Figura 19.1 Metalele de tranziție formează adesea complexe colorate vibrant. Mineralele malachit (verde), azurit (albastru) și prostită (roșu) sunt câteva exemple. (Credit stânga: modificarea lucrării lui James St. John; mijloc: modificarea lucrării lui Stephanie Clifford; dreapta: modificarea lucrării lui Terry Wallace)
Avem contact zilnic cu multe metale de tranziție. Fierul apare peste tot – de la inelele din caietul cu spirală și tacâmurile din bucătărie până la automobile, nave, clădiri și în hemoglobina din sângele tău. Titanul este util în fabricarea de produse ușoare și durabile, cum ar fi cadre de biciclete, șolduri artificiale și bijuterii. Cromul este util ca placă de protecție pe corpurile sanitare și detaliile auto.
Pe lângă faptul că sunt utilizate în formele lor elementare pure, mulți compuși care conțin metale de tranziție au numeroase alte aplicații. Azotatul de argint este folosit pentru a crea oglinzi, silicatul de zirconiu asigură frecare în frânele auto și mulți agenți importanți de combatere a cancerului, cum ar fi medicamentul cisplatin și speciile înrudite, sunt compuși de platină.
Varietatea proprietăților prezentate de metalele de tranziție se datorează învelișurilor lor complexe de valență. Spre deosebire de majoritatea metalelor din grupul principal în care se observă în mod normal o singură stare de oxidare, structura învelișului de valență a metalelor de tranziție înseamnă că acestea apar de obicei în mai multe stări diferite de oxidare stabilă. În plus, tranzițiile electronilor din aceste elemente pot corespunde cu absorbția fotonilor din spectrul electromagnetic vizibil, ceea ce duce la compuși colorați. Datorită acestor comportamente, metalele de tranziție prezintă o chimie bogată și fascinantă.
Metalele de tranziție sunt definite ca acele elemente care au (sau formează ușor) orbitali d parțial umpluți. După cum se arată în Figura 19.2, elementele blocului d din grupele 3–11 sunt elemente de tranziție. Elementele blocului f, numite și metale de tranziție interioare (lantanide și actinide), îndeplinesc de asemenea acest criteriu deoarece orbitalul d este parțial ocupat înaintea orbitalilor f. Orbitalii d se umplu cu familia cuprului (grupa 11); din acest motiv, următoarea familie (grupa 12) nu sunt din punct de vedere tehnic elemente de tranziție. Cu toate acestea, elementele grupei 12 prezintă unele dintre aceleași proprietăți chimice și sunt de obicei incluse în discuțiile despre metalele de tranziție. Unii chimiști tratează elementele din grupa 12 ca metale de tranziție.
Figura 19.2 Metalele de tranziție sunt situate în grupele 3–11 ale tabelului periodic. Metalele de tranziție interioare sunt în cele două rânduri de sub corpul tabelului.
Elementele blocului d sunt împărțite în prima serie de tranziție (elementele de la Sc la Cu), a doua serie de tranziție (elementele de la Y la Ag) și a treia serie de tranziție (elementul La și elementele de la Hf la Au). Actiniul, Ac, este primul membru al celei de-a patra serii de tranziție, care include și elementele de la Rf la Rg.
Elementele blocului f sunt elementele de la Ce până la Lu, care constituie seria lantanidelor (sau seria lantanoidelor), și elementele de la Th până la Lr, care constituie seria actinidelor (sau seria actinoidelor). Deoarece lantanul se comportă foarte mult ca elementele lantanide, este considerat un element lantanid, chiar dacă configurația sa electronică îl face primul membru al celei de-a treia serii de tranziție. În mod similar, comportamentul actiniului înseamnă că face parte din seria actinidelor, deși configurația sa electronică îl face primul membru al celei de-a patra serii de tranziție.
Exemplul 19.1Electronii de valență în metalele de tranziție
Revizuiți modul de scriere a configurațiilor electronice, tratate în capitolul despre structura electronică și proprietățile periodice ale elementelor. Amintiți-vă că pentru metalele de tranziție și de tranziție interioară, este necesar să eliminați electronii s înaintea electronilor d sau f. Apoi, pentru fiecare ion, dați configurația electronică: (a) ceriu(III) Pentru exemplele care sunt metale de tranziție, determinați cărei serie aparțin. Soluţie Pentru ioni, electronii de valență s se pierd înainte de electronii d sau f. (a) Ce3+[Xe]4f1; Ce3+ este un element de tranziție interioară din seria lantanidelor. Exercițiu Dați un exemplu de ion din prima serie de tranziție fără electroni d. Răspuns: V5+ este o posibilitate. Alte exemple includ Sc3+, Ti4+, Cr6+ și Mn7+. |
Sursa: Chemistry 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2023 MultiMedia Publishing
Lasă un răspuns