Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina
-
Upload
david-teixe-molins -
Category
Documents
-
view
15 -
download
5
description
Transcript of Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina
![Page 1: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/1.jpg)
ELS METALLS DEL BLOC d
•Metalls del bloc d
•Elements de transició (nivell d semiocupat, dn)
![Page 2: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/2.jpg)
ELS METALLS DEL BLOC dbloc s bloc f bloc d bloc p
2 14 10 6
•Metalls del bloc d
•Elements de transició (nivell d semiocupat, dn)
![Page 3: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/3.jpg)
L’enllaç amb els metalls del bloc d
• A finals del segle XIX es coneixien molts elements i el concepte de valència
• No s’entenia per què un compost estable com el PtCl2formava un altra compost també estable amb una molècula com l'amoníac: PtCl2· 2NH3
• Alfred Werner (1866-1919) va estudiar aquests compostos i va proposar (1893) que aquests elements tenien dues valències: una de principal i una d’auxiliar
• A. Werner
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
![Page 4: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/4.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Poden formar molts enllaços
C
M
M M M
M
![Page 5: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/5.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
C
2s2px2px2px
4 Orbitals 8 e- 4 enllaços
H
CH H
H
C = 4 e-
4 H = 4 e-
8 e-
![Page 6: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/6.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
Re6s6px6py6pz
9 Orbitals 18 e- 9 enllaços
5dz2
5dx2-y2
5dxy5dxz5dyz
Fins a Fins a
Re = 7 e-
9 H = 9 e-
18 e-
[ReH9]2-
Càrrega (-2) = 2 e-
9 enllaços
Re
HH
HH
HH
H
H
H
![Page 7: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/7.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Geometries molt diversesC
M
MM M M
Octaèdrica
MM
Plano-quadradaBipiràmide trigonal Tetraèdrica Trigonal plana
Prisma trigonalCúbica
MPiramidal
![Page 8: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/8.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Enllaços senzills, dobles, triples, quàdruples
O-
O-O
O
Cr
C O
Cl
Cl
Cl
Cl N
Re
W COOCCOOC
CO
CH3C OCH3
W CH3H3CCH3H3C
CH3
CH3
![Page 9: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/9.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Enllaços amb lligands molt especials
NRu N MH
HM
Fe Cr
![Page 10: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/10.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Enllaços M-M
[Pt38(CO)44]2-
![Page 11: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/11.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Són metalls però és possible la formaciód’enllaços covalents
Caràcter iónic
C - H = 0,35
C H + -
Re H - +
Re - H = 0,30
A - B
K H-+
H - K = 1,34
![Page 12: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/12.jpg)
ELEMENTS DE TRANSICIÓ. PROPIETATS SINGULARS
• Són metalls però és possible la formaciód’enllaços covalents (electronegativitats altes)
C - H = 0,35
C H + -
Re H - +
Re - H = 0,30
K H-+
H - K = 1,34C
Au (2,4)
![Page 13: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/13.jpg)
METALLS DE TRANSICIÓ. IMPORTÀNCIA
• Són els més nombrosos de la taula periòdica• Són importantíssims per a molts processos industrials• La major part de la recerca actual en química inorgànica està relacionada amb la química d’aquests elements
Catàlisi Nous materials Bioinorgànica
Premis Nobel a partir del 2000 relacionats amb catàlisi i elements de transició:2001 – W. S. Knowles (USA) / R. Noyori (Jp) / K. B. Sharpless (USA)2005 – Y. Chauvin (F) / R. H. Grubbs (USA) / R. R. Schrock (USA)2007 – G. Ertl (D)2010 – R. F. Heck (USA) / E. Negishi (Jp) / A. Suzuki (Jp)
![Page 14: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/14.jpg)
