Metales y Metalurgia Brown_5728649582b8693926b2e7bb427358c5

23.7 Metales de transición 937
1.60
Segunda serie
« Figura 23.22 Variación del radio
atómico de los metales de transición
en función del número de grupo de la
tabla periódica.
Radio atómico (Å)
1.50
1.40
Tercera serie
1.30
Primera serie
1.20
3 4 5 6 7 8 1 2
Grupo B
trones de valencia. En el caso de los grupos 3, 4 y 5 ésta es, en efecto, la tendencia que
se observa. Sin embargo, a medida que el número de electrones d aumenta, no todos
ellos participan en enlaces. Los electrones no enlazantes ejercen efectos de repulsión
que alargan las distancias de enlace, y sus efectos se observan en el máximo que se
presenta en el grupo 7 y en el incremento que se da más allá de los elementos del grupo
8. El radio atómico de enlace es una magnitud empírica que resulta especialmente
difícil de definir con respecto a elementos como los metales de transición, que
existen en diversos estados de oxidación. Con todo, las comparaciones de las variaciones
de una serie con las de otra son válidas.
El bloqueo parcial de la carga nuclear por parte de los electrones adicionales es
un efecto interesante e importante en la tercera serie de metales de transición. En general,
el radio atómico de enlace aumenta al descender por una familia debido a que
crece el número cuántico principal de los electrones de la capa externa. • (Sección
7.3) Sin embargo, más allá del grupo 3 los elementos de la segunda y tercera series
de transición tienen prácticamente el mismo radio atómico de enlace. Por ejemplo,
en el grupo 5 el tantalio tiene prácticamente el mismo radio que el niobio. El origen
de este efecto se encuentra en la serie de los lantánidos (los elementos de número
atómico del 57 al 70), que se localizan entre el Ba y el Lu (Figura 23.21). La ocupación
de los orbitales 4f a lo largo de los elementos lantánidos provoca un aumento constante
de la carga nuclear efectiva, lo cual origina una disminución del radio conocida
como contracción lantánida. Esta contracción compensa justamente el aumento
que sería de esperar al pasar de la segunda a la tercera serie. Por esta razón, los metales
de transición de las series segunda y tercera tienen aproximadamente el mismo
radio a todo lo largo de las series. En consecuencia, los metales de las series segunda
y tercera de un grupo determinado presentan gran semejanza en sus propiedades
químicas. Por ejemplo, las propiedades químicas del circonio y del hafnio son notablemente
parecidas. Siempre se encuentran juntos en la naturaleza, y son muy difíciles
de separar.
Configuraciones electrónicas y estados de oxidación
Los metales de transición deben su ubicación en la tabla periódica a la ocupación de
las subcapas d. Sin embargo, cuando estos metales se oxidan pierden sus electrones
s externos antes de perder electrones de la subcapa d. • (Sección 7.4) Por ejemplo,