Metales de transición (grupos 3–12)

Dónde están: el bloque d

En estos metales, los electrones llenan una subcapa d interna mientras que el orbital s externo suele contener dos electrones, como en el hierro ([Ar] 3d⁶ 4s²). El cromo ([Ar] 3d⁵ 4s¹) y el cobre ([Ar] 3d¹⁰ 4s¹) son excepciones, porque las subcapas d semillenas y llenas son especialmente estables. Al formar iones, los metales pierden primero sus electrones s, por lo que el Fe²⁺ es [Ar] 3d⁶.

Este sitio muestra el lantano, el lutecio, el actinio y el lawrencio junto con los lantánidos y los actínidos. El cinc, el cadmio y el mercurio conservan una subcapa d llena en sus compuestos habituales, por lo que algunos químicos los excluyen, pero la mayoría de las tablas periódicas los incluyen.

Propiedades típicas

La mayoría de los metales de transición son duros, densos y brillantes, con puntos de fusión altos. El wolframio tiene el punto de fusión más alto de todos los metales, 3422 °C, y el osmio es el elemento más denso jamás medido, con 22,59 g/cm³, mientras que el mercurio es un líquido que se funde a −39 °C. Como sus electrones d pueden participar en el enlace, la mayoría tiene varios estados de oxidación: el hierro forma Fe²⁺ y Fe³⁺, y el manganeso llega a +7 en el ion permanganato, MnO₄⁻. Sus compuestos suelen ser coloreados, como el sulfato de cobre(II) azul, y el hierro, el cobalto y el níquel son ferromagnéticos.

Tendencias y reacciones típicas

Las tendencias son más suaves que en los grupos principales, porque los electrones adicionales se colocan en una subcapa interna y el tamaño atómico cambia poco a lo largo de un período. La contracción lantánida hace que los metales del período 6 tengan casi el mismo tamaño que los del período 5, por lo que el circonio y el hafnio son difíciles de separar.

Un metal más reactivo desplaza a otro menos reactivo de una disolución: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu. El cinc reacciona con ácidos diluidos (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂), pero el cobre, la plata y el oro no. Muchos metales de transición son catalizadores: el hierro acelera el proceso Haber para obtener amoníaco, y el platino, el paladio y el rodio depuran los gases de escape de los automóviles en los catalizadores.

Usos cotidianos

El hierro, sobre todo en forma de acero, es el metal más utilizado, y el cromo y el níquel lo hacen inoxidable. El cobre conduce la electricidad en los cables, el titanio se usa en aviones y en prótesis de cadera, el cinc protege el acero del óxido, y el oro, la plata y el platino se emplean en joyería y electrónica.

Del rutherfordio al hassio son radiactivos y solo se han producido unos pocos átomos cada vez. Del meitnerio al copernicio (109–112) también se espera que sean metales de transición, pero sus propiedades no se han medido, por lo que este sitio los incluye como desconocidos.