METALLS DE TRANSICIÓ. IMPORTÀNCIA
• Són els més nombrosos de la taula periòdica• Són importantíssims per a molts processos industrials• La major part de la recerca actual en química inorgànica està relacionada amb la química d’aquests elements
Catàlisi Nous materials Bioinorgànica
![Page 15: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/15.jpg)
METALLS DE TRANSICIÓ. IMPORTÀNCIA
• Són els més nombrosos de la taula periòdica• Són importantíssims per a molts processos industrials• La major part de la recerca actual en química inorgànica està relacionada amb la química d’aquests elements
Catàlisi Nous materials Bioinorgànica
Mioglobina
Fe
![Page 16: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/16.jpg)
ABUNDÀNCIA DELS ELEMENTS DELS BLOCS d I f
El Ferro és l’element més abundant del bloc dEl segon és el titani
![Page 17: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/17.jpg)
ABUNDÀNCIA DELS ELEMENTS DELS BLOCS d I f
![Page 18: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/18.jpg)
ABUNDÀNCIA DELS ELEMENTS DELS BLOCS d I f
El preu de molts metalls del bloc d presenta fortes oscil·lacions perquè són recursos limitats
![Page 19: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/19.jpg)
ABUNDÀNCIA DELS ELEMENTS DELS BLOCS d I f
“Early transition metals” òxids“Late transition metals” sulfurs
![Page 20: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/20.jpg)
ELS METALLS. CONFIGURACIONS ELECTRÒNIQUES
Mn (Z = 25):[Ar] 3d5 4s2
Rh (Z = 45):[Kr] 4d8 5s1
W (Z = 74):[Xe] 4f14 5d4 6s2
[He]
[Ne]
[Ar]
[Kr]
[Xe]
[Ra]
2
10
18
36
54
86
Configuracions electròniques dels àtoms aïllats !
(situació totalment inhabitual en química)
![Page 21: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/21.jpg)
CONFIGURACIONS ELECTRÒNIQUES
1211109876543
Sc3d14s2
Ti3d24s2
V3d34s2
Cr3d54s1
Mn3d54s2
Fe3d64s2
Co3d74s2
Ni3d84s2
Cu3d104s1
Zn3d104s2
Y4d15s2
Zr4d25s2
Nb4d45s1
Mo4d55s1
Tc4d65s1
Ru4d75s1
Rh4d85s1
Pd4d105s0
Ag4d105s1
Cd4d105s2
La5d16s2
Hf5d26s2
Ta5d36s2
W5d46s2
Re5d56s2
Os5d66s2
Ir5d76s2
Pt5d96s1
Au5d106s1
Hg5d106s2
Configuracions electròniques dels àtoms aïllats !
![Page 22: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/22.jpg)
CONFIGURACIONS ELECTRÒNIQUES
In addition to other oxidation states, early transition metals can form ions (or have oxidation states) that correspond to a noble gas configuration:Sc3+, Ti4+, V(V), Cr(VI), Mn(VII) [Ar]
Fe ([Ar] 3d6 4s2)
Fe2+ ([Ar] 3d6 4s0)
Fe2+ ([Ar] 3d4 4s2)
most stableconfiguration
less stableFe3+ ([Ar] 3d3 4s2)
most stableconfiguration
Fe3+ ([Ar] 3d5 4s0)
less stable
![Page 23: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/23.jpg)
CONFIGURACIONS ELECTRÒNIQUES
Cr [Ar] 3d5 4s1
(àtom aïllat) OCCO
COOC
OC
CrCO
Cr0 [Ar] 3d6
(compost de Cr0)
Co [Ar] 3d7 4s2
(àtom aïllat)Co-1 [Ar] 3d10
(compost de Co-1)OC
OC
Co
COCO
Ni [Ar] 3d8 4s2
(àtom aïllat)Ni+ [Ar] 3d9
(compost de Ni+)Ph3P
Cl
Ni
PPh3PPh3
En els compostos dels elements de transició sempre considerem que tots els electrons estan en l’orbital d
![Page 24: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/24.jpg)
ELS METALLS. CONFIGURACIONS ELECTRÒNIQUES
• L’enllaç metàl·lic s’ha d’analitzar d’acord amb els conceptes de l’estructura de bandes
•En els elements del bloc d les bandes provenen de la interacció entre els orbitals (n+1)s i nd
Mn (Z = 25):[Ar] 3d5 4s2
Rh (Z = 45):[Kr] 4d8 5s1
W (Z = 74):[Xe] 4f14 5d4 6s2
[He]
[Ne]
[Ar]
[Kr]
[Xe]
[Ra]
2
10
18
36
54
86
![Page 25: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/25.jpg)
L’ENLLAÇ METÀL·LIC EN ELS ELEMENTS DE TRANSICIÓ
L’enllaç metàl·lic és el resultat de la interacció dels orbitals (n+1)s i nd (bandes s i d)
![Page 26: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/26.jpg)
4 e-
L’ENLLAÇ METÀL·LIC EN ELS ELEMENTS DE TRANSICIÓ
