TEMA IV - Elementos de Transicao (Eng 2020) (1)

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Elementos de transição
(Elementos do bloco d)
1
Elementos da Tabela Periódica
2
Elementos de transição - bloco d
Ü Entre os blocos s e p (com propriedades intermédias)
Ü Compreendem 3 períodos de 10 elementos cada
Ü Organizados por grupos de 3 - 4 elementos
Ü 1° elemento designa o grupo
Ü Preenchem o subnível d
Ü Grupo do Zn tem d10
ð mostra algumas diferenças de comportamento
Ü Elevado carácter metálico
ð bons condutores de calor e electricidade
Ü Altamente reactivos
Ü Formam ligas metálicas 3
Ü Tamanho diminui da esquerda para a direita:
ð electrões d protegem menos os electrões externos 
da carga nuclear e a redução é maior
ð densidade anormalmente elevada (> 5 g/ml)
Ü Energias de ionização entre elementos s e p
Ü PF e PE anormalmente elevados: Tfusão>1000 °C 
[Tfusão(Li) = 181 °C, Tfusão(Cs) = 29 °C]
Ü Tendem a comportar-se como metais não-reactivos 
ou nobres (Pt e Au)
4
Elementos de transição - bloco d
Ü Compostos normalmente coloridos: 
ð absorvem luz visível (transições d-d)
ð ião central com configuração d0 ou d10: composto 
sem côr característica
Ü Propriedades magnéticas: 
ð paramagnético (Fe)
ð diamagnético (Co)
ð ferromagnético (Ni)
5
Elementos de transição - bloco d
6
Compostos de elementos de transição
Ü Propriedades de catalizador: 
ð formam compostos intermédios instáveis ou 
fornecem superfície adequada para ocorrência da 
reacção
Ex: Fe/Mo na produção de amoníaco
Ex: Pt/PtO em reacções de redução
Ex: Pt ou V2O5 na conversão de SO2 em SO3
7
Elementos de transição - bloco d
NOX vs configuração electrónica
8
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
d1s2 d2s2 d3s2 d4s2
d5s1
d5s2 d6s2 d7s2 d8s2 d9s2
d10s1
d10s2
II
III
II
III
IV
II
III
IV
V
I
II
III
IV
V
VI
II
III
IV
V
VI
VII
II
III
IV
V
VI
II
III
IV
V
II
III
IV
I
II
III
II
• Diagrama de 
Frost para os 
elementos do 
periodo 3d
9
Elementos de transição - bloco d
ÜA ampla faixa de
estados de oxidação
induz à uma química
rica e interessante
10
Multiplicidade de estados de oxidação
Ü Formam compostos complexos
ð iões pequenos de carga elevada com orbitais d vazias
para acomodar pares de electrões
Ü Formam compostos não-estequiométricos
ð defeitos na estrutura dos sólidos. Especialmente com
elementos do Grupo VI A (O, S, Se e Te )
Ü Abundância relativa
ð elementos Z par mais abundantes que os ímpares
ð elementos das segundas e terceiras séries menos
abundantes
11
Elementos de transição - bloco d
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ES?
QUESTÕES?
QUESTÕES?
