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Metales de Transición Bloques “d” y “f” ¿Qué característica fundamental presentan estos Metales? Los Metales de Transición presentan subniveles “d” incompletos o bien pueden formar fácilmente iones con estos subniveles incompletos. Los elementos o iones del Grupo 12 (Zn, Cd y Hg) no presentan subniveles “d” incompletos y por este motivo, actualmente están en duda para continuar perteneciendo a los Metales de Transición ¿Por qué se llaman Metales de Transición? Los Metales de Transición son aquellos elementos químicos que están situados en la parte central del sistema periódico, en el bloque d, cuya principal característica es la inclusión en su configuración electrónica del orbital d, parcialmente lleno de electrones. Esta definición se puede ampliar considerando como elementos de transición a aquellos que poseen electrones alojados en el orbital d (esto incluiría a Zinc, Cadmio, y Mercurio) La IUPAC define un Metal de Transición como "un elemento cuyo átomo tiene una subcapa d (subnivel de energía) incompleta o que puede dar lugar a cationes" https://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_peri%C3%B3dico https://es.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B3mico https://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicada Los Elementos o Metales de Transición están situados en los bloques d y f de la Tabla Periódica (grupos 3 a 12). Los Lantánidos y Actínidos, donde comienzan a llenarse los orbitales f, se consideran también de transición, pero para distinguirlos de los del bloque d se les suele denominar Elementos de Transición Interna o Tierras Raras. A veces se usan otras definiciones más estrictas, para agrupar los elementos según sus propiedades físicas y químicas, por ejemplo, definiéndolos como los Elementos que forman, al menos, un ión que tenga un orbital d (o f) parcialmente lleno de electrones. http://enciclopedia.us.es/index.php/Elementos_del_bloque_d http://enciclopedia.us.es/index.php/Elementos_del_bloque_d http://enciclopedia.us.es/index.php/Tabla_peri%C3%B3dica http://enciclopedia.us.es/index.php/Grupo_de_la_tabla_peri%C3%B3dica http://enciclopedia.us.es/index.php/Lant%C3%A1nido http://enciclopedia.us.es/index.php/Act%C3%ADnido http://enciclopedia.us.es/index.php/Orbital http://enciclopedia.us.es/index.php/Electr%C3%B3n Según esta última definición, los Elementos de Transición son: • Elementos de Transición (o de Transición Externa): • Primera Serie de Transición: Sc,Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni y Cu • Segunda Serie de Transición: Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd y Ag • Tercera Serie de Transición: Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt y Au Elementos de Transición Interna: • Lantánidos: los elementos que van desde Z= 57 hasta Z= 71; el Escandio y el Itrio (grupo 3) tienen propiedades parecidas a los lantánidos y se suelen estudiar conjuntamente. • Actínidos: los elementos que van desde Z= 89 hasta Z= 103. Según http://enciclopedia.us.es/index.php/Escandio http://enciclopedia.us.es/index.php/Itrio Actividad Catalítica Los metales de transición forman buenos catalizadores homogéneos y heterogéneos, por ejemplo el hierro es el catalizador de muchos procesos industriales y tanto el níquel como el platino son utilizados para la hidrogenación de alquenos. Esto es porque son capaces de reaccionar bajo numerosos estados de oxidación y como consecuencia de ello formar nuevos compuestos proveyendo una ruta de reacción alternativa con una energía de activación más baja. https://www.ecured.cu/N%C3%ADquel Compuestos Coloreados Debido a su estructura, los Metales de Transición forman muchos iones y complejos coloreados. Los colores pueden cambiar entre diferentes iones de un mismo elemento. Por ejemplo el MnO4− (Mn en el estado de oxidación 7+) es un compuesto violeta, mientras que Mn 2+ es rosado pálido. La coordinación por ligandos puede jugar su parte en determinar el color en un compuesto de transición debido a cambios en la energía de los orbitales d. Cuando un ion con ligandos absorbe luz algunos electrones son promovidos a un orbital de mayor energía. Si la luz absorbida es de diferente frecuencia, se observan diferentes colores. Los colores del VANADIO … Propiedades Magnéticas (recordando….) 