S’observa com dins de cada sèrie el màxim està al centre de la sèrie (màxima ocupació dels orbitals enllaçants)
![Page 27: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/27.jpg)
L’ENLLAÇ METÀL·LIC EN ELS ELEMENTS DE TRANSICIÓ
10 e-
S’observa com dins de cada sèrie el màxim està al centre de la sèrie (màxima ocupació dels orbitals enllaçants)
![Page 28: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/28.jpg)
L’ENLLAÇ METÀL·LIC EN ELS ELEMENTS DE TRANSICIÓ
16 e-
S’observa com dins de cada sèrie el màxim està al centre de la sèrie (màxima ocupació dels orbitals enllaçants)
![Page 29: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/29.jpg)
L’ENLLAÇ METÀL·LIC EN ELS ELEMENTS DE TRANSICIÓ
• La participació dels orbitals d en l’enllaç metàl·lic augmenta les forces de cohesió• Al llarg de la sèrie, els orbitals d es van fent més interns i al final no participen en l’enllaç (Zn, Cd, Hg Punts de fusió molts baixos)• La força de l’enllaç augmenta segons 5d > 4d > 3d (comportament invers al dels elements dels grups principals!)
![Page 30: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/30.jpg)
RADIS ATÒMICS
La contracció lantànida provoca que els radis dels elements de la segona i tercera sèrie siguin molt propers
187
![Page 31: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/31.jpg)
RADIS ATÒMICS
La contracció lantànida provoca que els radis dels elements de la segona i tercera sèrie siguin molt propers
![Page 32: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/32.jpg)
DENSITATS
La contracció lantànida provoca que les densitats més elevades es trobin en els elements de la tercera sèrie de transició
![Page 33: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/33.jpg)
DENSITATS
La contracció lantànida provoca que les densitats més elevades es trobin en els elements de la tercera sèrie de transició
![Page 34: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/34.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 1a SÈRIE (3d)
Grup 3 Sc3+ (d0) únic EO estableGrup 4 Ti4+ (d0) no oxidantGrup 5 V5+ (d0) oxidant febleGrup 6 Cr6+ (d0) oxidant fort
1211109876543
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
![Page 35: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/35.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 1a SÈRIE (3d)
• No s’assoleix l’estat d’oxidació del grup més enllà del grup 8 (Fe)
• FeO42- , MnO4
- , Cr2O72- són oxidants forts que tendeixen a reduir-se
1211109876543
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
![Page 36: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/36.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 1a SÈRIE (3d)
Els cations M+ són poc freqüents i tendeixen a dismutar (existeixen en compostos organometàl·lics o amb enllaços metall-metall)
1211109876543
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
![Page 37: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/37.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 1a SÈRIE (3d)
Els cations [M(H2O)6]2+ són importants i molt estables per Cu2+
(una mica oxidant), Ni2+, Co2+, Fe2+ (una mica reductor) i Mn2+. El Cr2+ és un reductor més fort.
1211109876543
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
![Page 38: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/38.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 1a SÈRIE (3d)
Els cations [M(H2O)6]3+ es coneixen per Sc3+, Ti3+ (reductor), V3+ (reductor), Cr3+ (estable) i Fe3+ (oxidant moderat)
1211109876543
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
![Page 39: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/39.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 2a i 3a SÈRIES (4d, 5d)
Al baixar en un grup, s’observa que els elements de la 2a i 3a sèrie tendeixen a formar compostos més estables en els estats d’oxidació elevatsAl contrari que en els elements dels grups principals!
