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5: Metales de transición y compuestos de coordinación
Introducción a la
Química Inorgánica Descriptiva
Metales de transición – Metalurgia
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Primera serie de transición
Segunda serie de transición
Tercera serie de transición
Cuarta serie de transición
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Primera serie de transición interna
Segunda serie de transición interna
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
Una “foto de familia”
de algunos metales
de transición
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
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• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
Elementos de transición
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• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
• Orbitales d:
Elementos de transición
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PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
• Orbitales d:
• capacidad para formar complejos
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• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
• Orbitales d:
• capacidad para formar complejos
• la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr:
[Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9)
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PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
• Orbitales d:
• capacidad para formar complejos
• la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr:
[Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9)
• configuraciones electrónicas de cationes: pierden antes electrones s (Ti:
[Ar]4s23d2; Ti2+: [Ar] 3d2)
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PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales d incompletos
• Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe
• Enlace metálico:
• electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal
puede adoptar diferentes estructuras, según p y T)
• buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas
• al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad…
• densidades elevadas (por buen empaquetamiento)
• Orbitales d:
• capacidad para formar complejos
• la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr:
[Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9)
• configuraciones electrónicas de cationes: pierden antes electrones s (Ti:
[Ar]4s23d2; Ti2+: [Ar] 3d2)
• varios estados de oxidación
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
• abundan 2+ y 3+
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
• abundan 2+ y 3+
• hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de
grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
• abundan 2+ y 3+
• hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de
grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos)
• nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg.
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
• abundan 2+ y 3+
• hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de
grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos)
• nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg.
Elementos de transición
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Es bastante común
que los distintos
estados de transición
presenten diferentes
colores (los cambios
electrónicos
determinan diferentes
propiedades de
absorción de la
radiación visible)
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Estados de oxidación más comunes
• abundan 2+ y 3+
• hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de
grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos)
• nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg.
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
• En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a
diferencia de los grupos representativos)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
• En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a
diferencia de los grupos representativos)
• En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo
(a diferencia de los grupos representativos)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
• En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a
diferencia de los grupos representativos)
• En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo
(a diferencia de los grupos representativos)
• Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”)
• Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
• En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a
diferencia de los grupos representativos)
• En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo
(a diferencia de los grupos representativos)
• Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”)
• Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras)
• Actividad catalítica
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros
iónicos y óxidos e hidróxidos básicos
• En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a
diferencia de los grupos representativos)
• En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo
(a diferencia de los grupos representativos)
• Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”)
• Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras)
• Actividad catalítica
• La 2ª y 3ª series de transición se parecen bastante entre sí y se diferencian de la 1ª
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
Elementos de transición
Los electrones tienen un momento magnético
intrínseco. Las propiedades magnéticas de los
materiales se manifiestas especialmente cuando sus
átomos tienen electrones desapareados
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
Elementos de transición
El Fe está formado
por “granos” o
dominios con
momentos
magnéticos
ordenados en su
interior. Un campo
magnético todos
los momentos
(superada cierta
temperatura se
disponen al azar)
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
Elementos de transición
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
• Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un
campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales
atraídos por imanes son paramagnéticos.
Elementos de transición
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
• Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un
campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales
atraídos por imanes son paramagnéticos.
• Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen
electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg…
Elementos de transición
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
• Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un
campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales
atraídos por imanes son paramagnéticos.
• Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen
electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg…
Elementos de transición
El grafito pirolítico es
diamagnético, por lo que
levita sobre estos imanes
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados)
• Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección;
un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos
–relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por
imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy).
• Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un
campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales
atraídos por imanes son paramagnéticos.
• Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen
electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg…
Elementos de transición
Resumen de los
comportamientos
ferro/ferrimagnético,
paramagnético y diamagnético
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
Elementos de transición
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
• Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en
cristales mixtos)
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
• Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en
cristales mixtos)
Elementos de transición
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Tres etapas de la
amalgamación de una
pieza de oro por mercurio
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
• Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en
cristales mixtos)
Elementos de transición
Amalgama de
dentista
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
• Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en
cristales mixtos)
Elementos de transición
El oro se obtiene en algunos países pobres de minerales (o barros) que
contienen partículas de oro, moliéndolos y mezclándolos con Hg. El Hg se
amalgama con las partículas de oro. La amalgama se separa del resto
filtrándola. Finalmente, la amalgama se pone al fuego para evaporar el Hg,
quedando el oro en forma de bolas. El procedimiento es nocivo para el
operador y contaminante para el medio
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aleaciones
• Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras
y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores)
• Tipos
• Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado)
• Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en
cristales mixtos)
• Compuestos intermetálicos (composición definida: Nd2Fe14B (imán de
neodimio”), CuAl2, Ni3Al, Cr3Pt…)
Elementos de transición
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Cr11Ge19
Un ejemplo de
compuesto
intermetálico
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
Elementos de transición interna
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Primera serie de transición interna
Segunda serie de transición interna
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
Elementos de transición interna
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
Elementos de transición interna
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
• Electrones 4f
Elementos de transición interna
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
• Electrones 4f
• Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
• Electrones 4f
• Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC
• Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+)
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
• Electrones 4f
• Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC
• Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+)
• Reactividad parecida a la de los alcalinotérreos (2M + 6H2O  2M(OH)3 + 3H2)
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Aquellos con orbitales f incompletos
• Lantanoides
• Electrones 4f
• Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC
• Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+)
• Reactividad parecida a la de los alcalinotérreos (2M + 6H2O  2M(OH)3 + 3H2)
• Actinoides
• Todos radiactivos
Elementos de transición interna
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg)
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METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg)
2150 Hafnio
2200 Tecnecio
2250 Rutenio
2300 Boro
2410 Iridio
2468 Niobio
