Grupos 3–12 — o bloco d e a maioria dos metais que já tocou

Metais de transição

Ferro, cobre, ouro, prata, titânio, crómio, níquel, zinco. Os trinta e oito elementos do bloco d são duros, densos, têm pontos de fusão elevados, são condutores e — de forma única — capazes de formar iões com várias cargas diferentes. Essa flexibilidade explica por que catalisam, por que dão cor e por que são magnéticos.

Membros
38
Grupo
3–12
Configuração
(n−1)d¹⁻¹⁰ ns¹⁻²
Radioativo
10

Destacado na tabela periódica

Cada membro

Os 38 Metais de transição

21 Sc Escândio 44.956 u Um metal próximo das terras-raras que torna as ligas de alumínio muito mais fortes, a um preço que o mantém exótico. Sólido 22 Ti Titânio 47.867 u Tão forte quanto o aço, 45% mais leve e imune à água do mar — o metal de implantes, jatos e submersíveis de grande profundidade. Sólido 23 V Vanádio 50.942 u Um metal de transição que assume quatro cores diferentes em solução, dependendo do seu estado de oxidação. Sólido 24 Cr Crómio 51.996 u O elemento que dá brilho ao crómio e o "inoxidável" ao aço inoxidável. Sólido 25 Mn Manganés 54.938 u Essencial em pequenas quantidades, quebradiço em grandes quantidades e a razão pela qual o seu aço não se despedaça no frio. Sólido 26 Fe Ferro 55.845 u O elemento mais comum na Terra em massa, o ponto final da fusão estelar e o metal que deu nome a uma era. Sólido 27 Co Cobalto 58.933 u O azul dos vitrais medievais e da porcelana Ming, e metade dos ímanes que mantêm os discos rígidos unidos. Sólido 28 Ni Níquel 58.693 u Resistente, resistente à corrosão e magnético — e o segundo maior componente do aço inoxidável. Sólido 29 Cu Cobre 63.546 u O primeiro metal que os humanos fundiram e ainda hoje o sistema nervoso do mundo eletrificado. Sólido 30 Zn Zinco 65.38 u O metal sacrificial: o zinco corrói para que o aço que ele reveste não corroa. Sólido 39 Y Ítrio 88.906 u Uma “terra rara” que, na verdade, não é rara, e a razão pela qual a tela do seu telefone brilha com as cores certas. Sólido 40 Zr Zircónio 91.224 u Praticamente transparente aos neutrões, e por isso reveste as barras de combustível de quase todos os reatores nucleares. Sólido 41 Nb Nióbio 92.906 u Um metal supercondutor que conduz a corrente em todos os ímãs de aparelhos de ressonância magnética do planeta. Sólido 42 Mo Molibdénio 95.95 u O metal refratário essencial: o molibdénio mantém sua resistência em temperaturas que amolecem quase todo o resto. Sólido 43 Tc Tecnécio 98 u O primeiro elemento produzido por seres humanos em vez de encontrado — e o mais leve sem nenhum isótopo estável. Radioativo sintético Sólido 44 Ru Ruténio 101.07 u Um metal do grupo da platina que endurece seus vizinhos e catalisa a síntese de amônia. Sólido 45 Rh Ródio 102.906 u O metal precioso mais caro do planeta por peso, e a razão pela qual o escapamento do seu carro não é tóxico. Sólido 46 Pd Paládio 106.42 u O metal