W
Mo
Cr
6
![Page 40: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/40.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 2a i 3a SÈRIES (4d, 5d)
Al baixar en un grup, s’observa que els elements de la 2a i 3a sèrie tendeixen a formar compostos més estables en els estats d’oxidació elevatsAl contrari que en els elements dels grups principals!
![Page 41: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/41.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 2a i 3a SÈRIES (4d, 5d)
Al baixar en un grup, s’observa que els elements de la 2a i 3a sèrie tendeixen a formar compostos més estables en els estats d’oxidació elevatsAl contrari que en els elements dels grups principals!
![Page 42: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/42.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 2a i 3a SÈRIES (4d, 5d)
La major presència d’estats d’oxidació alts afavoreix la formació de compostos covalents.
OsO4 (p.f. 40 ºC) PtF6 (p.f. 61 ºC)
![Page 43: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/43.jpg)
ESTATS D’OXIDACIÓ 2a i 3a SÈRIES (4d, 5d)
Els cations M2+(aq) i M3+
(aq) són molt importants en la 1a sèrie però molt menys en la 2a i 3a sèrie.
Rh(H2O)62+ , Pd(H2O)4
2+ , Pt(H2O)42+
![Page 44: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/44.jpg)
ÍNDEX DE COORDINACIÓ
• L’índex de coordinació màxim pels elements de la primera sèrie sol ser 6• Els elements de la 2a i 3a sèrie poden adoptar índexs de coordinació més alts
Mo(CN)83- ReH9
2-
![Page 45: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/45.jpg)
COLOR
• Molts compostos amb els elements de transició tenen colors intensos• Això és degut a les transicions entre els orbitals d que deixen de ser degenerats en els complexos
![Page 46: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/46.jpg)
COLOR
• Els orbitals d són degenerats en un àtom aïllat
• Quan es formen complexos deixen de ser degenerats
dx2-y2
M
L L
L L dxy
M
L L
L L
![Page 47: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/47.jpg)
COLOR
dx2-y2
M
L L
L L
dxy
M
L
L L
L
• Els orbitals d són degenerats en un àtom aïllat
• Quan es formen complexos deixen de ser degenerats
dxy, dxz, dyz
dx2-y2, dz2
Ti3+ (d1) Color
Es possible la transició
electrònica
Ti3+ (aq)
![Page 48: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/48.jpg)
COLOR
dx2-y2
M
L L
L L
dxy
M
L
L L
L
• Els orbitals d són degenerats en un àtom aïllat
• Quan es formen complexos deixen de ser degenerats
dxy, dxz, dyz
dx2-y2, dz2
Ti3+ (d1) Color
No és possible la transicióelectrònica
TiO2 (s)
Ti4+ (d0) Incolor
![Page 49: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/49.jpg)
COLOR
dx2-y2
M
L L
L L
dxy
M
L
L L
L
• Els orbitals d són degenerats en un àtom aïllat
• Quan es formen complexos deixen de ser degenerats
dxy, dxz, dyz
dx2-y2, dz2
Ti3+ (d1) Color
És possible la transició
electrònica
Ti4+ (d0) IncolorCu2+ (d9) Color
Cu2+ (aq)
Zn2+ (d10) Incolor
![Page 50: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/50.jpg)
PARAMAGNETISME
• A diferencia dels blocs s i d, elements del bloc d formen moltscompostos paramagnètics
• Dins del bloc d, els compostos paramagnètics són més habituals en els elements de la primera sèrie de transició
3d 4d, 5d
• La separació entre els orbitals d és més gran en els elements de la segona i tercera sèrie respecta als de la primera sèrie de transició
![Page 51: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/51.jpg)
CARACTER NOBLE
• Hi ha un conjunt de metalls del bloc d que són molt resistents a l’oxidació
Aquest comportament es pot relacionar amb:
• elevades energies d’ionització
• enllaços intermetàl·lics forts
![Page 52: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/52.jpg)
CARACTER NOBLE
Mn+(aq) + n e- M(s)
Mn+(g) + n e- M(g)
- ∆H(solv.)