2617 Molibdeno
2996 Tantalio
3045 Osmio
3180 Renio
3410 Wolframio
3500 Carbono
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Wolframio
METALES DE TRANSICIÓN
PROPIEDADES
• Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg)
2150 Hafnio
2200 Tecnecio
2250 Rutenio
2300 Boro
2410 Iridio
2468 Niobio
2617 Molibdeno
2996 Tantalio
3045 Osmio
3180 Renio
3410 Wolframio
3500 Carbono
-39 Mercurio
29 Cesio
30 Galio
39 Rubidio
64 Potasio
98 Sodio
157 Indio
180 Litio
232 Estaño
271 Bismuto
303 Talio
321 Cadmio
327 Plomo
420 Zinc
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PROPIEDADES
Plata
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Plata
METALES DE TRANSICIÓN
• Buen conductor
• Sus derivados se usan en la industria fotográfica
• Joyería
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PROPIEDADES
Cobre
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Cobre
METALES DE TRANSICIÓN
• Buen conductor
• Se puede encontrar libre en la naturaleza, pero tiende a
carbonatarse (carbonato básico, verde)
• No resulta atacado por muchos ácidos (sí nítrico y sulfúrico
concentrado y caliente)
• Estados de oxidación: 1+ (diamagnético), 2+ (paramagnético)
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PROPIEDADES
Oro
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Oro
METALES DE TRANSICIÓN
• Buen conductor
• Joyería
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PROPIEDADES
Vanadio
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Vanadio
METALES DE TRANSICIÓN
• Aleaciones (acero al cromo-vanadio)
• Sus compuestos se usan como catalizadores
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Elementos químicos descubiertos, por países
España 2,5
El vanadio fue descubierto por un español
(también son “españoles” el W y el Pt)
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Vanadio
Hagamos un pequeño repaso a los elementos
químicos descubiertos por españoles
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Andrés M. del Río
1801
Vanadio
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Andrés M. del Río
1801
Vanadio
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Andrés M. del Río
1801
Vanadio
Vanadinita: Pb5Cl(VO4)3
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Obtuvo vanadio de este mineral, pero no estuvo
seguro de si era cromo, por lo que se le reconoce
solo como codescubridor del vanadio
Andrés M. del Río
1801
Vanadio
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Las disoluciones de distintas especies de
vanadio tienen diversos colores
Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río
1783 1801
Wolframio Vanadio
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Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río
1783 1801
Wolframio Vanadio
Wolframita: (Mn, Fe, Mg) WO4
Los hermanos Elhuyar
obtuvieron el W de este
mineral
Antonio de Ulloa Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río
1735 1783 1801
Platino Wolframio Vanadio
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PROPIEDADES
Níquel
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Níquel
METALES DE TRANSICIÓN
• Industria del automóvil
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PROPIEDADES
Platino
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Platino
METALES DE TRANSICIÓN
• Blando, maleable
• Muy noble: solo se puede atacar con agua regia
• Catalizador
• Joyería
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PROPIEDADES
Paladio
METALES DE TRANSICIÓN
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Paladio
METALES DE TRANSICIÓN
• Bastante noble
• Catalizador
• Absorbe H2
• Joyería
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Rodio
METALES DE TRANSICIÓN
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Rodio
METALES DE TRANSICIÓN
• Bastante noble
• Catalizador
• Joyería
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Molibdeno
METALES DE TRANSICIÓN
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Molibdeno
METALES DE TRANSICIÓN
• Aleaciones (acero)
• P. f. > 2000
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Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
• Aleaciones (acero)
• Muy duro
• Compuestos tóxicos (Cr2O3 de las antiguas cintas de cassette)
perjudiciales para el medio ambiente
• Galvanizados
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PROPIEDADES
Wolframio
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Wolframio
METALES DE TRANSICIÓN
• Aleaciones (acero)
• Bombillas
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Zinc
METALES DE TRANSICIÓN
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Zinc
METALES DE TRANSICIÓN
• Aleaciones
(latón: Cu + Zn)
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Mercurio
METALES DE TRANSICIÓN
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Mercurio
METALES DE TRANSICIÓN
• Bajo punto de fusión
• Termometría
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Cadmio
METALES DE TRANSICIÓN
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Cadmio
METALES DE TRANSICIÓN
• Punto de fusión bajo
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Tecnecio
METALES DE TRANSICIÓN
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Tecnecio
• Aparece junto con U
• Radiodiagnóstico
METALES DE TRANSICIÓN
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Tecnecio
• Aparece junto con U
• Radiodiagnóstico
METALES DE TRANSICIÓN
Primer elemento artificial. Hasta 1937 su hueco
en la tabla periódica estuvo vacío
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PROPIEDADES
Escandio
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Escandio
METALES DE TRANSICIÓN
• Propiedades químicas semejantes a las de los lantanoides
• Nº oxid.: +3
• Aleaciones (bicicletas de carreras)
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PROPIEDADES
Itrio
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Itrio
METALES DE TRANSICIÓN
• Propiedades químicas semejantes a las de los lantanoides
• Nº oxid.: +3
• Producción de láser (Nd:YAG)
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PROPIEDADES
Titanio
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Titanio
METALES DE TRANSICIÓN
• Baja densidad, alta resistencia a T: industria espacial y armamentos
• Resistente a la corrosión: tuberías en la industria química
• Muy duro y ligero: Medicina, implantes óseos
• Menas de titanio muy abundantes, pero difícil de extraer
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PROPIEDADES
Titanio
METALES DE TRANSICIÓN
• Baja densidad, alta resistencia a T: industria espacial y armamentos
• Resistente a la corrosión: tuberías en la industria química
• Muy duro y ligero: Medicina, implantes óseos
• Menas de titanio muy abundantes, pero difícil de extraer
• Anatasa: TiO2 (pigmento blanco y constituyente de catalizadores)
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La anatasa (TiO2) es
una de las sustancias
más blancas que existe
PROPIEDADES
Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
• Muy duro
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PROPIEDADES
Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
• Muy duro
• Para hacer acero inoxidable
• También para galvanizar (cromar), por su resistencia a la corrosión
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PROPIEDADES
Cromo
METALES DE TRANSICIÓN
• Muy duro
• Para hacer acero inoxidable
• También para galvanizar (cromar), por su resistencia a la corrosión
• Sales: oxidantes
• Forma compuestos muy coloreados de estados de oxidación 2+, 3+ y
6+
Los compuestos de cromo
presentan distintos colores según el
estado de oxidación de este metal
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PROPIEDADES
Manganeso
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Manganeso
METALES DE TRANSICIÓN
• Sales: oxidantes
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PROPIEDADES
Manganeso
METALES DE TRANSICIÓN
• Sales: oxidantes
• Forma compuestos muy coloreados de nos de oxidación 2+, 4+ y 7+
También los compuestos de manganeso presentan
distintos colores según el estado de oxidación
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PROPIEDADES
Hierro
METALES DE TRANSICIÓN
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PROPIEDADES
Hierro
METALES DE TRANSICIÓN
• Cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre
• Metal más empleado por el ser humano
• Se corroe fácilmente porque la herrumbre es porosa y no se adhiere
• Estados de oxidación: 2+ y 3+ (el segundo es más estable)
• Varios óxidos, que se utilizan como pigmentos
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PROPIEDADES
Hierro
METALES DE TRANSICIÓN
Los seres humanos conocían desde la antigüedad los
óxidos de hierro (con los que pintaban las paredes de sus
cuevas o abrigos), pero no el hierro en estado elemental
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
• Concentración de la mena (separarla de la ganga)
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
• Concentración de la mena (separarla de la ganga)
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
• Concentración de la mena (separarla de la ganga)
• Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación
2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
• Concentración de la mena (separarla de la ganga)
• Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación
2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2
• Reducción (con C –Mn, Fe – , CO, metales más activos o calor)
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PREPARACIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
• Operaciones básicas
• Concentración de la mena (separarla de la ganga)
• Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación
2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2
• Reducción (con C –Mn, Fe – , CO, metales más activos o calor)
• Refinado (destilación, fusión por zonas, electrolisis…)
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Reducción con metales más activos
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Reducción con metales más activos
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Reducción con metales más activos
Ti
Cr
Reducción con C y CO
TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti
Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Reducción con metales más activos
Reducción con C y CO
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
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Ti
Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Reducción con metales más activos
Reducción con C y CO
Au Cu Pb
Ag
Sn
Fe
Hg
Esta es una cronología aproximada
de la obtención de los metales
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
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Algunos metales
tienen una
metalurgia que fue
relativamente
asequible hace
mucho tiempo. Así,
el Hg se puede
obtener calentando
cinabrio a menos de
900 oC. Pero la de
otros metales es más
compleja
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
¿Cómo se redujo por primera vez
un metal a su estado elemental?
Probablemente por casualidad.
