Metalli di transizione

Gli elementi della  tavola periodica sono suddivisi in: 1) elementi del blocco e s del blocco p detti elementi principali; 2) metalli di transizione; 3) lantanidi; 4) attinidi.

Gli elementi di transizione sono posizionati tra gli elementi del blocco s e gli elementi del blocco p.

metalli di transizione

Spesso, impropriamente, i metalli di transizione vengono definiti come metalli del blocco d ovvero quei metalli che presentano elettroni nel livello d.

Tuttavia un metallo di transizione viene definito come un elemento  che può dare uno o più ioni che presentano un orbitale d incompleto.

Sulla base di tale definizione lo scandio e lo zinco, sebbene appartengano al blocco d non sono metalli di transizione. Lo scandio, infatti, ha configurazione elettronica [Ar] 3d1,4s2. Quando forma ioni perde i tre elettroni esterni e quindi lo ione Sc3+ ha la stessa configurazione dell’argon e pertanto non rientra nei metalli di transizione secondo la definizione.

Lo zinco, inoltre, avendo configurazione elettronica [Ar] 3d10,4s2 , perde due elettroni quando forma uno ione che ha configurazione elettronica [Ar] 3d10 che ha l’orbitale d pieno e pertanto non rientra nei metalli di transizione secondo la definizione.

D’altra parte il rame che ha configurazione elettronica [Ar] 3d10,4s1 forma due ioni:  lo ione Cu+  con configurazione elettronica [Ar] 3d10 e lo ione Cu2+ con configurazione elettronica [Ar] 3d9: il rame quindi può essere considerato un metallo di transizione in quanto lo ione Cu2+ ha il livello d incompleto.

Il disaccordo sul fatto che questi elementi debbano essere classificati come elementi principali  o come  metalli di transizione suggerisce  che le differenze tra queste categorie non sono chiare. I metalli di transizione sono come i metalli del gruppo principale malleabili e duttili, conducono il calore e l’elettricità e formano ioni positivi. Il fatto tra i  migliori conduttori di elettricità vi sia un metallo di transizione (rame) e un metallo del gruppo principale (alluminio) indica come  le proprietà fisiche dei metalli del gruppo principale e dei metalli di transizione si sovrappongono.

Una delle caratteristiche principali dei metalli di transizione è data dalla possibilità che essi presentano più numeri di ossidazione come ad esempio il ferro che ha numeri di ossidazione  6,5,4,3,2,1,-1,-2 anche se i più comuni sono +2 e +3.

I sali dei metalli di transizione possono mostrate comportamenti diversi: ad esempio, il cloruro di cromo (III) che è un composto viola si scioglie in una soluzione ammoniacale per dare un composto giallo avente formula CrCl3· 6 NH3 che può essere isolato a seguito dell’evaporazione dell’ammoniaca:

CrCl3(s) + 6 NH3(aq) → CrCl3· 6 NH3(s)

I metalli di transizione, inoltre, formano ioni complessi in cui uno ione metallico coordina intorno a sé altre molecole come acqua o ammoniaca  o ioni negativi come ioni cloruro detti leganti tramite un legame di coordinazione. Ad esempio il platino può coordinare ammoniaca come nel complesso [Pt(NH3)4]2+, ammoniaca e cloro come in [Pt(NH3)3Cl]+, [Pt(NH3)2Cl2], [Pt(NH3)Cl3], o solo cloro come in [PtCl4]2-.

I metalli di transizione possono dare composti colorati come ad esempio i composti del cromo che, a seconda del numero di ossidazione, mostrano colorazioni che vanno dal verde nel caso dello ione Cr3+, giallo nel caso dello ione CrO42- o arancione come in Cr2O72-.

I metalli di transizione e i loro composti, grazie ai diversi stati di ossidazione che presentano,  possono presentare attività catalitica come, ad esempio, nella sintesi dell’ammoniaca in cui viene usato il ferro:

N2 + 3 H2 → 2 NH3

in cui viene usato il ferro o nell’idrogenazione catalitica degli alcheni in cui viene usato il nickel:

CH2=CH2 + H2 → CH3CH3

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Author: Chimicamo

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