QUÍMICA DE ESTOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN CONCEPTOS GENERALES Estrictamente se define como elemento de transición a aquel que en estado elemental (oxidación 0) posee capas “d” o “f” parcialmente llenas, ejemplos: Fe0, Mn0, Cu0, etc. Para el estudio de estos elementos y para la comparación se amplia el concepto y se dice que: “elemento de transición son aquellos que llenan parcialmente los orbitales “d”o “f” en su estado elemental o en cualquiera de sus estados de oxidación más comunes”. Por ejemplo: Cu que tiene un configuración 4s1 3d10 no sería elemento de transición en el concepto estricto; pero si analizamos no solo su estado elemental sino todos sus estados de oxidación vemos que: Cu0 4s1 3d10 Cu+ 4s0 3d10 Cu2+ 4so 3d9 Como el estado Cu2+ llena parcialmente los orbitales “d” es suficiente para considerarlo elemento de transición según en concepto ampliado. Si analizamos el caso del cinc: Zn0 4s2 3d10 Zn2+ 4s0 3d10 Este no es un elemento de transición ni por el concepto estricto ni por el ampliado, tampoco el elemento representativo que llene “s” o “p”, por todo ello se llama de post – transición al igual que cadmio y mercurio que están el la misma triada. CLASIFICACIÓN Teniendo en cuenta la definición ampliada los elementos de transición son: 1ª serie Sc…………………………………… 21 29Cu Bloque “d” 2ª serie 39Y…………………………….................47Ag
3ª serie La Hf…………………………………. 57 72 79Au 5d Lantánidos 57La………………………………………71Lu
4f Bloque “f” Actínidos 89Ac.........................................106Nielsborium
5f Sin duda que son importantes, pues hasta el elemento 104 constituyen un total de 56 elementos, lo que representa más de la mitad de la tabla periódica. PROPIEDADES GENERALES Metales: Son todos metales. Tienen en general elevados puntos de fusión, son buenos conductores del calor y la electricidad. Forman aleaciones entre si y con otros elementos. Potenciales redox: No son todos iguales desde el punto de vista de sus potenciales redox. Muchos de ellos son lo suficientemente electropositivos (E 0 red. pequeños como para disolverse en ácidos minerales; pero unos pocos tienen altos E 0 red. y no son atacados por los ácidos, por tanto no son muy electropositivos y se llaman “metales nobles” (Au, Pt, Ir, Rh, Ru, Os). Estados de oxidación: Poseen más de un estado de oxidación y sus compuestos son coloreados para por lo menos un estado. Ejemplos: MnCl2 (rosado), MnO2 (negro – pardo), MnO2-4 (verde), MnO4- (violeta). Magnetismo: Por tener capas “d” o “f” parcialmente llenas, forman compuestos paramagnéticos. Formación de iones: En el estado elemental, sobre todo en 1ª serie, se llena primero el orbital “s” y luego el “d”; sin embargo al formarse un ión se pierden primero los electrones “s” como si hubiese una inversión de energía. Veamos un ejemplo: Fe: 4s2 3d6
Fe2+: 4s0 3d6
Fe3+: 4s0 3d5
SISTEMATIZACIÓN DEL ESTUDIO DE LOS ELEMENTOS DE TRANSICIÓN Hay varias maneras de intentar sistematizar el estudio de los elementos de transición: a) Estudiarlos por grupos o triadas: Sc – Y – La; Cu – Ag – Au; etc. Esto es valedero solo para algunos grupos ya que por lo general se encuentran tantas semejanzas como diferencias. b) Estudiar los iones de igual configuración, así por ejemplo: estudiar todos los iones d6: Cr0, Mn( I I ) , Fe( I I ), Co( I I I ), etc. Esta manera es ventajosa cuando queremos estudiar los espectros y propiedades magnéticas. c) Estudiar la 1ª serie separada de las otras dos, ya que presenta analogías horizontales. Este el camino que seguiremos. Las razones importantes por la cual seguimos este camino son: 1) En cada grupo, el elemento de la 1ª serie difiere apreciablemente de los otros dos. 2) La Química en solución de los elementos de la 1ª serie es más sencilla que la de la 2ª y 3ª serie. 3) El llenado de orbitales es normal excepto Cr y Cu. 4) Los primeros electrones que se pierden son 4s. Por tanto predominan los estados de oxidación II o mayor que II.