Por ejemplo, pensemos en una
egipcia…
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…que, al arrojar por
la noche al fuego de
un pebetero el resto
de la malaquita o
azurita que usaba
para maquillarse…
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…encontrara al día siguiente una
pepita de cobre entre las cenizas
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Este cobre se habría obtenido por la
siguiente reacción de reducción:
2CuCO3 + C  2Cu + 3CO2
Mediante otras semejantes se
obtuvo Zn, Sn, Fe…
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2CuCO3 + C  2Cu + 3CO2
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
Obtención de Fe en la Edad Media en una farga catalana triplenlace.com
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
El hierro se podía obtener
en hornos de adobe…
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…en los que se
insuflaba aire…
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…mediante algún
tipo de fuelle
primitivo…
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…para alcanzar
cada vez más
temperatura en
el horno
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Cuando la temperatura es
suficiente se añade mineral
de hierro (es decir, un
compuesto de hierro)
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Hierro líquido que
se va obteniendo
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
A continuación hay
que forjar la pieza
obtenida…
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
…calentándola
periódicamente
para que no se
endurezca
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Finalmente, la
pieza de hierro se
usa para fabricar
una herramienta
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Este dibujo recoge
la obtención de
hierro en China
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Este otro es más
reciente
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
En la Edad Media, en el
Mediterráneo se
popularizó la obtención de
Fe en la farga catalana
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
El agua era
esencial en la
farga
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Al descargarla
insuflaba aire a
presión por
efecto Venturi
(aspirándolo) en
la mezcla
reaccionante
(carbón y
mineral de
hierro) para
mantener el
calor
Al descargarla
insuflaba aire a
presión por
efecto Venturi
(aspirándolo) en
la mezcla
reaccionante
(carbón y
mineral de
hierro) para
mantener el
calor
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
El agua también
movía el
martinete para
forjar el hierro
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
La técnica se
perfeccionó en
los altos hornos
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
que cada vez eran
más altos
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
escoria
arrabio
Fundición de un
cañón de hierro
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caliza
mineral de hierro coque
gases
de escape
800 oC
1000 oC
1300 oC
1900 oC
3 CO + Fe2O3  3 CO2 + 2 Fe
CaCO3  CaO + CO2
CaO + SiO2  CaSiO3
CO2 + C  2 CO
C + O2  2 CO2
hierro fundido
escoria
aire enriquecido en O2
El proceso de
obtención de Fe en
un alto horno es
complejo. El
mineral cae en
contracorriente
con el CO/CO2 que
sube. Las
reacciones
dependen de la
altura en el horno
porque existe un
gradiente de
temperatura
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti
Cr
Fe
Refinado electrolítico
Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2
Después, electrolisis
Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Reducción con metales más activos
Reducción con C y CO
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OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
Ti
Cr
Fe
Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2
Después, electrolisis
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Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Refinado electrolítico de Cu
en disolución de sulfúrico. El
ácido ayuda a disolver el Cu
del ánodo, que es atraído por
el cátodo, donde se deposita
Refinado electrolítico
Reducción con metales más activos
Reducción con C y CO
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METALES DE TRANSICIÓN
Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2
Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr
Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2
Después, electrolisis
Refinado
electrolítico de Cu
OBTENCIÓN
METALES DE TRANSICIÓN
OBTENCIÓN
El proceso se
realiza en la
industria con
muchas planchas
simultáneamente
Compuestos de coordinación
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
Un complejo está formado
normalmente por un átomo
central (suele ser un catión
metálico) unido por enlaces de
coordinación (algo más débiles
que los covalentes típicos) a uno
o varios grupos de átomos
llamados ligandos
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
Bases de Lewis
(ac) (ac) (ac)
En este caso el átomo central es el ion Ag+
y los ligandos son las moléculas de NH3
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
El número de coordinación es el número
de átomos unidos directamente al átomo
central, con valores típicos entre 2 a 12,
siendo los más comunes 4 y 6
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
• Formulación:
1. (Si es iónico) contraión positivo
2. [metal, ligandos en orden alfab.]
3. (Si es iónico) contraión negativo
Si hay varios ligandos del mismo
tipo, se antepone di-, tri… a sus
nombres, pero la letra del
prefijo no se tiene en cuenta en
la ordenación alfabética
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
• Formulación:
1. (Si es iónico) contraión positivo
2. [metal, ligandos en orden alfab.]
3. (Si es iónico) contraión negativo
cis-[Co Cl2 (NH3)4]+
cis-
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
• Formulación:
1. (Si es iónico) contraión positivo
2. [metal, ligandos en orden alfab.]
3. (Si es iónico) contraión negativo
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cis-[Co Cl2 (NH3)4]+
cis-tetraamminadiclorurocobalto(III)
Aunque los ligandos se escriben
en orden alfabético de sus
fórmulas (C de Cl2 está antes
que N de NH3), se leen en orden
alfabético de sus nombres (a de
ammina está antes que c de
cloro)
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
• Formulación:
1. (Si es iónico) contraión positivo
2. [metal, ligandos en orden alfab.]
3. (Si es iónico) contraión negativo
Por ejemplo, este complejo podría
compensar su carga positiva con un
contraión Br-: [Co (NH3)4 Cl2] Br
(bromuro de
tetraamminadiclorurocobalto(III))
cis-[Co Cl2 (NH3)4]+
cis-tetraamminadiclorurocobalto(III)
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
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• Átomo o ion central unido a moléculas o
iones llamados ligandos
• Los ligandos son bases de Lewis; el ion
central acepta electrones del ligando; se
forma un enlace covalente coordinado
• En este caso:
– ión central: Co3+
– ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
• Formulación:
1. (Si es iónico) contraión positivo
2. [metal, ligandos en orden alfab.]
3. (Si es iónico) contraión negativo
Algunos complejos tienen
distintos isómeros según la
disposición espacial de los
ligandos. Por ejemplo, este
complejo tiene dos isómeros
llamados cis y trans según los
Cl queden juntos (a un lado
del Co) o en posiciones
diametralmente opuestas, con
el Co en el centro
cis-[Co Cl2 (NH3)4]+
cis-tetraamminadiclorurocobalto(III)
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS
aqua ammina cloruro cianuro
Algunos ligandos típicos (hay quienes
prefieren otros nombres como acua,
ammin, amina, cloro, ciano…)
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS
Ligando Nombre (CA/IUPAQ)
F− fluoro / fluoruro
Cl− cloro / cloruro
Br− bromo / bromuro
I− yodo / yoduro
O2− oxo / óxido
HO− hidroxo / hidróxido
H− hidro / hidruro
HS− mercapto / sulfanuro
S2− tio / sulfuro
N3
− azido
CO3
2− carbonato
NO2
− nitro (N) o nitrito (O)
C2O4
2− oxalato
AEDT+ etilendiamino-
tetraacetato
A N I Ó N I C O S
Ligando Nombre (CA/IUPAQ)
OH2 aquo / aqua
NH3 amino / ammina
NO nitrosilo
CO cabonilo
en etilendiamino
C5H5N piridino
N E U T R O S
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Una lista más completa; los
nombres varían según el sistema
empleado sea el del Chemical
Abstracts o el de la IUPAC
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
[Fe(OH2)6]2+ ion hexaaquahierro (II)
[Fe(CN)5(OH2)]2− ion aquapentacianuroferrato (III)
K4[Fe(CN)6] hexacianoferrato (II) de potasio
