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19.6: Resumo

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    19.1 Ocorrência, preparação e propriedades de metais de transição e seus compostos

    Os metais de transição são elementos com orbitais d parcialmente preenchidos, localizados no bloco d da tabela periódica. A reatividade dos elementos de transição varia muito, desde metais muito ativos, como escândio e ferro, até elementos quase inertes, como os metais de platina. O tipo de química usado no isolamento dos elementos de seus minérios depende da concentração do elemento em seu minério e da dificuldade de reduzir os íons dos elementos aos metais. Metais mais ativos são mais difíceis de reduzir.

    Os metais de transição apresentam um comportamento químico típico dos metais. Por exemplo, eles se oxidam no ar ao serem aquecidos e reagem com halogênios elementares para formar haletos. Os elementos que estão acima do hidrogênio na série de atividades reagem com os ácidos, produzindo sais e gás hidrogênio. Óxidos, hidróxidos e carbonatos de compostos de metais de transição em estados de baixa oxidação são básicos. Os haletos e outros sais geralmente são estáveis na água, embora o oxigênio deva ser excluído em alguns casos. A maioria dos metais de transição forma uma variedade de estados de oxidação estáveis, permitindo que eles demonstrem uma ampla gama de reatividade química.

    19.2 Química de coordenação de metais de transição

    Os elementos de transição e os elementos do grupo principal podem formar compostos de coordenação, ou complexos, nos quais um átomo ou íon metálico central é ligado a um ou mais ligantes por ligações covalentes coordenadas. Ligantes com mais de um átomo doador são chamados de ligantes polidentados e formam quelatos. As geometrias comuns encontradas nos complexos são tetraédricas e quadradas planares (ambas com um número de coordenação de quatro) e octaédricas (com um número de coordenação de seis). As configurações Cis e trans são possíveis em alguns complexos planares octaédricos e quadrados. Além desses isômeros geométricos, isômeros ópticos (moléculas ou íons que são imagens espelhadas, mas não sobrepostas) são possíveis em certos complexos octaédricos. Os complexos de coordenação têm uma ampla variedade de usos, incluindo transporte de oxigênio no sangue, purificação de água e uso farmacêutico.

    19.3 Propriedades espectroscópicas e magnéticas de compostos de coordenação

    A teoria do campo cristalino trata as interações entre os elétrons no metal e os ligantes como um simples efeito eletrostático. A presença dos ligantes próximos ao íon metálico altera as energias dos orbitais do metal d em relação às suas energias no íon livre. Tanto a cor quanto as propriedades magnéticas de um complexo podem ser atribuídas a essa divisão do campo cristalino. A magnitude da divisão (Δoct) depende da natureza dos ligantes ligados ao metal. Ligantes de campo forte produzem grandes divisões e favorecem complexos de baixo spin, nos quais os orbitais t 2 g são completamente preenchidos antes que qualquer elétron ocupe os orbitais e g. Ligantes de campo fraco favorecem a formação de complexos de alto spin. Os orbitais t 2 g e e g são ocupados individualmente antes que qualquer um seja ocupado duplamente.