Como as seguintes propriedades variam nos elementos de transição:
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 d^n, 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 m de um elemento de transição, comparamos a energia de formação do íon metálico \text{M}^{m+} com a energia de ligação aos ligantes ou ao meio (água, óxidos, etc.). Fatores principais:
  1. A configuração eletrônica em nível d (CFSE): estados d^0, d^5, d^{10} podem ter maior estabilidade devido a arranjos eletrônicos especialmente favorecidos.
  2. 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.
  3. Efeito de pareamento e repulsões eletrônicas: conforme se remove elétrons dos orbitais d, a CFSE varia e pode favorecer ou desfavorecer um dado estado.

Passo 3

Tendência ao longo de um mesmo período (por exemplo série 3d):
– Próximos do início (Ti, V) os estados baixos \,+2, \,+3 são mais estáveis, pois poucos elétrons d foram removidos.
– No meio da série (Cr, Mn) aparecem estados de oxidação altos ( \,+6 em Cr, \,+7 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 \,+2 (e às vezes \,+3 em Fe), porque remover elétrons adicionais custa muita energia.

Passo 4

Tendência em um mesmo grupo (da série 3d para 4d e 5d):
– 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 +7, mas em Tc e Re esse máximo decresce em compostos estáveis, e em Pt já se estabiliza em \,+4 ou \,+2.
– Estados baixos +2, às vezes +1 tornam-se relativamente mais acostumados à medida que se desce no grupo, pela maior energia de ionização adicional necessária para estados altos.

Resposta

De modo geral, nos elementos de transição em um mesmo período a estabilidade de estados de oxidação cresce dos baixos +2, +3 até um máximo no meio da série (Cr: +6; Mn: +7) e depois decresce, voltando a favorecer estados baixos +2, +3. Em um mesmo grupo, à medida que subimos nas séries 3d\to4d\to5d, os estados de oxidação máximos perdem estabilidade (efeito par inerte) e os estados baixos +2, por vezes +1 tornam-se os mais comuns.

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