que absorve hidrogênio como uma esponja — até 900 vezes seu próprio volume. Sólido 47 Ag Prata 107.868 u O melhor condutor elétrico e térmico de qualquer elemento, além de um antimicrobiano conhecido desde a Antiguidade. Sólido 48 Cd Cádmio 112.414 u Um metal macio e tóxico que deu ao mundo as células recarregáveis de NiCd e o amarelo brilhante das tintas antigas. Sólido 72 Hf Háfnio 178.49 u Quimicamente quase idêntico ao zircónio, mas seu oposto exato em um reator — ele absorve neutrões. Sólido 73 Ta Tântalo 180.948 u Um metal que resiste a quase todos os ácidos e é biocompatível o bastante para implantes cirúrgicos. Sólido 74 W Tungsténio 183.84 u O maior ponto de fusão entre todos os metais — 3.422 graus C — e o filamento da era das lâmpadas incandescentes. Sólido 75 Re Rénio 186.207 u Um dos elementos mais raros da crosta terrestre e o metal que permite às turbinas de jato operar em temperaturas mais altas. Sólido 76 Os Ósmio 190.23 u O elemento natural mais denso: um litro de ósmio pesa 22,6 kg. Sólido 77 Ir Irídio 192.217 u O metal mais resistente à corrosão conhecido e a assinatura do asteroide que extinguiu os dinossauros. Sólido 78 Pt Platina 195.084 u O metal catalisador: a platina faz acontecer reações que, de outra forma, exigiriam condições impossíveis. Sólido 79 Au Ouro 196.967 u Quimicamente quase inerte, infinitamente dúctil e valorizado por todas as civilizações que já o encontraram. Sólido 80 Hg Mercúrio 200.592 u O único metal líquido à temperatura ambiente — e uma potente neurotoxina. Líquido 104 Rf Rutherfórdio 267 u O primeiro transactinídeo — e quimicamente um primo mais pesado do háfnio, não um actinídeo de forma alguma. Radioativo sintético Sólido 105 Db Dúbnio 268 u Nomeado em homenagem a Dubna, a cidade russa onde grande parte da química dos elementos superpesados foi desenvolvida. Radioativo sintético Sólido 106 Sg Seabórgio 271 u Nomeado em homenagem a Glenn Seaborg enquanto ele ainda estava vivo — uma novidade para a tabela periódica. Radioativo sintético Sólido 107 Bh Bóhrio 272 u Um elemento superpesado cuja química, testada um átomo de cada vez, comporta-se conforme o previsto para o grupo 7. Radioativo sintético Sólido 108 Hs Hássio 270 u O elemento mais pesado cujas propriedades químicas foram confirmadas experimentalmente. Radioativo sintético Sólido 109 Mt Meitnério 276 u Nomeado em homenagem a Lise Meitner, que explicou a fissão nuclear, mas foi excluída do Prêmio Nobel. Radioativo sintético Sólido 110 Ds Darmstácio 281 u Criado em Darmstadt em 1994 pela fusão de núcleos de níquel e chumbo. Radioativo sintético Sólido 111 Rg Roentgénio 280 u Nomeado em homenagem ao descobridor dos raios X e previsto para ser quimicamente semelhante ao ouro. Radioativo sintético Sólido 112 Cn Copernício 285 u Previsto para ser um líquido volátil — um metal que se comporta quase como um gás nobre. Radioativo sintético Líquido

