1. Explique o que são elementos de transição e elementos de transição interna (lantanídeos e actinídeos), destacando suas características e aplicações.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o que são elementos de transição (bloco d) e elementos de transição interna (lantanídeos e actinídeos, bloco f), destacando suas principais características (configuração eletrônica, estados de oxidação, propriedades físico-químicas) e aplicações típicas. Para isso vamos usar conceitos de configuração eletrônica na tabela periódica, propriedades de complexos metálicos, magnetismo e usos tecnológicos.

Passo 2

Definição de elementos de transição
Elementos de transição são aqueles do bloco d da tabela periódica, ou seja, do grupo 3 ao 12, cuja forma elementar ou algum dos seus íons apresenta elétrons no subnível d incompletamente preenchido. A configuração eletrônica geral é
(n-1)d^110ns^02,
onde n é o número quântico principal da camada externa. Exemplos:
  • Sc: [rm Ar],3d^14s^2
  • Fe: [rm Ar],3d^64s^2
  • Cu: [rm Ar],3d^104s^1

Passo 3

Principais características dos elementos de transição
1. Múltiplos estados de oxidação próximos uns dos outros (por exemplo, ferro: Fe^2+ e Fe^3+).
2. Formam complexos coloridos devido a transições eletrônicas d- d.
3. Tendem a ser bons condutores de calor e eletricidade e apresentam propriedades magnéticas (dia-, paramagnetismo ou ferromagnetismo).
4. Atuam como catalisadores em muitas reações (p.ex. Pt em reforming, Fe no processo Haber).

Passo 4

Definição de elementos de transição interna
Elementos de transição interna são os dois grupos de metais do bloco f, inseridos abaixo da tabela principal:
  • Lantanídeos (número atômico 57 71), com elétrons no subnível 4f. Configuração típica: (n-2)f^114(n-1)d^01ns^2
  • Actinídeos (número atômico 89 103), com elétrons no subnível 5f. Configuração típica: (n-2)f^114(n-1)d^02ns^2

Passo 5

Principais características dos lantanídeos e actinídeos
  • Apresentam forte contração dos raios iônicos ao longo da série (contração dos lantanídeos), afetando química e tamanhos atômicos.
  • Lantanídeos são quase todos trivalentes ( Ln^3+), paramagnéticos e usados em materiais magnéticos e phosphorescentes.
  • Actinídeos exibem mais complexidade de estados de oxidação ( U^3+ a U^6+), radioatividade e aplicações nucleares.

Passo 6

Aplicações típicas
  • Elementos de transição:
    bul<=t Fe, Ni, Co em ligas e ímãs permanentes;
    bul<=t Pt, Pd como catalisadores em refinarias;
    bul<=t Cu em fiação elétrica e tubulações.
  • Lantanídeos:
    bul<=t Nd em ímãs de alta energia (ímãs de neodímio-ferro-boro);
    bul<=t Eu, Tb em fósforos para tela de TV e LED.
  • Actinídeos:
    bul<=t U e Pu como combustíveis e armas nucleares;
    bul<=t Am em detectores de fumaça.

Resposta

Elementos de transição são metais do bloco d com subnível d parcialmente preenchido em pelo menos um estado de oxidação, exibindo múltiplos estados redox, cores de complexos, propriedades magnéticas e funcionam como catalisadores. Elementos de transição interna (lantanídeos e actinídeos) fazem parte do bloco f, têm elétrons em orbitais 4f ou 5f, apresentam contração de raio iônico, múltiplos estados de oxidação (mais complexos nos actinídeos) e são usados em ímãs permanentes, fósforos, combustíveis nucleares e detectores de fumaça.

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