Metales de Transición

Propiedades físicas generales

• La mayoría de los metales de transición

tienen una estructura compacta.

• Puntos de ebullición y de fusión altos

Configuraciones electrónicas

Desde el escandio hasta el cobre se agregan

electrones a los orbitales 3d. Así, la configuración

electrónica externa del escandio es 4s23d1, la

del titanio es 4s23d2 y así sucesivamente.

Las dos excepciones son el cromo y el cobre,

cuyas configuraciones electrónicas externas

son 4s13d5 y 4s13d10.

Estados de oxidación

Los metales de transición adquieren diversos

estados de oxidación en sus compuestos

mediante la pérdida de uno o más electrones.

Color

La mayoría de los iones de los metales de transición

y iones complejos y aniones que contienen metales

de transición son distintivamente coloreados El origen

del color, se debe a las transiciones electrónicas que

contienen electrones d.

Magnetismo

La mayoría de los compuestos de los metales de

transición son paramagnéticos. Recuérdese que el

para magnetismo se asocia con uno o más

electrones desapareados. El paramagnetismo de

los compuestos de los metales de transición se

debe a las subcapas d incompletas en los metales.

Formación de iones complejos

Los iones de los metales de transición son

ácidos de Lewis (pueden aceptar pares de

electrones) y forman complejos como

[(Cu(NH3)5]2+, [Co(NH3)6]3+, [Ni(CN)4]2- y

[Fe(CN)6]3- .

Propiedades catalíticas

- El hierro como catalizador en la síntesis

de Haber del amoniaco

- El pentóxido de vanadio, V2O5

en la producción del ácido sulfúríco

-El platino como catalizador en las

reacciones de hidrogenación.

Química de los metales de la primera

serie de transición Escandio

El escandio, un elemento raro (2.5 X 10-3 %

de la corteza terrestre en masa), es difícil de

obtener en su forma pura. Se prepara por

electrolisis del cloruro de escandio, ScCl3

Titanio

• El titanio es el más abundante de los metales

de transición después del hierro (0.63% de

la corteza terrestre en masa).

• Se presenta como rutilo, TiO2 y como

ilmenita, FeTiO3.

Los estados de oxidación más importantes

del titanio son +3 y +4.

• Los compuestos del Ti(IV) son incoloros

y diamagnéticos.

• Los compuestos de Ti(III) son coloreados

y paramagnéticos

• El óxido de titanio(1V), TiO2, es muy

estable, inocuo, opaco y blanco brillante.

Vanadio

- El vanadio constituye el 0.014% de la

corteza terrestre en masa.

- Existe como vanadinita, Pb5(VO4)3C1,

y patronita, VS4

- El vanadio forma compuestos en los

estados de oxidación +2, +3, +4 y +5,

de los cuales el +4 y +5 son los más

importantes.

Cromo

• El cromo es relativamente raro (0.0122% de

la corteza terrestre en masa).

• Su mina más importante es la crocoita,

FeO Cr2O3

• El metal se extrae por reacción con aluminio

a alta temperatura

• Los estados de oxidación más comunes

del cromo son +2, +3 y +6,

• El óxido de cromo(III), Cr2O3, un polvo verde,

se prepara por descomposición térmica del

dicromato de amonio.

El óxido de cromo(III) tiene propiedades magnéticas

que lo hacen útil en la elaboración de cintas

magnéticas de grabación que funcionan mejor

que las de los óxidos de hierro.

Manganeso

o El manganeso es un elemento relativamente

abundante (0.11% de la corteza terrestre en masa).

La fuente principal del manganeso es la pirolusita,

MnO2, pero también se encuentra en nódulos de

manganeso. El metal se prepara por un proceso de

aluminotermia. Los estados de oxidación conocidos

del manganeso comprenden desde +2 hasta +7.

El estado +2 particularmente estable (tiene una

subcapa 3d llena a la mitad).

- El permanganato de potasio es un compuesto

púrpura oscuro.ierro

o Después del aluminio, el hierro es

el metal más abundante en la corteza

terrestre (6.2% en masa).

o Menas importantes son: hematita,

Fe2O3; siderita, FeCO3; y magnetita, Fe3O4.

o El hierro reacciona con el ácido

clorhídrico para dar hidrógeno gaseoso

Los compuestos de hierro(II) incluyen

FeO (polvo negro), FeSO4 - 7H2O (verde),

FeCl2 (amarillo) y FeS (negro). En presencia

de oxigeno, los iones Fe2+ en disolución se

oxidan rápidamente a iones Fe3+.

Cobalto

o El cobalto es un elemento raro

(3 x 10-3 % de la corteza terrestre en masa).

o Se encuentra asociado con el hierro,

el níquel y la plata. Sus principales menas

son esmaltita, CoAs2 , y cobaltita, CoAsS.

o El metal se prepara por tostación de

CoAsS en aire y posterior reducción del

óxido metálico con carbón.

o Los estados de oxidación del cobalto son

+2 y +3; el +2 es el más estable de los dos.

Niquel

- El níquel es un elemento raro

(1.0 x 10-2 % de la corteza terrestre

en masa).

- La mena millerita, NiS, se asocia con

pirita, FeS2, y calcopirita, CuFeS2.

- El metal se obtiene por tostación de

la masa en aire en primera instancia,

y posterior reducción con hidrógeno gaseoso.

- El níquel se purifica por el proceso de

Mond.

- Su estado de oxidación estable es +2.

Los iones hidratados Ni2+ tienen un color v

erde esmeralda.

- Algunos compuestos importantes de níquel

son NiO (verde) NiCl2 (amarillo) y NiS (negro).

Cobre

- El cobre, un elemento raro

(6.8 x 10-2 % de la corteza terrestre en masa),

- Se encuentra formando menas como la

calcopirita, CuFeS2.

- El metal se obtiene por tostación de la

mena para dar Cu2S y después cobre metálico

- El cobre sólo reacciona con el ácido sulfúrico

concentrado caliente y con el ácido nítrico.

- Los estados de oxidación más importantes

son +1 y +2. El estado +1 es menos estable y

desproporciona en disolución

Los compuestos de Cu(I) son damagneticos

e incloros excepto Cu2O, que es rojo.

-Los compuestos de Cu(II) son paramagneticos y

coloreados. El ion hidratado Cu+2 es azul.

Algunos compuestos de Cu(II) son el el CuSO4.5H2O

(azul) y el CuS(negro)

Ibañez Pérez Jesús Oswaldo 18.353.376

 Electrónica del Estado Sólido

 Fuente: http://www.uclm.es/profesorado/

afantinolo/Docencia/Inorganica/tema12/Trans_T12IQ.pdf