1- Ferromagnetismo: fuerte atracción hacia el interior de un campo magnético. Es poco frecuente y lo presentan Fe, Co y Ni en sus estados elementales. 2- Paramagnetismo: moderada atracción hacia el interior de un campo magnético. Se debe al “espin de los e- desapareados” (característico en compuestos de transición por tener e- “d” desapareados) 3- Diamagnetismo: leve repulsión hacia afuera de un campo magnético. Se debe a la “presencia de e- apareados” Propiedades Magnéticas (…) •La mayoría de los compuestos de transición son Paramagnéticos (tienen 1 o más e- desapareados) y esto se debe a que presentan un subnivel “d” incompleto. •En cambio, compuestos de Sc+3 y V+3 resultan incoloros debido a que todos sus e- se hallan apareados. Por tal motivo, estos compuestos son Diamagnéticos. •También debemos determinar si el compuesto o ion complejo en estudio tiene o no Momento Magnético de Espin (µs) Propiedades Magnéticas (…) Si µ ǂ 0 el ion complejo será Paramagnético y • coloreado Si µ = 0 el ion complejo será Diamagnético e Incoloro. La determinación del Momento Magnético de Espin Electrónico (µ) se hace usando: • • (n = Nro. e- desapareados) Propiedades Magnéticas (…) •La unidad de medición son los • “Magnetones de Bohr” (MB) •Por cada e- desapareado se origina un • µ = 1,73 MB COMPUESTOS DE COORDINACIÓN e IONES COMPLEJOS Compuestos de coordinación El átomo en un ligando que está unido directamente al átomo del catión metálico, es un átomo donador El número de átomos donadores que rodean al átomo del metal central en un ion complejo es el número de coordinación Ligante Bidentado: ETILENDIAMINA H2N - CH2 - CH2 – NH2 Ciertos ligandos tienen dos o más átomos donadores que se pueden coordinar simultáneamente a un ion metálico, por lo que ocupan dos o más sitios de coordinación. ... Un ligando de este tipo es la Etilendiamina: Este ligando, que se abrevia “en”, tiene dos átomos de nitrógeno que tienen pares de electrones no compartidos. AGENTE QUELANTE EDTA (ANIÓN ETILENDIAMINOTETRACETATO) 2( -OOC –CH2) –N - CH2 - CH2 –N - (CH2 –COO -)2 Nomenclatura • 1. Si los compuestos son sales se nombra primero anión y después el catión. Así en [Co (NH3)5Cl]Cl2 primero se da el nombre del Cl- y después el del [Co(NH3)5Cl] 2+ . • 2. En los complejos, iones o moléculas los ligandos se nombran antes que el metal y son mencionados en el siguiente orden: (1) los negativos o aniónicos, (2) los neutros y (3) los positivos o catiónicos. • 3. El número de ligandos iguales se menciona con prefijos griegos (mono, di tri, tetra….).Si el nombre del ligando incluye uno de estos prefijos (por ejemplo la Etilendiamina “en”) entonces se emplean los siguientes prefijos:(bis-, tris-, tetrakis-, ….). Los prefijos no se consideran parte del nombre que hay que tener en cuenta en el orden alfabético. Nomenclatura • 4. Los nombres de los ligandos aniónicos acaban en la letra o, mientras que los ligandos neutros usan su nombre ordinario. Algunos ligandos ordinarios tienen sus propios nombres; H2O (acuo), NH3 (amino). Los ligandos catiónicos terminan en “inio” como en el caso del Hidrazinio (NH2-NH3) +y el Arsinio (AsH4 +) • 5. Al final se nombra el metal con su valencia entre paréntesis y en números romanos (Numeral de Stock) • 6. Si el compuesto fuese aniónico el nombre finaliza en “ato” Así, en el ión [Fe (CN)6] -4 ,se nombra primero los cianuros y a continuación el Hierro y al final la valencia del metal entre paréntesis (numeral de Stock) entonces será el anión Hexacianoferrato (II) • 7. Las moléculascomplejas neutras y los cationes complejos no tienen ninguna terminación en especial. •
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