- ∆H(PI)
- ∆H(atom.)
- 528- 280- 728480Ag+ → Ag-190- 109- 494413Na+ → Na
Total (kJ/mol)- ∆H(atom.)- ∆H(PI)- ∆H(solv.)
elevades energies d’ionització
enllaços intermetàl·lics forts
- 234 - 171
![Page 53: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/53.jpg)
OXIDS
• Molts estats d’oxidació
• Caràcter oxidant-reductor varia segons les característiques esmentades anteriorment
oxidant
-
+
![Page 54: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/54.jpg)
OXIDS
• Molts estats d’oxidació
oxidant+-
• Caràcter oxidant-reductor varia segons les característiques esmentades anteriorment
![Page 55: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/55.jpg)
OXIDS
• Molts estats d’oxidació
• Els òxids en EO baixos són bàsics i en EO alts àcids
basics àcids• Caràcter oxidant-reductor varia segons les característiques esmentades anteriorment
![Page 56: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/56.jpg)
OXIDS
Regles de Fajans:• Estat d’oxidació alts afavoreixen estructures covalents• A igualtat en l’estat d’oxidació, si el catió és més petit, més covalent
MO2 Estructura rutil
M2O3 Estructura corindó
MO Estructura NaCl
(M = Ti, V, Cr, Mn, Ru, Os, Rh, Ir)
(M = Ti, V, Cr, Mn, Fe, Rh, Ir)
(M = Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Cd)
![Page 57: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/57.jpg)
HIDROLISI DELS CATIONS. OXOCATIONSL’acidesa dels cations [M(H2O)x]n+ augmenta amb la càrrega del catió
+
+
+
+Na+ O
H
HV 5+ O
H
H
[M(H2O)6]n+ [M(H2O)5(OH)](n-1)+ + H+
[Na(H2O)6]+(aq) [V(H2O)6]5+
(aq) [VO2]+(aq) + 4H+
oxocatió
![Page 58: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/58.jpg)
L’acidesa dels cations [M(H2O)x]n+ augmenta amb la càrrega del catió
+
+
+
+Na+ O
H
HV 5+ O
H
H
[M(H2O)6]n+ [M(H2O)5(OH)](n-1)+ + H+
[Na(H2O)6]+(aq) [V(H2O)6]5+
(aq) [VO2]+(aq) + 4H+
oxocatió
HIDROLISI DELS CATIONS. OXOCATIONS
![Page 59: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/59.jpg)
L’acidesa dels cations [M(H2O)x]n+ augmenta amb la càrrega del catió
+
+
+
+Na+ O
H
HV 5+ O
H
H
[M(H2O)6]n+ [M(H2O)5(OH)](n-1)+ + H+
[Na(H2O)6]+(aq) [V(H2O)6]5+
(aq) [VO2]+(aq) + 4H+
oxocatió
[M(H2O)x]1+
Àcids febles (pKa > 7), solucions lleugerament àcides (5 < pH < 7)[M(H2O)x]2+
[M(H2O)x]3+ Àcids més forts (3 < pKa < 6). Cal afegir un àcid fort per tenir l’aquacatió
[M(H2O)x]n+ Àcids forts. No existeix l’aquacatió(n > 3)
HIDROLISI DELS CATIONS. OXOCATIONS
![Page 60: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/60.jpg)
OXO COMPLEXOS
V(IV) [VO]2+
V(V) [VO2]+
Re pypypypy
O
O
VClClClCl
O 2
![Page 61: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/61.jpg)
OXOANIONS I POLIOXOANIONS
Els òxids àcids dels elements de transició reaccionen amb bases donant lloc a la formació d’oxoanions
CrO3 [Cr2O7]2- 2 [CrO4]2-+ 2[OH]-
- H2O
+ 2[OH]-
- H2O
CrO
OOO O
OCr
O
O O
OCr Cr
O
OOO O
OCr
O OCr
O
OO
Els tetraedres només poden compartir vèrtexs per la repulsióentre les càrregues del àtoms metàl·lics
pH basicpH àcid
![Page 62: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/62.jpg)
OXOANIONS I POLIOXOANIONS
Els òxids àcids dels elements de transició reaccionen amb bases donant lloc a la formació d’oxoanions
CrO3 [Cr2O7]2- 2 [CrO4]2-+ 2[OH]-
- H2O
+ 2[OH]-
- H2OpH basicpH àcid
![Page 63: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/63.jpg)
OXOANIONS I POLIOXOANIONS
Els elements dels grups 5 i 6 tenen un comportament semblant al del crom però formen estructures més complexes perquè la unitat estructural pot ser l’octaedre