[Cu(NH3)4]SO4 sulfato de tetramminacobre(II)
[Pt(NH3)4]2[PtCl6] hexacloruroplatinato(II) de tetraamminaplatino(II)
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Otros nombres. En los complejos
aniónicos el nombre del ion central se
hacen acabar en –ato; en los catiónicos
o neutros no se le pone llevan sufijo
EJEMPLOS DE NOMENCLATURA
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
• Algunos ligandos poseen dos o más
átomos capaces de ceder electrones
para formar enlaces
• Se dice que son bi-, di-, tri-,
tetradentados
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
• Algunos ligandos poseen dos o más
átomos capaces de ceder electrones
para formar enlaces
• Se dice que son bi-, di-, tri-,
tetradentados
• Ejemplo: NH2CH2CH2NH2
(etilendiamino, bidentado)
Cada uno de los dos N tiene
un par de electrones para
formar enlaces coordinados
:
:
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
• Algunos ligandos poseen dos o más
átomos capaces de ceder electrones
para formar enlaces
• Se dice que son bi-, di-, tri-,
tetradentados
• Ejemplo: NH2CH2CH2NH2
(etilendiamino, bidentado)
:
:
Esta es una representación
simplificada del ligando
etilendiamino. Cada bola marcada
“N” es un grupo NH2. Los CH2 están
en las cintas que unen las bolas N
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
• Algunos ligandos poseen dos o más
átomos capaces de ceder electrones
para formar enlaces
• Se dice que son bi-, di-, tri-,
tetradentados
• Ejemplo: NH2CH2CH2NH2
(etilendiamino, bidentado)
:
:
Cuando un metal tiene varios ligandos
polidentados, se indica el número de estos con
los prefijos bis, tris, tetraquis, pentaquis,
hexaquis… Así, el nombre de este ion complejo
es [tris(etilendiamino)cobalto(III)]
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
• Un ligando hexadentado: EDT
(etilendiaminotetraacetato)
Este ligando tiene seis posiciones de
coordinación con el ion central: 4 en
oxígenos (:O) y 2 en nitrógenos (:N)
[(etilendiamino-
tetraacetato)-
cobaltato(III)]
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
Un ligando tetradentado:
una porfirina (en la clorofila a)
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS)
Otro ligando tetradentado:
hemo (en la hemoglobina)
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
ESTRUCTURAS ESPACIALES
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
ESTRUCTURAS ESPACIALES
lineal trigonal cuadrada
tetraédrica bipiramidal trigonal piramidal cuadrada octaédrica
prismática trigonal
bipiramidal pentagonal
antiprismática cuadrada prismática trigonal triapicada
Existen
otras, pero
son menos
comunes
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
Para un mismo
catión central, el
color de los
complejos que
puede formar
puede depender
de la naturaleza
de los ligandos, su
número e incluso
su disposición
espacial
anaranjado violeta
rojo verde
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
FeII FeIII CoII CuII AlIII CrIII
Hydrated Ion
[Fe(H2O)6]2+
Pale green
Soln
[Fe(H2O)6]3+
Yellow/brown
Soln
[Co(H2O)6]2+
Pink
Soln
[Cu(H2O)6]2+
Blue
Soln
[Al(H2O)6]3+
Colourless
Soln
[Cr(H2O)6]3+
Green
Soln
OH–, dilute
[Fe(H2O)4(OH)2]
Dark green
Ppt
[Fe(H2O)3(OH)3]
Brown
Ppt
[Co(H2O)4(OH)2]
Blue/green
Ppt
[Cu(H2O)4(OH)2]
Blue
Ppt
[Al(H2O)3(OH)3]
White
Ppt
[Cr(H2O)3(OH)3]
Green
Ppt
OH–,
concentrated
[Fe(H2O)4(OH)2]
Dark green
Ppt
[Fe(H2O)3(OH)3]
Brown
Ppt
[Co(H2O)4(OH)2]
Blue/green
Ppt
[Cu(H2O)4(OH)2]
Blue
Ppt
[Al(OH)4]–
Colourless
Soln
[Cr(OH)6]3–
Green
Soln
NH3, dilute
[Fe(H2O)4(OH)2]
Dark green
Ppt
[Fe(H2O)3(OH)3]
Brown
Ppt
[Co(H2O)4(OH)2]
Blue/green
Ppt
[Cu(H2O)4(OH)2]
Blue
Ppt
[Al(H2O)3(OH)3]
White
Ppt
[Cr(H2O)3(OH)3]
Green
Ppt
NH3,
concentrated
[Fe(H2O)4(OH)2]
Dark green
Ppt
[Fe(H2O)3(OH)3]
Brown
Ppt
[Co(NH3)6]2+
Straw coloured
Soln
[Cu(NH3)4(H2O)2
]2+
Deep blue
Soln
[Al(H2O)3(OH)3]
White
Ppt
[Cr(NH3)6]3+
Green
Soln
CO3
2–
FeCO3
Dark green
Ppt
[Fe(H2O)3(OH)3]
Brown
Ppt + bubbles
CoCO3
Pink
Ppt
CuCO3
Blue/green
Ppt
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
Incluso
puede
variar
entre
isómeros
Isómero nitro Isómero nitrito
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
• Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal
causan “desdoblamiento del campo cristalino”
A esto se debe el color
de los complejos
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
Cr: [Ar] 3d3
• Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal
causan “desdoblamiento del campo cristalino”
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
Cr: [Ar] 3d3
Los ligandos pueden ocasionar
el desdoblamiento de los
orbitales d del átomo central.
Tras el desdoblamiento los
electrones de los niveles
inferiores pueden pasar a los
superiores. La correspondiente
absorción de fotones es la
responsable del color (el color
es el complementario del
absorbido)
• Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal
causan “desdoblamiento del campo cristalino”
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
• Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal
causan “desdoblamiento del campo cristalino”
• Hay “ligandos de campo fuerte” y “ligandos de campo débil”
Cr: [Ar] 3d3
Los ligandos se pueden
clasificar en dos tipos (de
campo fuerte y campo débil)
según la magnitud de la
separación energética que
provocan
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COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
Cr: [Ar] 3d3
• Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal
causan “desdoblamiento del campo cristalino”
• Hay “ligandos de campo fuerte” y “ligandos de campo débil”
Según queden más o menos separados
estos niveles, se absorberán fotones de
distintas frecuencias y eso provoca la
aparición de colores diferentes
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Resúmenes de Química Inorgánica Descriptiva
01 – Hidrógeno, metales alcalinos y alcalinotérreos
02 – Familias del boro y el carbono
03 – Familias del nitrógeno y el oxígeno
04 – Halógenos y gases nobles
05 – Metales de transición y compuestos de coordinación
06 – Elementos radiactivos
Más teoría, ejercicios y prácticas de
Química General, Química Inorgánica Básica,
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Resumenes de Quimica Inorganica Descriptiva - 05 - Metales de transicion y compuestos de coordinacion.pptx

  • 1. 5: Metales de transición y compuestos de coordinación Introducción a la Química Inorgánica Descriptiva
  • 2. Metales de transición – Metalurgia
  • 4. triplenlace.com Primera serie de transición Segunda serie de transición Tercera serie de transición Cuarta serie de transición
  • 5. triplenlace.com Primera serie de transición interna Segunda serie de transición interna
  • 7. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES Una “foto de familia” de algunos metales de transición
  • 8. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos Elementos de transición triplenlace.com
  • 9. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe Elementos de transición triplenlace.com
  • 10. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: Elementos de transición triplenlace.com
  • 11. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) Elementos de transición triplenlace.com
  • 12. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas Elementos de transición triplenlace.com
  • 13. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… Elementos de transición triplenlace.com
  • 14. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) Elementos de transición triplenlace.com
  • 15. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) • Orbitales d: Elementos de transición triplenlace.com
  • 16. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) • Orbitales d: • capacidad para formar complejos Elementos de transición triplenlace.com
  • 17. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) • Orbitales d: • capacidad para formar complejos • la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr: [Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9) Elementos de transición triplenlace.com
  • 18. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) • Orbitales d: • capacidad para formar complejos • la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr: [Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9) • configuraciones electrónicas de cationes: pierden antes electrones s (Ti: [Ar]4s23d2; Ti2+: [Ar] 3d2) Elementos de transición triplenlace.com
