química sem limites
propriedades físicas e tamanho Atómico
devido às sub-células d parcialmente cheias, os metais de transição possuem uma série de propriedades únicas.
objectivos de aprendizagem
reconhecer a importância do tamanho Atómico e das transições electrónicas em metais de transição.
key Takeaways
Key Points
- Colors of transition metal compounds are due to two types of electronic transitions.devido à presença de elétrons d não emparelhados, metais de transição podem formar compostos paramagnéticos.compostos diamagnéticos têm D-electrões que são todos emparelhados.os metais de transição são condutores de electricidade, possuem elevada densidade e pontos de fusão e ebulição elevados.
termos-chave
- condutor: algo que pode transmitir electricidade, calor, luz ou som.paramagnéticos: materiais que são atraídos por um campo magnético aplicado externamente e formam campos magnéticos internos induzidos na direção do campo magnético aplicado.ferromagnetismo: o fenómeno pelo qual certas substâncias podem tornar-se ímanes permanentes quando submetidas a um campo magnético.diamagnéticos: materiais que criam um campo magnético induzido numa direcção oposta a um campo magnético aplicado externamente e são portanto repelidos pelo campo magnético aplicado.
de Metal de Transição Propriedades
Há um número de propriedades partilhadas pelos elementos de transição que não são encontrados em outros elementos que resultam parcialmente cheio d sub-shell. Estes incluem a formação de compostos cuja cor é devida a transições eletrônicas d–d e a formação de muitos compostos paramagnéticos devido à presença de elétrons d não emparelhados. A cor em compostos metálicos de séries de transição é geralmente devido a transições eletrônicas de dois tipos principais: transições de transferência de carga e transições d-D.
Cores dos compostos de metais de transição: Da esquerda para a direita, as soluções aquosas de: Co(NO3)2 (vermelho); K2Cr2O7 (laranja); K2CrO4 (amarelo); NiCl2 (azul turquesa); CuSO4 (azul); KMnO4 (roxo).um elétron pode saltar de um orbital ligando predominantemente para um orbital predominantemente metal, dando origem a uma transição ligando-para-metal de transferência de carga (LMCT). Estes podem ocorrer mais facilmente quando o metal está em um estado de oxidação elevado. Por exemplo, a cor dos íons cromato, dicromato e permanganato é devida às transições LMCT. Em cada caso, os metais (Cr e Mn) têm estados de oxidação de +6 ou mais.
uma transição metal-ligante transferência de carga (MLCT) será mais provável quando o metal está em um estado de baixa oxidação e o ligante é facilmente reduzido.
transições d-d
numa transição d-d, um elétron salta de um orbital d para outro. Em complexos dos metais de transição, os orbitais d não têm todos a mesma energia. O padrão de divisão dos orbitais d pode ser calculado usando a teoria do campo de cristal. A extensão da divisão depende do metal particular, seu estado de oxidação, e da natureza dos ligantes.
em complexos centrosimétricos, tais como complexos octaédricos, transições d-d são proibidas. Complexos tetraédricos têm uma cor um pouco mais intensa porque misturar orbitais d e p é possível quando não há Centro de simetria, então transições não são transições puras d-D.algumas transições d-d são proibidas. Um exemplo ocorre em complexos octaédricos de alto spin de manganês(II) nos quais todos os cinco elétrons têm spins paralelos. A cor de tais complexos é muito mais fraca do que em complexos com transições permitidas por spin. Na verdade, muitos compostos de manganês (II) parecem quase incolor.os compostos metálicos de transição são paramagnéticos quando têm um ou mais electrões d não emparelhados. Em complexos octaédricos com entre quatro e sete elétrons d, Tanto o spin elevado quanto o spin baixo são possíveis. Complexos de metal de transição tetraédrica, tais como 2−, são de alta rotação porque a divisão do campo de cristal é pequena. Isto significa que a energia a ser obtida em virtude dos elétrons estarem em orbitais de menor energia é sempre menor do que a energia necessária para emparelhar as voltas.
paramagnético vs. Diamagnéticos
alguns compostos são diamagnéticos. Neste caso, todos os elétrons estão emparelhados. O ferromagnetismo ocorre quando átomos individuais são paramagnéticos e os vetores de spin são alinhados paralelos uns aos outros em um material cristalino. Ferro metálico é um exemplo de um material ferromagnético que envolve um metal de transição. O anti-ferromagnetismo é outro exemplo de uma propriedade magnética decorrente de um alinhamento particular de voltas individuais no estado sólido.
Ferromagnetism: Um íman feito de alnico, uma liga de ferro. Ferromagnetismo é a teoria física que explica como os materiais se tornam ímãs.
como implícito pelo nome, todos os metais de transição são metais e condutores de eletricidade. Em geral, os metais de transição possuem uma alta densidade e altos pontos de fusão e ebulição. Estas propriedades são devidas à ligação metálica por elétrons d deslocalizados, levando à coesão que aumenta com o número de elétrons compartilhados. No entanto, os metais do grupo 12 têm pontos de fusão e ebulição muito mais baixos, uma vez que as suas sub–células d impedem a ligação d-D. Na verdade, mercúrio tem um ponto de fusão de -38,83 °c (-37,89 °F) E é um líquido à temperatura ambiente.
metais de transição e tamanho atômico
no que diz respeito ao tamanho atômico dos metais de transição, há pouca variação. Normalmente, quando se move da esquerda para a direita através da tabela periódica, há uma tendência de diminuição do raio atômico. No entanto, nos metais de transição, movendo-se da esquerda para a direita, há uma tendência de aumento do raio atômico que se nivela e se torna constante. Nos elementos de transição, o número de elétrons está aumentando, mas de uma forma particular. O número de elétrons aumenta ao longo de um período, Portanto, há mais atração desses elétrons em direção ao núcleo. No entanto, com os elétrons d, há alguma repulsão elétron−elétron adicionada. Por exemplo, no cromo, há uma promoção de um dos elétrons 4s para metade preencher o subnível 3d; as repulsões elétrons-elétrons são menores e o tamanho atômico é menor. O oposto vale para a última parte da linha.
tabela Periódica dos elementos: Esta imagem representa atômica de raios tamanho. Observe o tamanho dos metais de transição.