Como as seguintes propriedades variam nos elementos de transição:
c) estabilidade dos diferentes estados de oxidação
c) estabilidade dos diferentes estados de oxidação
Passo 1
O enunciado pede para entendermos como varia, nos elementos de transição, a estabilidade dos seus diferentes estados de oxidação. O conteúdo envolve configurarões eletrônicas
, energia de ionização e efeitos cristalinos (CFSE), que explicam por que certos estados de oxidação são mais favorecidos que outros ao longo de uma série ou de um grupo.
Passo 2
Para avaliar a estabilidade de um estado de oxidação
de um elemento de transição, comparamos a energia de formação do íon metálico
com a energia de ligação aos ligantes ou ao meio (água, óxidos, etc.). Fatores principais:
- A configuração eletrônica em nível
(CFSE): estados , , podem ter maior estabilidade devido a arranjos eletrônicos especialmente favorecidos. - Energia de primeira, segunda … ionização: quanto maior o número de elétrons já removidos, maior a energia necessária para remover mais um, tornando estados de oxidação muito altos menos estáveis.
- Efeito de pareamento e repulsões eletrônicas: conforme se remove elétrons dos orbitais
, a CFSE varia e pode favorecer ou desfavorecer um dado estado.
Passo 3
Tendência ao longo de um mesmo período (por exemplo série
):
– Próximos do início (Ti, V) os estados baixos ,
são mais estáveis, pois poucos elétrons
foram removidos.
– No meio da série (Cr, Mn) aparecem estados de oxidação altos ( em Cr,
em Mn) favorecidos pela CFSE e pela forte eletronegatividade dos ligantes oxigenados; esses estados “máximos” são os menos estáveis na prática (fortes oxidantes), mas são bem conhecidos em compostos de oxigênio.
– No final da série (Fe a Zn) a estabilidade de estados altos cai e predomina o estado (e às vezes
em Fe), porque remover elétrons adicionais custa muita energia.
– Próximos do início (Ti, V) os estados baixos
– No meio da série (Cr, Mn) aparecem estados de oxidação altos (
– No final da série (Fe a Zn) a estabilidade de estados altos cai e predomina o estado
Passo 4
Tendência em um mesmo grupo (da série
para
e
):
– O chamado “efeito par inerte” torna menos estáveis os estados de oxidação mais altos nos elementos mais pesados; assim, por exemplo, o ponto máximo de oxidação de Mn é , mas em Tc e Re esse máximo decresce em compostos estáveis, e em Pt já se estabiliza em
ou
.
– Estados baixos , às vezes
tornam-se relativamente mais acostumados à medida que se desce no grupo, pela maior energia de ionização adicional necessária para estados altos.
– O chamado “efeito par inerte” torna menos estáveis os estados de oxidação mais altos nos elementos mais pesados; assim, por exemplo, o ponto máximo de oxidação de Mn é
– Estados baixos
Resposta
De modo geral, nos elementos de transição em um mesmo período a estabilidade de estados de oxidação cresce dos baixos
,
até um máximo no meio da série (Cr:
; Mn:
) e depois decresce, voltando a favorecer estados baixos
,
. Em um mesmo grupo, à medida que subimos nas séries
, os estados de oxidação máximos perdem estabilidade (efeito par inerte) e os estados baixos
, por vezes
tornam-se os mais comuns.