  • 19. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales d incompletos • Algunos son esenciales para la vida: Mn, Cu, Zn, Cr, Co, V, Mo, Fe • Enlace metálico: • electrones de valencia deslocalizados en la red cristalina (un mismo metal puede adoptar diferentes estructuras, según p y T) • buena conductividad térmica y eléctrica; propiedades magnéticas • al no haber enlaces direccionales: ductilidad, maleabilidad… • densidades elevadas (por buen empaquetamiento) • Orbitales d: • capacidad para formar complejos • la configuración tiende a ser d5 (en vez de d4 o d6 ) o d10 (en vez de d9) (Cr: [Ar]4s13d5 y no [Ar]4s23d4); Cu: [Ar]4s13d10 y no [Ar]4s23d9) • configuraciones electrónicas de cationes: pierden antes electrones s (Ti: [Ar]4s23d2; Ti2+: [Ar] 3d2) • varios estados de oxidación Elementos de transición triplenlace.com
  • 20. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes Elementos de transición triplenlace.com
  • 21. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes • abundan 2+ y 3+ Elementos de transición triplenlace.com
  • 22. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes • abundan 2+ y 3+ • hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos) Elementos de transición triplenlace.com
  • 23. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes • abundan 2+ y 3+ • hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos) • nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg. Elementos de transición triplenlace.com
  • 24. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes • abundan 2+ y 3+ • hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos) • nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg. Elementos de transición triplenlace.com Es bastante común que los distintos estados de transición presenten diferentes colores (los cambios electrónicos determinan diferentes propiedades de absorción de la radiación visible)
  • 25. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Estados de oxidación más comunes • abundan 2+ y 3+ • hasta el grupo 7, uno de los números de oxidación coincide con el número de grupo (después, a partir de cierto nº de e— d, es más difícil arrancarlos) • nos de oxidación más altos en combinaciones con elementos electroneg. Elementos de transición triplenlace.com
  • 26. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos Elementos de transición triplenlace.com
  • 27. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos • En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) Elementos de transición triplenlace.com
  • 28. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos • En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) Elementos de transición triplenlace.com
  • 29. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos • En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”) • Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras) Elementos de transición triplenlace.com
  • 30. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos • En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”) • Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras) • Actividad catalítica Elementos de transición triplenlace.com
  • 31. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Bajas energía de ionización (excepto Hg)  forman halogenuros iónicos y óxidos e hidróxidos básicos • En general, la energía de ionización aumenta al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • En general, la reactividad disminuye al descender en el grupo (a diferencia de los grupos representativos) • Potenciales de reducción variables (según la “nobleza”) • Reaccionan lentamente con ácidos (capas protectoras) • Actividad catalítica • La 2ª y 3ª series de transición se parecen bastante entre sí y se diferencian de la 1ª Elementos de transición triplenlace.com
  • 32. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) Elementos de transición Los electrones tienen un momento magnético intrínseco. Las propiedades magnéticas de los materiales se manifiestas especialmente cuando sus átomos tienen electrones desapareados
  • 33. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). Elementos de transición El Fe está formado por “granos” o dominios con momentos magnéticos ordenados en su interior. Un campo magnético todos los momentos (superada cierta temperatura se disponen al azar)
  • 34. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). Elementos de transición
  • 35. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). • Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales atraídos por imanes son paramagnéticos. Elementos de transición
  • 36. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). • Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales atraídos por imanes son paramagnéticos. • Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg… Elementos de transición
  • 37. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). • Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales atraídos por imanes son paramagnéticos. • Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg… Elementos de transición El grafito pirolítico es diamagnético, por lo que levita sobre estos imanes
  • 38. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Propiedades magnéticas (electrones: momento magn. intrínseco; desapareados) • Ferromagnéticos. Orden magnético en dominios: momentos en la misma dirección; un campo los alinea; a la t de Curie, orientación al azar y se vuelven paramagnéticos –relación con ferrimagetismo: alineación antiparalela en dominios–. Atraídos por imanes. Fe, Co, Ni (Gd, Dy). • Paramagnéticos. Momentos magnéticos desordenados pero se ordenan en un campo magnético. Atraídos ligeramente por imanes. La mayoría de los materiales atraídos por imanes son paramagnéticos. • Diamagnéticos. Efecto cuántico de todos los materiales, especialmente si no tienen electrones desapareados. Ligeramente repelidos por un imán. Ag, Au, Cu, Hg… Elementos de transición Resumen de los comportamientos ferro/ferrimagnético, paramagnético y diamagnético
  • 39. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones Elementos de transición triplenlace.com
  • 40. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) Elementos de transición triplenlace.com
  • 41. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) Elementos de transición triplenlace.com
  • 42. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) • Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en cristales mixtos) Elementos de transición triplenlace.com
  • 43. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) • Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en cristales mixtos) Elementos de transición triplenlace.com Tres etapas de la amalgamación de una pieza de oro por mercurio
  • 44. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) • Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en cristales mixtos) Elementos de transición Amalgama de dentista triplenlace.com
  • 45. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) • Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en cristales mixtos) Elementos de transición El oro se obtiene en algunos países pobres de minerales (o barros) que contienen partículas de oro, moliéndolos y mezclándolos con Hg. El Hg se amalgama con las partículas de oro. La amalgama se separa del resto filtrándola. Finalmente, la amalgama se pone al fuego para evaporar el Hg, quedando el oro en forma de bolas. El procedimiento es nocivo para el operador y contaminante para el medio triplenlace.com
  • 46. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aleaciones • Propiedades diferentes a las de los elementos aleados (en general, más duras y resistentes a la corrosión pero puntos de fusión y conductividad inferiores) • Tipos • Mezclas simples (Sn y Pb en soldadura; solidifican por separado) • Disoluciones sólidas (Au-Ag, Cu-Ni, amalgamas de Hg, aceros; solidifican en cristales mixtos) • Compuestos intermetálicos (composición definida: Nd2Fe14B (imán de neodimio”), CuAl2, Ni3Al, Cr3Pt…) Elementos de transición triplenlace.com Cr11Ge19 Un ejemplo de compuesto intermetálico
  • 47. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES Elementos de transición interna triplenlace.com Primera serie de transición interna Segunda serie de transición interna
