Se le llama metales de transición a los elementos químicos que se ubican en la zona central de la tabla periódica, específicamente en el bloque D. Su característica principal es incluir el orbital D en su configuración electrónica, el cual se encuentra lleno de electrones de forma parcial. Según una definición más detallada, los metales de transición son exactamente 40 elementos: desde el 21 hasta el 30, desde el 39 hasta el 48, desde el 71 hasta el 80 y desde el 103 hasta el 112.
El término transición se origina por una característica que estos elementos tienen al poder tener estabilidad por ellos mismos sin necesitar reaccionar con otro elemento.
Cuando le faltan electrones en su última capa de valencia, para completarla, los obtiene de capas internas. Con esto consigue la estabilidad. Sin embargo, necesitaría electrones en la capa donde fueron extraídos, entonces esto se completa usando electrones propios ubicados en otra capa. Y así ocurre sucesivamente, a esto se le conoce como transición electrónica. También se relaciona a que los elementos tienen mucha estabilidad y son de difícil reacción con otros.
La mayoría de las propiedades de importancia de los metales de transición como grupo resultan de la subcapa D, la cual está parcialmente completa. Las tendencias periódicas de este bloque tienen menor predominancia que en los demás elementos de la tabla periódica. Usando esta valencia, no existe cambio debido a que los electrones que se adicionan al átomo llegan a capas internas.
Características de los Metales de Transición
Propiedades
Casi todos los elementos de transición son metales típicos: tienen altos puntos de ebullición y fusión, gran dureza, conducen bien la electricidad y el calor. La mayoría de las propiedades de estos elementos se deben a que sus electrones del orbital D se localizan en la red metálica.
En los metales, mientras mayor número de electrones comparten el núcleo, mayor fuerza tendrá el metal. Tienen una versatilidad grande en estados de oxidación al poder alcanzar una alta carga positiva similar a la de su grupo, y a veces negativa como sucede en complejos de coordinación. Otras propiedades a destacar son:
- Sus potenciales normales normalmente son menos negativos que en el caso de los metales representativos, siendo uno de ellos los metales nobles.
- Las combinaciones son fuertemente paramagnéticas y coloreadas.
- Generalmente son buenos catalizadores.
- Pueden crear aleaciones entre sí mismos.
- Crean complejos iónicos.
- A excepción del mercurio, se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente.
Actividad Catalítica
Los metales de transición crean catalizadores heterogéneos y homogéneos adecuados, como el hierro que cataliza en el proceso de Haber y el platino junto al níquel se emplean para hidrogenar a los alquenos.
Esto sucede debido a que tienen la capacidad de reacción en múltiples estados de oxidación, dando como resultado la formación de compuestos nuevos que proveen una ruta alternativa de reacción con una más baja energía de activación.
Estados variables de oxidación
- Diferenciándose de los metales que pertenecen a los grupos 1 y 2 de la tabla periódica, los iones de estos metales pueden poseer numerosos estados estables de oxidación porque pierden electrones d sin que realicen un sacrificio energético a gran escala. Un ejemplo es el manganeso que tiene cinco electrones 3d y dos 4s que pueden eliminarse, perder cada uno de éstos electrones determina un estado de oxidación +7.
- El rutenio y el osmio se hallan casi siempre solos en un estado de oxidación igual a +8, el cual tiene mucha estabilidad y es uno de los más altos para los compuestos aislados.
- Algunos patrones observados en los estados de oxidación se originan gracias a los períodos pertenecientes a los elementos de transición. La cantidad de estados de oxidación se eleva para cada ion hasta llegar al Mn, partiendo de este empieza a disminuir.
- Los últimos metales de transición poseen una atracción mayor entre electrones y protones debido a que existe más de cada uno, lo cual requiere mayor energía para la eliminación de los electrones.
- Cuando los elementos tienen bajos estados de oxidación, pueden hallarse como iones simples. Pero los metales de transición que tienen estados elevados de oxidación se encuentran normalmente unidos de forma covalente a elementos electronegativos tales como el flúor o el oxígeno, que forman iones poliatómicos como el permanganato, el vanadato o el cromato.