Química del bloque d

Consideraciones generales Se suele utilizar el término “elementos (metales) de transición” junto con “metal del bloque d” siendo que no son términos intercambiables Elementos de transición: es aquel átomo que tiene una subcapa d incompleta o que da lugar a un catión con una subcapa d incompleta (definición por la IUPAC) - El grupo 12 (dentro del bloque d) no son elementos de transición Cada grupo de metales del bloque d está formado por 3 miembros y de denomina tríada

Los metales de la segunda y tercera fila: metales más pesados del bloque d Ru, OS, Rh, Ir, Pd y Pt: metales del grupo del platino Configuraciones electrónicas: 1era fila [Ar] 3dn Propiedades físicas: - Casi todos son duros, dúctiles y maleables Elevada conductividad eléctrica y térmica A excepción de Mn, Zn, Cd y Hg a temperatura ambiente los metales poseen una estructura típica de cualquier metal Los radios metálicos son más pequeños que los de los metales del bloque s de número atómico comparable Unos cuantos son agentes reductores En general, son moderadamente reactivos y se combinan para dar compuestos binarios al calentarlos con O2, S o halógenos

La combinación con H2, B, C o N2 puede conducir a hidruros, boruros, carburos o nitruros intersticiales La mayor parte de estos deberían (termodinámicamente) desprender H2 de los ácidos; no sucede ya que están pasivados por un recubrimiento degado de óxido en la superficie o por tener un elevado sobrepotencial de H2 Ag, Au y Hg son los metales menos reactivos Propiedades características: - Color: rasgo característico Paramagnetismo: surge de la presencia de e- desapareados Formación de complejos Estados de oxidación variable (excepción del grupo 3 y 12)

Metales de la primera fila Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Escandio (Sc) Se encuentra como un componente raro en una variedad de minerales Principal fuente: Thortveitita (Sc, Y)2 Si2O7 (raro mineral, Escandinavia) -puede extraerse de los residuos del procesado del uranio Muestra una similitud con el Al en sus propiedades químicas: es blando, blancoplateado, se empaña al aire El Sc metal se disuelve en ácidos Se combina con halógenos Reacciona con N2 a temperaturas elevadas para dar SCN que se hidroliza en H2O Sus usos son limitados: es un componente de luces de alta intensidad

Titanio (Ti) La principal mena es la ileneita (FeTiO3), aunque también se encuentra en tres formas de TiO2 No reacciona ni se disuelve en ácidos aunque es atacado por el HCl caliente formando el óxido de Ti (III) y H2, y se oxida con HNO3 a TiO2 hidratado Reacciona con la mayor parte de los no metales a temperaturas elevadas El Ti metal es resistente a la corrosión, ligero y fuerte (componente de aleaciones en la construcción de aviones Está presente en los meteoritos (muestras de rocas de la misión Apolo 17 contienen un 12% de Ti

Vanadio (V) Se encuentra en varios minerales: vanadinita (Pb5(VO4)3Cl), carnotita (K2(UO2)2(VO4)2. 3H20), roscoelita y polisulfuro patronita (VS4) Puede encontrarse también en rocas fosfóricas y en algunos depósitos de petróleo crudo No se explota directamente Es similar al Ti, al calentarlo reacciona con halógenos y se combina con O2 para dar V2O5 y con B, C y N2 para dar metales en estado sólido La industria del acero consume aproximadamente un 85 % de la existencia mundial de V y el ferrovanadio (utilizado para aceros resistentes) Los aceros de V se utilizan para muelles y para herramientas de corte El óxido de vanadio (V) se utiliza como catalizador en la oxidación de SO2 a SO3 y de naftaleno a ácido ftálico

Cromo (Cr) La principal mena es la cromita (FeCr2O4), se reduce con C para producir ferrocromo para la industria de acero Los aceros inoxidables contienen Cr para aumentar su resistencia a la corrosión, por eso se utiliza como recubrimiento protector Se utiliza además como pigmento, agente para el curtido, mordientes, catalizadores y agentes oxidantes La cromita se utiliza como material refractario (ladrillos y revestimientos de hornos Los compuestos con Cr son tóxicos, los cromatos: corrosivos para la piel

Manganeso (Mn) En la naturaleza se encuentran varios óxidos; el más importante es la pirolusita (β – MnO2) Sudáfrica tiene el 80% de las reservas mundiales, y actualmente se recicla poco Su principal uso es en la industria del acero, los que contienen alto contenido de este poseen resistencia al choque y al desgaste por eso son adecuados para maquinarias de prensar, moler y excavar El óxido de manganeso (IV) se utiliza en baterías de pila seca Es un elemento esencial para las plantas por lo que a los fertilizantes se la añaden pequeñas cantidades de MnSO4

Hierro (Fe) Es el metal más importante de todos, 4to elemento más abundante de la corteza terrestre Se cree que en el núcleo de la tierra está formado principalmente por Fe Las menas más importantes son: hematitas (α- Fe2O3), magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3), goethita (α – Fe (O)OH) y lepidocrocita (γ- Fe (O)OH) El Fe puro es reactivo y se corroe rápidamente Los óxidos de Fe son importantes pigmentos comerciales, el óxido de hierro (III) α se utiliza como un agente de pulido y afilado; también en la formación de ferritas Es de extraordinaria importancia biológica (hemoglobina y mioglobina)

Cobalto (Co) Se encuentra en forma de varias menas de sulfuro y arseniuro que incluyen la cobaltita (CoAsS) y la skuterudita El cobalto puro es quebradizo pero tiene importancia comercial en aceros especiales, aleado con Al, Fe y Ni en imanes permanentes y en forma de aleaciones no ferrosas duras, fuertes, resistentes a la corrosión lo que lo hace importante en la fabricación de motores a reacción y componentes aeroesopaciales Se utiliza como pigmentos, catalizadores y aditivos en alimentos animales La vitamina B12 es un complejo de Co

Níquel (Ni) Se encuentra como minerales de sulfuro y arseniuro, pentlandita (Ni,Fe) 9 S8 El metal se refina electrolíticamente o por conversión en Ni(Co)4 seguida de descomposición térmica Se utiliza mucho en aleaciones resistentes a la corrosión, y se utiliza ampliamente en baterías Es un catalizador importante para la hidrogenación de compuestos orgánicos insaturados El reciclado de Níquel se está haciendo cada vez más importante siendo la principal fuente de acero inoxidable austéntico

Cobre (Cu) Es el más noble de los metales de la primera fila y se encuentra en estado nativo La mena principal es calcopirita (CuFeS2) Se utiliza para cableado eléctrico y como depósito para extraer Ag y Au metálicos Como es resistente a la corrosión, se utiliza en tuberías de agua y vapor, en el exterior de edificios (tejados y tapajuntas) Son importantes sus aleaciones (latón, bronce, plata niquelada

Zinc (Zn) Su principal mena es la blenda de zinc (ZnS) Es más volátil que la mayoría de los metales y puede separarse por enfriamiento rápidoy purificarse por destilación o electrólisis Su reciclaje a aumentado por lo que se ha convertido en una fuente secundaria de metal Se utiliza para galvanizar el acero, las pilas secas lo utilizan como ánodo Un avance actual es su uso para baterías de vehículos eléctricos Su principal uso es en la industria del caucho

¡Muchas Gracias!