  • 48. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 49. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 50. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides • Electrones 4f Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 51. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides • Electrones 4f • Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 52. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides • Electrones 4f • Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC • Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+) Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 53. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides • Electrones 4f • Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC • Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+) • Reactividad parecida a la de los alcalinotérreos (2M + 6H2O  2M(OH)3 + 3H2) Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 54. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Aquellos con orbitales f incompletos • Lantanoides • Electrones 4f • Blandos, p. f. en torno a 1000 ºC • Nº de oxidación: 3+ (Ce: 3+ y 4+) • Reactividad parecida a la de los alcalinotérreos (2M + 6H2O  2M(OH)3 + 3H2) • Actinoides • Todos radiactivos Elementos de transición interna triplenlace.com
  • 55. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg) triplenlace.com
  • 56. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg) 2150 Hafnio 2200 Tecnecio 2250 Rutenio 2300 Boro 2410 Iridio 2468 Niobio 2617 Molibdeno 2996 Tantalio 3045 Osmio 3180 Renio 3410 Wolframio 3500 Carbono triplenlace.com Wolframio
  • 57. METALES DE TRANSICIÓN PROPIEDADES • Dureza y puntos de fusión elevados (excepto Zn, Cd y Hg) 2150 Hafnio 2200 Tecnecio 2250 Rutenio 2300 Boro 2410 Iridio 2468 Niobio 2617 Molibdeno 2996 Tantalio 3045 Osmio 3180 Renio 3410 Wolframio 3500 Carbono -39 Mercurio 29 Cesio 30 Galio 39 Rubidio 64 Potasio 98 Sodio 157 Indio 180 Litio 232 Estaño 271 Bismuto 303 Talio 321 Cadmio 327 Plomo 420 Zinc triplenlace.com
  • 59. PROPIEDADES Plata METALES DE TRANSICIÓN • Buen conductor • Sus derivados se usan en la industria fotográfica • Joyería triplenlace.com
  • 61. PROPIEDADES Cobre METALES DE TRANSICIÓN • Buen conductor • Se puede encontrar libre en la naturaleza, pero tiende a carbonatarse (carbonato básico, verde) • No resulta atacado por muchos ácidos (sí nítrico y sulfúrico concentrado y caliente) • Estados de oxidación: 1+ (diamagnético), 2+ (paramagnético) triplenlace.com
  • 63. PROPIEDADES Oro METALES DE TRANSICIÓN • Buen conductor • Joyería triplenlace.com
  • 65. PROPIEDADES Vanadio METALES DE TRANSICIÓN • Aleaciones (acero al cromo-vanadio) • Sus compuestos se usan como catalizadores triplenlace.com
  • 66. Elementos químicos descubiertos, por países España 2,5 El vanadio fue descubierto por un español (también son “españoles” el W y el Pt) triplenlace.com
  • 67. Vanadio Hagamos un pequeño repaso a los elementos químicos descubiertos por españoles triplenlace.com
  • 68. Andrés M. del Río 1801 Vanadio triplenlace.com
  • 69. Andrés M. del Río 1801 Vanadio triplenlace.com
  • 70. Andrés M. del Río 1801 Vanadio Vanadinita: Pb5Cl(VO4)3 triplenlace.com Obtuvo vanadio de este mineral, pero no estuvo seguro de si era cromo, por lo que se le reconoce solo como codescubridor del vanadio
  • 71. Andrés M. del Río 1801 Vanadio triplenlace.com Las disoluciones de distintas especies de vanadio tienen diversos colores
  • 72. Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río 1783 1801 Wolframio Vanadio triplenlace.com
  • 73. Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río 1783 1801 Wolframio Vanadio Wolframita: (Mn, Fe, Mg) WO4 Los hermanos Elhuyar obtuvieron el W de este mineral
  • 74. Antonio de Ulloa Hermanos Elhuyar Andrés M. del Río 1735 1783 1801 Platino Wolframio Vanadio triplenlace.com
  • 76. PROPIEDADES Níquel METALES DE TRANSICIÓN • Industria del automóvil triplenlace.com
  • 78. PROPIEDADES Platino METALES DE TRANSICIÓN • Blando, maleable • Muy noble: solo se puede atacar con agua regia • Catalizador • Joyería triplenlace.com
  • 80. PROPIEDADES Paladio METALES DE TRANSICIÓN • Bastante noble • Catalizador • Absorbe H2 • Joyería triplenlace.com
  • 82. PROPIEDADES Rodio METALES DE TRANSICIÓN • Bastante noble • Catalizador • Joyería triplenlace.com
  • 84. PROPIEDADES Molibdeno METALES DE TRANSICIÓN • Aleaciones (acero) • P. f. > 2000 triplenlace.com
  • 86. PROPIEDADES Cromo METALES DE TRANSICIÓN • Aleaciones (acero) • Muy duro • Compuestos tóxicos (Cr2O3 de las antiguas cintas de cassette) perjudiciales para el medio ambiente • Galvanizados triplenlace.com
  • 88. PROPIEDADES Wolframio METALES DE TRANSICIÓN • Aleaciones (acero) • Bombillas triplenlace.com
  • 90. PROPIEDADES Zinc METALES DE TRANSICIÓN • Aleaciones (latón: Cu + Zn) triplenlace.com
  • 92. PROPIEDADES Mercurio METALES DE TRANSICIÓN • Bajo punto de fusión • Termometría triplenlace.com
  • 94. PROPIEDADES Cadmio METALES DE TRANSICIÓN • Punto de fusión bajo triplenlace.com
  • 96. PROPIEDADES Tecnecio • Aparece junto con U • Radiodiagnóstico METALES DE TRANSICIÓN triplenlace.com
  • 97. PROPIEDADES Tecnecio • Aparece junto con U • Radiodiagnóstico METALES DE TRANSICIÓN Primer elemento artificial. Hasta 1937 su hueco en la tabla periódica estuvo vacío triplenlace.com
  • 99. PROPIEDADES Escandio METALES DE TRANSICIÓN • Propiedades químicas semejantes a las de los lantanoides • Nº oxid.: +3 • Aleaciones (bicicletas de carreras) triplenlace.com
  • 101. PROPIEDADES Itrio METALES DE TRANSICIÓN • Propiedades químicas semejantes a las de los lantanoides • Nº oxid.: +3 • Producción de láser (Nd:YAG) triplenlace.com
  • 103. PROPIEDADES Titanio METALES DE TRANSICIÓN • Baja densidad, alta resistencia a T: industria espacial y armamentos • Resistente a la corrosión: tuberías en la industria química • Muy duro y ligero: Medicina, implantes óseos • Menas de titanio muy abundantes, pero difícil de extraer triplenlace.com
  • 104. PROPIEDADES Titanio METALES DE TRANSICIÓN • Baja densidad, alta resistencia a T: industria espacial y armamentos • Resistente a la corrosión: tuberías en la industria química • Muy duro y ligero: Medicina, implantes óseos • Menas de titanio muy abundantes, pero difícil de extraer • Anatasa: TiO2 (pigmento blanco y constituyente de catalizadores) triplenlace.com La anatasa (TiO2) es una de las sustancias más blancas que existe
  • 106. PROPIEDADES Cromo METALES DE TRANSICIÓN • Muy duro triplenlace.com
  • 107. PROPIEDADES Cromo METALES DE TRANSICIÓN • Muy duro • Para hacer acero inoxidable • También para galvanizar (cromar), por su resistencia a la corrosión triplenlace.com
  • 108. PROPIEDADES Cromo METALES DE TRANSICIÓN • Muy duro • Para hacer acero inoxidable • También para galvanizar (cromar), por su resistencia a la corrosión • Sales: oxidantes • Forma compuestos muy coloreados de estados de oxidación 2+, 3+ y 6+ Los compuestos de cromo presentan distintos colores según el estado de oxidación de este metal triplenlace.com
  • 110. PROPIEDADES Manganeso METALES DE TRANSICIÓN • Sales: oxidantes triplenlace.com
  • 111. PROPIEDADES Manganeso METALES DE TRANSICIÓN • Sales: oxidantes • Forma compuestos muy coloreados de nos de oxidación 2+, 4+ y 7+ También los compuestos de manganeso presentan distintos colores según el estado de oxidación triplenlace.com
  • 113. PROPIEDADES Hierro METALES DE TRANSICIÓN • Cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre • Metal más empleado por el ser humano • Se corroe fácilmente porque la herrumbre es porosa y no se adhiere • Estados de oxidación: 2+ y 3+ (el segundo es más estable) • Varios óxidos, que se utilizan como pigmentos triplenlace.com
  • 114. PROPIEDADES Hierro METALES DE TRANSICIÓN Los seres humanos conocían desde la antigüedad los óxidos de hierro (con los que pintaban las paredes de sus cuevas o abrigos), pero no el hierro en estado elemental triplenlace.com
  • 115. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas triplenlace.com
  • 116. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas • Concentración de la mena (separarla de la ganga) triplenlace.com
  • 117. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas • Concentración de la mena (separarla de la ganga) triplenlace.com
  • 118. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas • Concentración de la mena (separarla de la ganga) • Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2 triplenlace.com
  • 119. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas • Concentración de la mena (separarla de la ganga) • Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2 • Reducción (con C –Mn, Fe – , CO, metales más activos o calor) triplenlace.com