MoO3 [Mo6O19]2- 6 [MoO4]2-+ 2[OH]-
- H2O
+ 10[OH]-
- 5H2OpH basicpH àcid
![Page 64: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/64.jpg)
OXOANIONS I POLIOXOANIONS
Els elements dels grups 5 i 6 tenen un comportament semblant al del crom però formen estructures més complexes perquè la unitat estructural pot ser l’octaedre
Isopolioxoanió Heteropolioxoanió
![Page 65: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/65.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Els elements de transició en estats d’oxidació baixos tenen tendencia a formar compostos amb enllaços metall-metall
![Page 66: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/66.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Els elements de transició en estats d’oxidació baixos tenen tendencia a formar compostos amb enllaços metall-metall
Tal i com succeeix amb l’enllaç en els metalls, la força de l’enllaç metall-metall augmenta segons:
3d < 4d <5d
![Page 67: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/67.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Els elements de transició en estats d’oxidació baixos tenen tendencia a formar compostos amb enllaços metall-metall
Cl-, Br-
d (Re-Re) = 224 pm
Reni metàl·lic d (Re-Re) = 275 pm
![Page 68: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/68.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Els elements de transició en estats d’oxidació baixos tenen tendencia a formar compostos amb enllaços metall-metall
Cl-, Br-
d (Re-Re) = 249 pm
Reni metàl·lic d (Re-Re) = 275 pm
![Page 69: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/69.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Els elements de transició en estats d’oxidació baixos tenen tendencia a formar compostos amb enllaços metall-metall
Cl-, Br-
d (Mo-Mo) = 262 pm
Molibdè metàl·lic d (Mo-Mo) = 278 pm
MoCl2 {[Mo6Cl8] 4+ 4Cl-}
![Page 70: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/70.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERS
Hi ha una família important de compostos dinuclears amb estructures molt semblants
M
X
X
X
XX
X
X
X
M
Aquestes estructures són atípiques perquè els enllaços M-X estan eclipsats malgrat que la distància M-M sigui molt petita (això força sovint a una distorsió dels enllaços M-X)
![Page 71: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/71.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERSAquesta disposició eclipsada és necessària per tal de poder donar lloc a la interacció entre els orbitals d que permet la formació d’un enllaç quàdruple M-M
[Re2Cl8]2- ReIII d4 24 = 8 electrons
8 electrons en orb. enllaçants O. E. = 4
![Page 72: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/72.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERSAquesta disposició eclipsada és necessària per tal de poder donar lloc a la interacció entre els orbitals d que permet la formació d’un enllaç quàdruple M-M
[Mo2Ac4] MoII d4 24 = 8 electrons
8 electrons en orb. enllaçants O. E. = 4
![Page 73: Bloc D_v10_1 Diapo Per Pagina](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022032705/55cf925d550346f57b95e457/html5/thumbnails/73.jpg)
ENLLAÇOS METALL-METALL I CLUSTERSAquesta disposició eclipsada és necessària per tal de poder donar lloc a la interacció entre els orbitals d que permet la formació d’un enllaç quàdruple M-M
[Ru2Ac4Cl2]- RuII, RuIII d6, d5 11 elec.
8 elec. orb. enllaçants, 3 elec. orb. antienllaç
CH3
O. E. = (8-3)/2 = 2,5 Paramagnètic !