Numeri di ossidazione dei metalli di transizione

I metalli alcalini che hanno un solo elettrone di valenza nell’orbitale s tendono a perdere tale elettrone e hanno, un unico numero numero di ossidazione pari a +1; analogamente, i metalli alcalino-terrosi che hanno due elettroni di valenza tendono a perderli e hanno un unico numero di ossidazione pari a +2.

La maggior parte dei metalli di transizione che hanno elettroni di valenza nell’orbitale d  presentano più di un numero di ossidazione: ad esempio, il manganese ha tutti i numero di ossidazione da -1 a +7. Alcuni stati di ossidazione sono comuni in quanto l’elemento a quello stato di ossidazione è particolaremnte stabile, mentre ad altri stadi di ossidazione è meno stabile. Per meglio comprendere gli stati di ossidazione degli elementi di transizione consideriamo la configurazione elettronica di un elemento quale il cobalto:

Co  ≡ [Ar] 4s2, 3d7

Sebbene il cobalto presenti numeri di ossidazione da +1 a +5, gli stati di ossidazione più comuni sono +2 e +3 nei quali il cobalto ha perso rispettivamente 2 e 3 elettroni. Ci si potrebbe attendere che gli elettroni persi appartengano all’orbitale 3d, tuttavia gli ioni Co2+ e Co3+ hanno la seguente configurazione elettronica:

Co2+  ≡ [Ar] 3d7

Co3+  ≡ [Ar] 3d6

Ciò significa che quando il cobalto perde due elettroni questi vengono persi dall’orbitale 4s piuttosto che dall’orbitale 3d. Solo quando gli elettroni dell’orbitale 4s sono stati rimossi allora può essere allontanato un elettrone dall’orbitale 3d e, in tal caso, si forma lo ione Co3+.

La motivazione per la quale gli elettroni che si allontanano per primi sono quelli dell’orbitale 4s risiede nel fatto che per gli elementi del blocco d l’energia degli orbitali 3d risulta essere minore rispetto a quella degli orbitali 4s. Risulta comunque utile tenere in mente gli stati di ossidazione più comuni e le configurazioni elettroniche dei metalli di transizione del quarto periodo. Una tabella come la seguente può essere un valido aiuto:

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On