  • 120. PREPARACIÓN METALES DE TRANSICIÓN • Operaciones básicas • Concentración de la mena (separarla de la ganga) • Tostación (de S2– y As2– de Co, Ni, Cu y Zn) / calcinación 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + SO2 FeCO3 () FeO + CO2 • Reducción (con C –Mn, Fe – , CO, metales más activos o calor) • Refinado (destilación, fusión por zonas, electrolisis…) triplenlace.com
  • 122. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Reducción con metales más activos triplenlace.com
  • 123. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Reducción con metales más activos triplenlace.com
  • 124. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Reducción con metales más activos Ti Cr Reducción con C y CO TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr triplenlace.com
  • 125. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Reducción con metales más activos Reducción con C y CO triplenlace.com
  • 126. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN triplenlace.com Ti Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Reducción con metales más activos Reducción con C y CO Au Cu Pb Ag Sn Fe Hg Esta es una cronología aproximada de la obtención de los metales
  • 127. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN triplenlace.com Algunos metales tienen una metalurgia que fue relativamente asequible hace mucho tiempo. Así, el Hg se puede obtener calentando cinabrio a menos de 900 oC. Pero la de otros metales es más compleja triplenlace.com
  • 128. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN ¿Cómo se redujo por primera vez un metal a su estado elemental? Probablemente por casualidad. Por ejemplo, pensemos en una egipcia… triplenlace.com
  • 129. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN …que, al arrojar por la noche al fuego de un pebetero el resto de la malaquita o azurita que usaba para maquillarse… triplenlace.com
  • 130. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN …encontrara al día siguiente una pepita de cobre entre las cenizas triplenlace.com
  • 131. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Este cobre se habría obtenido por la siguiente reacción de reducción: 2CuCO3 + C  2Cu + 3CO2 Mediante otras semejantes se obtuvo Zn, Sn, Fe… triplenlace.com 2CuCO3 + C  2Cu + 3CO2
  • 132. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 Obtención de Fe en la Edad Media en una farga catalana triplenlace.com
  • 133. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN El hierro se podía obtener en hornos de adobe…
  • 134. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN …en los que se insuflaba aire…
  • 135. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN …mediante algún tipo de fuelle primitivo…
  • 137. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN …para alcanzar cada vez más temperatura en el horno
  • 138. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Cuando la temperatura es suficiente se añade mineral de hierro (es decir, un compuesto de hierro)
  • 143. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Hierro líquido que se va obteniendo
  • 144. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN A continuación hay que forjar la pieza obtenida…
  • 152. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Finalmente, la pieza de hierro se usa para fabricar una herramienta
  • 154. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Este dibujo recoge la obtención de hierro en China
  • 155. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Este otro es más reciente
  • 157. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 En la Edad Media, en el Mediterráneo se popularizó la obtención de Fe en la farga catalana
  • 158. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN El agua era esencial en la farga triplenlace.com
  • 159. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Al descargarla insuflaba aire a presión por efecto Venturi (aspirándolo) en la mezcla reaccionante (carbón y mineral de hierro) para mantener el calor Al descargarla insuflaba aire a presión por efecto Venturi (aspirándolo) en la mezcla reaccionante (carbón y mineral de hierro) para mantener el calor triplenlace.com
  • 160. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 El agua también movía el martinete para forjar el hierro triplenlace.com
  • 161. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN La técnica se perfeccionó en los altos hornos triplenlace.com
  • 162. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 que cada vez eran más altos triplenlace.com
  • 163. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 triplenlace.com
  • 164. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN escoria arrabio Fundición de un cañón de hierro triplenlace.com
  • 165. caliza mineral de hierro coque gases de escape 800 oC 1000 oC 1300 oC 1900 oC 3 CO + Fe2O3  3 CO2 + 2 Fe CaCO3  CaO + CO2 CaO + SiO2  CaSiO3 CO2 + C  2 CO C + O2  2 CO2 hierro fundido escoria aire enriquecido en O2 El proceso de obtención de Fe en un alto horno es complejo. El mineral cae en contracorriente con el CO/CO2 que sube. Las reacciones dependen de la altura en el horno porque existe un gradiente de temperatura
  • 166. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti Cr Fe Refinado electrolítico Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2 Después, electrolisis Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Reducción con metales más activos Reducción con C y CO triplenlace.com
  • 167. OBTENCIÓN METALES DE TRANSICIÓN Ti Cr Fe Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2 Después, electrolisis triplenlace.com Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Refinado electrolítico de Cu en disolución de sulfúrico. El ácido ayuda a disolver el Cu del ánodo, que es atraído por el cátodo, donde se deposita Refinado electrolítico Reducción con metales más activos Reducción con C y CO triplenlace.com
  • 168. METALES DE TRANSICIÓN Ti TiCl4 + 2Mg  Ti + 2MgCl2 Cr Cr2O3 + 2Al  Al2O3 + 2Cr Fe Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 Cu 2Cu2S + 3O2  2Cu2O + 2SO2 Cu2S + 2Cu2O  6Cu + SO2 Después, electrolisis Refinado electrolítico de Cu OBTENCIÓN
  • 169. METALES DE TRANSICIÓN OBTENCIÓN El proceso se realiza en la industria con muchas planchas simultáneamente
  • 171. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos Un complejo está formado normalmente por un átomo central (suele ser un catión metálico) unido por enlaces de coordinación (algo más débiles que los covalentes típicos) a uno o varios grupos de átomos llamados ligandos triplenlace.com
  • 172. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado Bases de Lewis (ac) (ac) (ac) En este caso el átomo central es el ion Ag+ y los ligandos son las moléculas de NH3
  • 173. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+
  • 174. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN El número de coordinación es el número de átomos unidos directamente al átomo central, con valores típicos entre 2 a 12, siendo los más comunes 4 y 6 triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6)
  • 175. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6) • Formulación: 1. (Si es iónico) contraión positivo 2. [metal, ligandos en orden alfab.] 3. (Si es iónico) contraión negativo Si hay varios ligandos del mismo tipo, se antepone di-, tri… a sus nombres, pero la letra del prefijo no se tiene en cuenta en la ordenación alfabética
  • 176. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6) • Formulación: 1. (Si es iónico) contraión positivo 2. [metal, ligandos en orden alfab.] 3. (Si es iónico) contraión negativo cis-[Co Cl2 (NH3)4]+ cis-
  • 177. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6) • Formulación: 1. (Si es iónico) contraión positivo 2. [metal, ligandos en orden alfab.] 3. (Si es iónico) contraión negativo triplenlace.com cis-[Co Cl2 (NH3)4]+ cis-tetraamminadiclorurocobalto(III) Aunque los ligandos se escriben en orden alfabético de sus fórmulas (C de Cl2 está antes que N de NH3), se leen en orden alfabético de sus nombres (a de ammina está antes que c de cloro)
  • 178. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6) • Formulación: 1. (Si es iónico) contraión positivo 2. [metal, ligandos en orden alfab.] 3. (Si es iónico) contraión negativo Por ejemplo, este complejo podría compensar su carga positiva con un contraión Br-: [Co (NH3)4 Cl2] Br (bromuro de tetraamminadiclorurocobalto(III)) cis-[Co Cl2 (NH3)4]+ cis-tetraamminadiclorurocobalto(III)