O que os define

Três coisas que caracterizam Metais de transição

01

Um subnível d parcialmente preenchido

A característica definidora. Como os orbitais d têm energia próxima à do orbital s externo, os metais de transição podem perder um número variável de elétrons — o ferro perde dois ou três, e o manganés, de dois a sete. Cada estado de carga corresponde a uma química diferente.

02

A cor vem da separação dos orbitais d

Cerque um íon de metal de transição com ligantes e seus cinco orbitais d se dividirão em grupos de energia ligeiramente diferente. A luz visível promove eletrões através dessa diferença, e a cor que você vê é o que sobra. É por isso que o sulfato de cobre é azul, os rubis são vermelhos e o mesmo elemento pode produzir várias cores diferentes.

03

Catálise e magnetismo

As camadas d parcialmente preenchidas formam excelentes parceiros de ligação temporários — a base da catálise industrial, desde a síntese de amoníaco com ferro até aos conversores catalíticos com platina. Os mesmos eletrões d desemparelhados conferem ao ferro, ao cobalto e ao níquel o seu ferromagnetismo.

Tendências periódicas

Como variam ao longo da família

Ao longo de uma linha, o raio atómico muda muito pouco — os protões adicionados puxam para dentro, enquanto os eletrões d adicionados fazem blindagem para fora, cancelando-se aproximadamente. As densidades e os pontos de fusão atingem o máximo no meio de cada linha, onde está disponível o maior número de eletrões para a ligação metálica: o tungsténio funde a 3,695 K, a temperatura mais alta entre todos os metais.

No mundo

Para que são usados

Ferro

Aço — de longe o metal mais utilizado e a base estrutural do mundo industrial.

Cobre

Fiação elétrica, canalização e os circuitos impressos de todos os dispositivos que possui. É o segundo melhor condutor, atrás apenas da Prata, e muito mais barato.

Titânio

Aplicações aeroespaciais, equipamentos marítimos e implantes médicos: tão resistente quanto o aço, 45% mais leve e, na prática, imune à água do mar e aos fluidos corporais.

Crómio e níquel

Juntos, eles formam aço inoxidável. O crómio forma uma camada de óxido invisível e autorregenerativa; o níquel acrescenta tenacidade e resistência à corrosão.

Grupo da platina

Catálise. Platina, paládio e ródio limpam os gases de escape dos veículos; o ródio é periodicamente o metal mais caro da Terra.

Ouro e prata

Moeda, joias e — como o ouro nunca corrói — revestimento de contatos em componentes eletrônicos de alta confiabilidade.

Manuseio

Segurança

Extremamente variados. Ferro, Zinco, Cobre, Cobalto, Manganés, Molibdénio e Crómio(III) são nutrientes essenciais em pequenas quantidades; o Crómio(VI) é um potente carcinogénio. O Cádmio e o Mercúrio são venenos cumulativos. O Níquel é o alergénio de contacto mais comum do mundo. Pós metálicos finos de muitos metais de transição são pirofóricos.

Vale a pena saber

  • O tecnécio (43) foi o primeiro elemento produzido em vez de encontrado e continua sendo o mais leve sem um isótopo estável.
  • O Mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente — uma consequência dos efeitos relativísticos sobre os seus eletrões 6s.
  • Todo o ouro já extraído caberia num cubo com cerca de 22 metros de lado.

Perguntas frequentes

Sobre os Metais de transição

O que faz de um elemento um metal de transição?

A definição estrita da IUPAC é um elemento cujos átomos têm uma subcamada d parcialmente preenchida ou que pode formar um cátion com uma. Isso exclui tecnicamente o zinco, o cádmio e o mercúrio, cujas camadas d estão sempre completas — mas eles ficam no bloco d e quase sempre são ensinados junto com o grupo. Este site segue a convenção comum e os inclui.

Por que os metais de transição formam compostos coloridos?

Porque seus orbitais d são divididos em energias ligeiramente diferentes pelos ligantes ao redor, e a lacuna coincide com as energias dos fótons de luz visível. Um eletrão absorve um fóton para saltar a lacuna; você vê a cor complementar. Os compostos de zinco são incolores precisamente porque a camada d do zinco está completa, não deixando nenhuma lacuna para atravessar.

Por que são muito mais densos que os metais dos grupos 1 e 2?

Há mais eletrões disponíveis por átomo para a ligação metálica — até uma dúzia —, por isso os átomos se atraem muito mais fortemente. Essa mesma ligação forte confere-lhes os seus altos pontos de fusão e dureza. O Ósmio, no meio da linha 6, é o elemento mais denso que existe, com 22.6 g/cm³.

Continue

As outras nove famílias

6 Metais alcalinos Li Na K Rb Cs Fr 6 Metais alcalinoterrosos Be Mg Ca Sr Ba Ra 12 Metais pós-transição Al Ga In Sn Tl Pb Bi 7 Metaloides B Si Ge As Sb Te At 7 Não metais H C N O P S Se 5 Halogéneos F Cl Br I Ts 7 Gases nobres He Ne Ar Kr Xe Rn Og 15 Lantanídeos La Ce Pr Nd Pm Sm Eu 15 Actinídeos Ac Th Pa U Np Pu Am