Por que os elementos químicos ao centro do bloco
podem se ligar a mais átomos de
do que os elementos químicos nas duas extremidades desse bloco?
Passo 1
O enunciado pergunta por que os elementos do centro do bloco d conseguem se ligar a mais átomos de oxigênio (
) do que os elementos que estão nas extremidades desse mesmo bloco. O conteúdo aqui é a relação entre configuração eletrônica dos metais de transição, seu estado de oxidação máximo e a estequiometria de seus óxidos. Vamos precisar entender como o número de elétrons de valência (orbitais
e
) determina o estado de oxidação máximo e, daí, o número de oxigênios que podem se ligar.
Passo 2
Cada átomo de oxigênio na forma
“recebe” dois elétrons. Se um metal
atinge estado de oxidação máximo
, ele perde
elétrons. Num óxido binário genérico
a neutralidade exige
Para muitos óxidos o metal aparece isolado (
) e assim
, ou, quando
é ímpar, escreve-se por exemplo
, em que
. O ponto principal é: quanto maior
, mais átomos de oxigênio serão necessários para acomodar os elétrons cedidos.
Passo 3
No bloco d, o estado de oxidação máximo teórico coincide com o número total de elétrons de valência nos orbitais
mais
. Esse número aumenta progressivamente desde a
coluna (Sc, estado máximo
) até a
coluna (Mn, estado máximo
), e depois diminui até o fim do bloco (Zn, estado máximo
). Portanto, o valor de
atinge seu auge no centro do bloco (grupo 7) e cai nas extremidades.
Passo 4
Nas extremidades do bloco d:
– À esquerda (Sc, Ti) há poucos elétrons em , logo
é pequeno (
em Sc,
em Ti).
– À direita (Cu, Zn) o subnível está quase ou totalmente preenchido, dificultando a remoção de muitos elétrons (Cu chega a
ou
em casos raros, Zn só faz
).
– À esquerda (Sc, Ti) há poucos elétrons em
– À direita (Cu, Zn) o subnível
No centro (V, Cr, Mn) existem vários elétrons não emparelhados em
e em
, permitindo estados de oxidação altos (
,
,
).
Passo 5
Como o número de oxigênios ligados cresce com o estado de oxidação
, os metais centrais do bloco d formam óxidos mais oxigenados. Por exemplo:
enquanto
Isso ilustra que o centro do bloco d, com p mais alto, “precisa” de mais oxigênios para neutralizar a carga positiva.
Resposta
Os elementos centrais do bloco d atingem estados de oxidação máximos maiores porque possuem mais elétrons disponíveis em
e
para ceder. Como cada átomo de oxigênio demanda dois elétrons, um estado de oxidação maior significa que mais átomos de O serão necessários para formar o óxido neutro. Nas extremidades, ou há poucos elétrons de valência (lado esquerdo) ou o subnível
está cheio e inerte (lado direito), limitando o número de oxigênios ligados.