  • 179. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN triplenlace.com • Átomo o ion central unido a moléculas o iones llamados ligandos • Los ligandos son bases de Lewis; el ion central acepta electrones del ligando; se forma un enlace covalente coordinado • En este caso: – ión central: Co3+ – ligandos: Cl– y NH3 (nº coord.: 6) • Formulación: 1. (Si es iónico) contraión positivo 2. [metal, ligandos en orden alfab.] 3. (Si es iónico) contraión negativo Algunos complejos tienen distintos isómeros según la disposición espacial de los ligandos. Por ejemplo, este complejo tiene dos isómeros llamados cis y trans según los Cl queden juntos (a un lado del Co) o en posiciones diametralmente opuestas, con el Co en el centro cis-[Co Cl2 (NH3)4]+ cis-tetraamminadiclorurocobalto(III)
  • 180. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS aqua ammina cloruro cianuro Algunos ligandos típicos (hay quienes prefieren otros nombres como acua, ammin, amina, cloro, ciano…) triplenlace.com
  • 181. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS Ligando Nombre (CA/IUPAQ) F− fluoro / fluoruro Cl− cloro / cloruro Br− bromo / bromuro I− yodo / yoduro O2− oxo / óxido HO− hidroxo / hidróxido H− hidro / hidruro HS− mercapto / sulfanuro S2− tio / sulfuro N3 − azido CO3 2− carbonato NO2 − nitro (N) o nitrito (O) C2O4 2− oxalato AEDT+ etilendiamino- tetraacetato A N I Ó N I C O S Ligando Nombre (CA/IUPAQ) OH2 aquo / aqua NH3 amino / ammina NO nitrosilo CO cabonilo en etilendiamino C5H5N piridino N E U T R O S triplenlace.com Una lista más completa; los nombres varían según el sistema empleado sea el del Chemical Abstracts o el de la IUPAC
  • 182. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN [Fe(OH2)6]2+ ion hexaaquahierro (II) [Fe(CN)5(OH2)]2− ion aquapentacianuroferrato (III) K4[Fe(CN)6] hexacianoferrato (II) de potasio [Cu(NH3)4]SO4 sulfato de tetramminacobre(II) [Pt(NH3)4]2[PtCl6] hexacloruroplatinato(II) de tetraamminaplatino(II) triplenlace.com Otros nombres. En los complejos aniónicos el nombre del ion central se hacen acabar en –ato; en los catiónicos o neutros no se le pone llevan sufijo EJEMPLOS DE NOMENCLATURA
  • 183. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) • Algunos ligandos poseen dos o más átomos capaces de ceder electrones para formar enlaces • Se dice que son bi-, di-, tri-, tetradentados triplenlace.com
  • 184. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) • Algunos ligandos poseen dos o más átomos capaces de ceder electrones para formar enlaces • Se dice que son bi-, di-, tri-, tetradentados • Ejemplo: NH2CH2CH2NH2 (etilendiamino, bidentado) Cada uno de los dos N tiene un par de electrones para formar enlaces coordinados : : triplenlace.com
  • 185. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) • Algunos ligandos poseen dos o más átomos capaces de ceder electrones para formar enlaces • Se dice que son bi-, di-, tri-, tetradentados • Ejemplo: NH2CH2CH2NH2 (etilendiamino, bidentado) : : Esta es una representación simplificada del ligando etilendiamino. Cada bola marcada “N” es un grupo NH2. Los CH2 están en las cintas que unen las bolas N triplenlace.com
  • 186. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) • Algunos ligandos poseen dos o más átomos capaces de ceder electrones para formar enlaces • Se dice que son bi-, di-, tri-, tetradentados • Ejemplo: NH2CH2CH2NH2 (etilendiamino, bidentado) : : Cuando un metal tiene varios ligandos polidentados, se indica el número de estos con los prefijos bis, tris, tetraquis, pentaquis, hexaquis… Así, el nombre de este ion complejo es [tris(etilendiamino)cobalto(III)] triplenlace.com
  • 187. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) • Un ligando hexadentado: EDT (etilendiaminotetraacetato) Este ligando tiene seis posiciones de coordinación con el ion central: 4 en oxígenos (:O) y 2 en nitrógenos (:N) [(etilendiamino- tetraacetato)- cobaltato(III)] triplenlace.com
  • 188. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) Un ligando tetradentado: una porfirina (en la clorofila a) triplenlace.com
  • 189. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN LIGANDOS POLIDENTADOS (QUELATOS) Otro ligando tetradentado: hemo (en la hemoglobina) triplenlace.com
  • 190. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN ESTRUCTURAS ESPACIALES triplenlace.com
  • 191. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN ESTRUCTURAS ESPACIALES lineal trigonal cuadrada tetraédrica bipiramidal trigonal piramidal cuadrada octaédrica prismática trigonal bipiramidal pentagonal antiprismática cuadrada prismática trigonal triapicada Existen otras, pero son menos comunes triplenlace.com
  • 192. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
  • 193. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS Para un mismo catión central, el color de los complejos que puede formar puede depender de la naturaleza de los ligandos, su número e incluso su disposición espacial anaranjado violeta rojo verde triplenlace.com
  • 194. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS FeII FeIII CoII CuII AlIII CrIII Hydrated Ion [Fe(H2O)6]2+ Pale green Soln [Fe(H2O)6]3+ Yellow/brown Soln [Co(H2O)6]2+ Pink Soln [Cu(H2O)6]2+ Blue Soln [Al(H2O)6]3+ Colourless Soln [Cr(H2O)6]3+ Green Soln OH–, dilute [Fe(H2O)4(OH)2] Dark green Ppt [Fe(H2O)3(OH)3] Brown Ppt [Co(H2O)4(OH)2] Blue/green Ppt [Cu(H2O)4(OH)2] Blue Ppt [Al(H2O)3(OH)3] White Ppt [Cr(H2O)3(OH)3] Green Ppt OH–, concentrated [Fe(H2O)4(OH)2] Dark green Ppt [Fe(H2O)3(OH)3] Brown Ppt [Co(H2O)4(OH)2] Blue/green Ppt [Cu(H2O)4(OH)2] Blue Ppt [Al(OH)4]– Colourless Soln [Cr(OH)6]3– Green Soln NH3, dilute [Fe(H2O)4(OH)2] Dark green Ppt [Fe(H2O)3(OH)3] Brown Ppt [Co(H2O)4(OH)2] Blue/green Ppt [Cu(H2O)4(OH)2] Blue Ppt [Al(H2O)3(OH)3] White Ppt [Cr(H2O)3(OH)3] Green Ppt NH3, concentrated [Fe(H2O)4(OH)2] Dark green Ppt [Fe(H2O)3(OH)3] Brown Ppt [Co(NH3)6]2+ Straw coloured Soln [Cu(NH3)4(H2O)2 ]2+ Deep blue Soln [Al(H2O)3(OH)3] White Ppt [Cr(NH3)6]3+ Green Soln CO3 2– FeCO3 Dark green Ppt [Fe(H2O)3(OH)3] Brown Ppt + bubbles CoCO3 Pink Ppt CuCO3 Blue/green Ppt triplenlace.com
  • 195. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS Incluso puede variar entre isómeros Isómero nitro Isómero nitrito triplenlace.com
  • 196. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS
  • 197. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS • Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal causan “desdoblamiento del campo cristalino” A esto se debe el color de los complejos triplenlace.com
  • 198. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS Cr: [Ar] 3d3 • Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal causan “desdoblamiento del campo cristalino” triplenlace.com
  • 199. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS Cr: [Ar] 3d3 Los ligandos pueden ocasionar el desdoblamiento de los orbitales d del átomo central. Tras el desdoblamiento los electrones de los niveles inferiores pueden pasar a los superiores. La correspondiente absorción de fotones es la responsable del color (el color es el complementario del absorbido) • Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal causan “desdoblamiento del campo cristalino” triplenlace.com
  • 200. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS • Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal causan “desdoblamiento del campo cristalino” • Hay “ligandos de campo fuerte” y “ligandos de campo débil” Cr: [Ar] 3d3 Los ligandos se pueden clasificar en dos tipos (de campo fuerte y campo débil) según la magnitud de la separación energética que provocan triplenlace.com
  • 201. COMPUESTOS DE COORDINACIÓN EL COLOR DE LOS COMPLEJOS Cr: [Ar] 3d3 • Interacciones entre los e– del ligando y los orbitales d del metal causan “desdoblamiento del campo cristalino” • Hay “ligandos de campo fuerte” y “ligandos de campo débil” Según queden más o menos separados estos niveles, se absorberán fotones de distintas frecuencias y eso provoca la aparición de colores diferentes triplenlace.com
  • 202. Resúmenes de Química Inorgánica Descriptiva 01 – Hidrógeno, metales alcalinos y alcalinotérreos 02 – Familias del boro y el carbono 03 – Familias del nitrógeno y el oxígeno 04 – Halógenos y gases nobles 05 – Metales de transición y compuestos de coordinación 06 – Elementos radiactivos
  • 203. Más teoría, ejercicios y prácticas de Química General, Química Inorgánica Básica, Química Orgánica Básica, Química Física, Técnicas Instrumentales… en triplenlace.com/en-clase