22.2 Quais são os elementos classificados como metais de transição neste capítulo e que deveriam ser excluídos destes elementos, se o metais de transição tivessem sido definidos como (a) aqueles elementos cujos átomos isolados possuem subníveis d parcialmente preenchidos, (b) aqueles elementos cujos átomos tem subníveis d parcialmente preenchidos tanto isolados como associados no composto?

Passo 1

O enunciado trata da classificação dos metais de transição (os elementos do bloco d, grupos 3 a 12) e pergunta quais desses deveriam ser retirados dessa classe se adotarmos duas definições diferentes:
(a) metais de transição são aqueles cujos átomos isolados têm subníveis d parcialmente preenchidos;
(b) metais de transição são aqueles cujos átomos têm subníveis d parcialmente preenchidos tanto no estado isolado quanto no composto (isto é, no seu estado habitual de oxidação).

Passo 2

Para (a), listamos todos os elementos dos grupos 3 12 e verificamos a configuração eletrônica do átomo isolado. Excluem-se aqueles cuja subcamada d esteja completamente vazia ( d^{0}) ou completamente cheia ( d^{1} ^{0}).
  • Grupo 3 a 10: todos têm 1<=n< 10 elétrons em d, exceto
  • Grupo 11: Cu, Ag, Au \to configuração atômica \ldots d^{10}s^1, d^{i} ^{0}
  • Grupo 12: Zn, Cd, Hg \to configuração atômica \ldots d^{10}s^2, d^{i} ^{0}
    Logo, em (a) devem ser excluídos
\text{Cu,\;Ag,\;Au,\;Zn,\;Cd,\;Hg.}

Passo 3

Para (b), exigimos que o elemento tenha subnível d parcialmente preenchido no átomo isolado e também no estado de oxidação habitual (isto é, no cátion ou na forma composta mais estável). Excluem-se portanto:
1. Elementos cujo átomo isolado não tem d parcial:
\text{Cu,\;Ag,\;Au,\;Zn,\;Cd,\;Hg}
2. Elementos cujo átomo isolado tem d parcial, mas no composto caem em d^{0} (ou em d^{1} ^{0} em cátions estáveis):
  • Sc ( \mathrm{Sc}^3+ é d^{0})
  • Y ( \mathrm{Y}^3+ é d^{0})
    Não há outros casos de d^{0} ou d^{1} ^{0} exclusivos nos compostos principais dos demais d-bloque.
    Logo, em (b) devem ser excluídos
\text{Sc,\;Y,\;Cu,\;Ag,\;Au,\;Zn,\;Cd,\;Hg.}

Resposta

(a) Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg
(b) Sc, Y, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg

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