Metal de transición

Os metais de transición son un conxunto de elementos químicos situados na parte central do sistema periódico, que teñen como principal característica a inclusión na súa configuración electrónica de orbital d parcialmente cheos de electróns.


Esta definición pode ampliarse considerando como elementos de transición aqueles que na súa química usan electróns aloxados en orbital d (como os elementos de grupo 11, que nos seus estados de oxidación posúen orbitais d semiocupados). A IUPAC define un metal de transición como "un elemento cuxo átomo ten unha subcapa d incompleta ou que pode dar lugar a catións cunha subcapa d incompleta".

Definición

Os Principios de nomenclatura química da IUPAC de 2011 describen un «metal de transición» como calquera elemento dos grupos 3 a 12 da táboa periódica. Isto corresponde exactamente cos elementos do bloque d, definición empregada por moitos científicos. Na práctica, a serie dos lantánidos e actínidos do bloque f reciben o nome de metais de transición interna. O Libro vermello de 2005 permite excluír os 12 elementos do grupo, pero non os Principios de 2011 mencionados.

O Libro dourado da IUPAC define un metal de transición como un elemento cuxo átomo ten unha subcapa d parcialmente completa, ou que pode producir catións cunha subcapa d incompleta, mais esta definición sae dunha edición antiga do Libro vermello e non aparece máis na edición actual.

No bloque d, os átomos dos elementos teñen entre cero e dez electróns.

Metais de transición do bloque d
Grupo 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Período 4 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn
5 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd
6 71Lu 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg
7 103Lr 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn

Os textos e táboas periódicas publicados diverxen a respecto dos elementos máis pesados do grupo 3. A colocación máis habitual do lantanio e o actinio nestas posicións non se valida coa evidencia física, química e electrónica, que favorece de maneira abafadora colocar o lutecio e o laurencio neses lugares. Algúns autores prefiren, como terceira opción, deixaren os espazos por debaixo do itrio baleiros, o que pode provocar a confusión sobre se este formato implica que o grupo 3 implica só o escandio e o itrio ou se tamén inclúe todos os lantánidos e os actínidos; alén disto, crea un bloque f de 15 elementos, cando a mecánica cuántica dita que o bloque f debería constar de só 14. A forma co lutecio e o laurencio no grupo 3 vese apoiada por un informe da IUPAC de 1988 con fundamentos físicos, químicos e electrónicos e, de novo en 2021, por outro informe preliminar como a única forma que permite a conservación simultánea de secuencia de números atómicos ascendentes, un bloque f de 14 elementos e que evita quebrar o bloque d. Pódense atopar argumentos na literatura contemporánea que defenden a forma co lantanio e o actinio no grupo 3, mais moitos autores consideran que carece de consistencia lóxica; un punto de discusión en concreto é o diferente tratamento do actinio e o torio, ambos os cales poden empregar 5f como orbital de valencia pero non ocupan 5f como átomos illados; a maioría dos investigadores consideran que o problema se corrobora coa forma actualizada do lutecio e o laurencio.

Configuración electrónica

A configuración electrónica xeral dos átomos do bloque d é [gas nobre](n − 1)d0–10ns0–2np0–1, onde '[gas nobre]" é a configuración electrónica do gas nobre que precede o átomo en cuestión na táboa periódica e n é o número cuántico principal máis elevado dun orbital ocupado dese átomo. For exemplo, Ti (Z = 22) está no período 4, polo que n = 4, os primeiros 18 electróns teñen a mesma configuración que Ar ao final do período 3 e a configuración xeral é [Ar]3d24s2. Os metais de transición dos períodos 6 e 7 teñen engaden (n − 2)f14 electróns centrais, que se omiten das táboas que seguen. Os orbitais p cas nunca se ocupan nos átomos libres (a única excepción é o laurencio debido aos efectos relativísticos, que se fan importantes con Z tan altos, pero poden contribuír á ligazón química nos compostos dos metais de transición.

Esta é a configuración electrónica dos elementos individuais presentes en todas as series do bloque d.

Primeira serie do bloque d (3d) (Sc–Zn)
Grupo 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Número

atómico

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Elemento Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
Configuración

electrónica

3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
Segunda serie do bloque d (4d) (Y–Cd)
Número

atómico

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
Elemento Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
Configuración

electrónica

4d15s2 4d25s2 4d45s1 4d55s1 4d55s2 4d75s1 4d85s1 4d105s0 4d105s1 4d105s2
Terceira serie do bloque d (5d) (Lu–Hg)
Número

atómico

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
Elemento Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
Configuración

electrónica

5d16s2 5d26s2 5d36s2 5d46s2 5d56s2 5d66s2 5d76s2 5d96s1 5d106s1 5d106s2
Cuarta serie do bloque d (6d) (Lr–Cn) (Configuracións predicidas para Mt–Cn)
Número

atómico

103 104 105 106 107 108 109 110 111 112
Elemento Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
Configuración

electrónica

7s27p1 6d27s2 6d37s2 6d47s2 6d57s2 6d67s2 6d77s2 6d87s2 6d97s2 6d107s2

Este artigo tan só é un bosquexo
 Este artigo sobre química é, polo de agora, só un bosquexo. Traballa nel para axudar a contribuír a que a Galipedia mellore e medre.
 Existen igualmente outros artigos relacionados con este tema nos que tamén podes contribuír.