisième différence entre le groupe principal et les métalions de transition est la facilité avec laquelle ils forment des composés stables avec des molécules neutres, telles que l’eau ou l’ammoniac., 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., Le chlorure de chrome (III), par exemple, est un composé violet, qui se dissout dans l’ammoniac liquide pour former un composé jaune de formule CrCl3 6 NH3 qui peut être isolé lorsque l’ammoniac est autorisé à s’évaporer.

CrCl3(s) + 6 NH3(l) CrCl3 6 NH3(s)

la configuration électronique des Ions de métaux de Transition

la relation entre configurations deransition-éléments métalliques et leurs ions est complexe.,

exemple: considérons la chimie du cobalt qui formecomplexes contenant des ions Co2+ ou Co3+.

la configuration électronique d’un atome de cobalt neutre est écrite ci-dessous.

Co: 4s2 3d7

la discussion des énergies relatives des orbitales atomiquessuggère que l’orbitale 4s a une énergie inférieure à celle des orbitales 3. Ainsi, nous pourrions nous attendre à ce que le cobalt perde des électrons à partir des orbitales 3D d’énergie plus élevée, mais ce n’est pas ce qui est observé. Les ions Co2+ et Co3+ ont les configurations électroniques suivantes.,

Co2+: 3d7

Co3+: 3d6

en général, les électrons sont retirés des orbitales de Valence-shell s avant d’être retirés des orbitales de Valence d lorsque les métaux de transition sont ionisés.

parce que les électrons de valence dans les ions de métaux de transition sont concentrés dans des orbitales d, ces ions sont souvent décrits comme ayant des configurations dn., Les ions Co3+et Fe2+, par exemple, auraient une configuration D6.

Co3+: 3d6

Fe2+: 3d6

États d’Oxydation de theTransition Métaux

la Plupart des métaux de transition forme plus qu’un état d’oxydation.

certains États d’oxydation sont cependant plus fréquents que d’autres.Les États d’oxydation les plus courants de la première série deles métaux de transition sont donnés dans le tableau ci-dessous. Les Efforts visant à expliquer la tendance apparente dans ce tableau échouent finalement pour une combinaison de raisons. Certains de ces états d’oxydation sont communsparce qu’ils sont relativement stables., D’autres décrivent des composés qui ne sont pas nécessairement stables mais qui réagissent lentement. Stillothers ne sont communs que d’un point de vue historique.

États D’oxydation courants de la première série de métaux de Transition

un point sur les États d’oxydation des métaux de transition mérite une attention particulière: les ions de métaux de Transition avec une charge supérieure à +3 ne peuvent pas exister en solution aqueuse.

considérons la réaction suivante dans laquelle le manganèse est oxydéde l’état d’oxydation +2 à +7.,

Quand l’atome de manganèse oxydé, il devient moreelectronegative. Dans l’état d’oxydation +7, cet atome estassez électronégatif pour réagir avec l’eau pour former un covalentoxyde, MnO4-.

Il est utile d’avoir un moyen de distinguer entre la charge sur un ion métal de transition et l’état d’oxydation du métal de transition. Par convention, les symboles tels que Mn2 + se réfèrent aux ions qui portent une charge +2., Des symboles tels que Mn (VII) sont utilisés pour décrire des composés dans lesquels le manganèse est à l’état d’oxydation +7.

Mn(VII) n’est pas le seul exemple d’un État d’oxydation assez puissant pour décomposer l’eau. Dès que Mn2 + est oxydéà Mn (IV), il réagit avec l’eau pour former MnO2. Un phénomène similaire peut être vu dans la chimie du vanadiumand Chrome. Le Vanadium existe dans les solutions aqueuses sous forme D’ion V2+. Mais une fois qu’il est oxydé à l’état d’oxydation +4 ou +5, il réagit avec l’eau pour former L’ion VO2+ ou VO2+. L’ion Cr3+ peut être trouvé en solution aqueuse.,Mais une fois que cet ion est oxydé en Cr(VI), il réagit avec l’eau pour former les ions CrO42 et Cr2O72.