GRUPO 7 Pablo Mier Muñoz Juan Fernández Cabeza Yolanda García Cazorla Reyes Japón Gálvez

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN Introducción Propiedades generales Paramagnetismo Ferromagnetismo Biomagnetismo Grupo 7: Yolanda García Cazorla Reyes Japón Gálvez Juan Fernández Cabeza Pablo Mier Muñoz

INTRODUCCIÓN

ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA Lantánidos Elementos de tierras raras Estado de oxidación +3 Actínidos Radiactivos Más de un estado de oxidación

PROPIEDADES ATÓMICAS Configuración electrónica Radio atómico Electronegatividad Energía de ionización

PROPIEDADES FÍSICAS Altos puntos de fusión Buena conductividad eléctrica Gran dureza Densidad

PROPIEDADES QUÍMICAS Estados de oxidación

PROPIEDADES QUÍMICAS Estados de oxidación Compuestos iónicos y covalentes Actividad catalítica Compuestos de coordinación

PARAMAGNETISMO Un electrón, debido a su espín, es una carga eléctrica en movimiento que induce un campo magnético. En un átomo o ion diamagnético todos los electrones están apareados y los efectos magnéticos individuales se cancelan. Una especie diamagnética es débilmente repelida por un campo magnético. Un átomo o ion paramagnético tiene electrones desapareados y los efectos magnéticos individuales no se cancelan. Los electrones desapareados inducen un campo magnético que hace que el átomo o ion sea atraído por un campo magnético externo. Cuantos más electrones desapareados haya, más fuerte serán esta atracción.

PARAMAGNETISMO Cuando se conecta al campo magnético, se altera la situación de equilibrio. La muestra aumenta de peso debido a que ahora está sometida a dos fuerzas atractivas: la fuerza de la gravedad y la fuerza de interacción entre el campo magnético externo y los electrones desapareados.

PARAMAGNETISMO Las propiedades magnéticas de un complejo dependen de la magnitud del desdoblamiento del campo cristalino. Los ligandos de campo fuerte tienden a formar complejos de espín bajo, débilmente paramagnéticos, o incluso diamagnéticos. Los ligandos de campo débil tienden a formar complejos de espín alto y fuertemente paramagnéticos. Los resultados de la medida de las propiedades paramagnéticas de los compuestos de coordinación pueden interpretarse a partir de la teoría de campo cristalino.

PARAMAGNETISMO Un complejo que solo tiene un electrón d, siempre es paramagnético. En un complejo con varios electrones d, la situación no es tan clara. Regla de Hund. (Alto espín). ------------- + paramagnéticos Principio de exclusión de Pauli. (Bajo espín) --------- - paramagnéticos *Según la distribución de electrones entre los orbitales d se da lugar a complejos de alto y bajo espín*

PARAMAGNETISMO Es posible conocer el número real de electrones no apareados (o espines) en un ion complejo mediante mediciones magnéticas. Por lo general, los resultados experimentales concuerdan con las predicciones que se basan en el desdoblamiento del campo cristalino. Sin embargo, la distinción entre un complejo de alto epín y otro de bajo espín, sólo se puede hacer si el ion metálico contiene más de tres y menos de ocho electrones d.

PARAMAGNETISMO Material paramagnético material paramagnético material paramagnético Sin que actúa ningún bajo la acción de un campo bajo la acción de un campo Campo magnético sobre él magnético débil magnético fuerte Un átomo o ion paramagnético tiene electrones desapareados y los efectos magnéticos individuales no se cancelan. Los electrones desapareados inducen un campo magnético que hace que el átomo o ion sea atraído por un campo magnético externo. Cuantos más electrones desapareados haya, más fuerte serán esta atracción.

PARAMAGNETISMO El efecto de un campo magnético sobre un material paramagnético es la alineación de los momentos magnéticos de los átomos individuales.

FERROMAGNETISMO Ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos en la misma dirección y sentido de un metal ferromagnético.

METAL FERROMAGNÉTICO Dominios magnéticos. Paredes de Block. Dentro del domino, todos los momentos magnéticos están alineados. Sin un campo magnético los momentos magnéticos de los dominios se cancelan.

METAL FERROMAGNÉTICO Al exponer el metal ferromagnético a un campo magnético, los momentos magnéticos de los dominios se alinean. Crecimieno de los dominios con igual dirección y sentido del campo magnético.

METAL FERROMAGNÉTICO Puede mantenerse la imanación.

FACTORES QUE HACEN POSIBLE EL FERROMAGNETISMO 1. Los átomos de los metales ferromagnéticos tienen electrones desapareados. 2. Las distancias interatómicas son suficientemente grandes para permitir la reorganización de los átomos en los dominios.

EJEMPLOS DE METALES FERROMAGNÉTICOS Fe, Co, Ni. Aleaciones de Al-Cu-Mn, Ag-Al-Mn.

HISTÉRESIS Ciclo completo de magnetización de un material ferromagnético. Temperatura de Curie. Material Temp. Curie (K) Fe 1043 MnAs 318 Co 1388 MnBi 630 Ni 627 MnSb 587 Gd 292 CrO2 386 Dy 88 MnOFe2O3 573

COMPARACIÓN DEL FERROMAGNETISMO Y DEL PARAMAGNETISMO SIMILITUDES: Tienen lugar en metales con átomos con electrones desapareados. El momento magnético total del metal es cero cuando no están expuestos a ningún campo magnético. Los momentos magnéticos de los átomos se alinean con el campo magnético al que se les expone.

COMPARACIÓN DEL FERROMAGNETISMO Y DEL PARAMAGNETISMO DIFERENCIAS: Los metales ferromagnéticos ordenan los momentos magnéticos de sus átomos en dominios cuando no están bajo la acción de un campo magnético. Los metales paramagnéticos no tienen ningún tipo de orden en los momentos magnéticos de sus átomos cuando no están bajo un campo magnético.

BIOMAGNETISMO El biomagnetismo es el estudio del efecto de los campos magnéticos sobre sistemas biológicos

Aplicaciones biológicas Algunas de las aplicaciones más importantes de los electroimanes son: Aplicaciones biológicas Aplicaciones médicas

Aplicaciones biológicas: Afectan al Aplicaciones biológicas: Afectan al crecimiento de las plantas y animales Aplicaciones médicas: Mejorar arterias (sanar aneurismas) Detener tumores (cáncer) Reparación ósea Estimulación nerviosa Cicatrización de heridas Regeneración de tejidos Tratamiento de osteoartritis Electroacupuntura Estimulación del sistema inmunológico Modulaciones neuroendocrinas

Ejemplos Crecimiento de semillas distinto en el polo norte y en el sur. El agua tratada magnéticamente modifica sus propiedades (aunque no su calidad), y su influencia a nivel biológico. En el suelo, produce un aumento del grado de agregación en función de sus componentes paramagnéticos y ferromagnéticos, favoreciéndose el desarrollo de la planta.

La principal interacción es la magneto-orientación; algunos de los animales son: tiburón, manta, raya, palomas mensajeras y demás aves migratorias, abejas, hormigas, mariposas, tortugas, algunos moluscos, crustáceos, algas, gusanos … Además se ha encontrado magnetita (magnetorreceptor) en roedores, monos y el ser humano.

También existen bacterias que utilizan el geomagnetismo para orientarse, de manera que su momento magnético se alinea con el campo magnético terrestre. Además, conocer el campo magnético terrestre con respecto a la superficie les sirve para determinar la dirección de mayor profundidad del fango o agua, medio en el cual viven.