III Grupo B: Sc, Y, La e Ac
13
Elemento
Estrutura 
electrónica
Estado de 
oxidação
Sc [Ar] 3d1 4s2 III
Y [Kr] 4d1 5s2 III
La [Xe] 5d1 6s2 III
Ac [Rn] 6d1 7s2 III
Grupo III B: Sc, Y, La e Ac
14
Ü Metais obtidos por redução de cloretos ou fluoretos
com cálcio
MX3 + Ca → M + CaX2
Ü Compostos M3+ (NOX +3) incolores e diamagnéticos
Ü Apesar de formar M3+ têm pouca tendência para
formar complexos
Ü Reagem com o oxigénio formando M2O3
Ü Reagem lentamente com água fria e de forma vigorosa
ao aquecer
La + H2O → La(OH)3 → LaO.OH
Grupo III B : Sc, Y, La e Ac
15
Ü Reagem directamente com halogénios
2 M + 3 X2 → 2 MX3
Ü Fluoretos são insolúveis e restantes solúveis como
CaCl2
Ü Sais têm comportamento semelhante aos sais de
cálcio:
ð formam fluoretos, carbonatos, fosfatos e oxalatos
insolúveis
Grupo III B: Sc, Y, La e Ac
16
Ü Cloretos formam sais hidratados quando preparados
em solução aquosa
ScCl3.H2O Sc2O3 + HCl
YCl3.H2O YOCl + HCl
LaCl3.H2O LaOCl + HCl
Ü Reagem com H2 formando compostos não-
estequiométricos (MH<3)
Ü Hidretos reagem com água libertando
hidrogénio
MH3 + H2O → H2 + M(OH)3
¾®¾D
¾®¾D
¾®¾D
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo IV B: Ti, Zr e Hf
Ü Ti - 9º elemento mais abundante
ð rutilo (TiO2) e ilmenite (FeTiO3)
Ü Zr - ZrSiO4 e ZrO2
Ü Hf - aparece em minerais de Zr
18
Elemento
Estrutura 
electrónica
Estados de 
oxidação
Ti [Ar] 3d2 4s2 (-I) (0) (II) III IV
Zr [Kr] 4d2 5s2 (0) (II) III IV
Hf [Xe] 5d2 6s2 III IV
Ü Ti é um metal muito duro, bom condutor, mais
resistente à corrosão que o aço inoxidável mas mais
leve. É obtido por redução:
a) Processo de Kroll: redução numa atmosfera de árgon
Mg + TiCl4 MgCl2 + Ti
b) Redução do TiCl4 pelo sódio em árgon
c) Método de van Arkel:
Ti(impuro) + I2 TiI4 Ti + I2
c) Electrólise em atmosfera inerte: TiCl3 ou K2[TiCl6]
misturados com NaCl ou KCl
19
Grupo IV B: Ti, Zr e Hf
¾¾ ®¾ C
o800
¾¾¾ ®¾ - C
o25050 ¾¾ ®¾ C
o1400
Ü +IV - NOX mais estável
Þ Eion(M4+) muito elevada e compostos formados são, 
no geral, covalentes
Ü Estado +IV tem configuração d0
Þ diamagnéticos e sem coloracão típica
Ü Estado +III - redutor. Só tem 1 transição d-d
Ü Estado +II - redutor forte
Ü Metais não-reactivos ou passivos à baixa 
temperatura, por formação de filme protector na 
superfície
Ü Muito reactivos à temperatura > 600°C
20
Grupo IV B: Ti, Zr e Hf
21
Grupo IV B: Ti, Zr e Hf
ÜFormam directamente MO2, MX4, MHn, MNn e MCn
ÜNão são atacados por ácidos à temp. ambiente mas 
reagem à quente, especialmente com o HF
Ti + 6HF → H2[TiF6] + 2H2
ÜÓxidos, MO2, insolúveis em água e refractários 
ÜTiO2 usado na cerâmica e como pigmento branco (não-
tóxico)
ÜTiO2 anfotérico mas ZrO2 e HfO2 básicos
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo V B: V, Nb e Ta
• Pode-se deduzir propriedades oxidantes/redutoras a 
partir da configuração electrónica?
23
Elemento Estrutura electrónica Estados de oxidação
V [Ar] 3d3 4s2 [-I, 0, I ] II III IV V
Nb [Kr] 4d3 5s2 [-I] II III IV V
Ta [Xe] 4f14 5d3 6s2 [-I] II III IV V
Ü V é o 10° elemento mais abundante. É duro e
resistente à corrosão
Ü V forma ligas com o Fe
Ü V2O5 e V são catalizadores
Ü V aparece como produto secundário em minérios
de chumbo [PbCl2.3Pb(VO4)2] ou urânio
[K2(UO2)2(VO4)2.3H2O], e no petróleo (da Venezuela
e Canadá)
Ü Durante o processamento: Vanadatos → V2O5
24
Grupo V B: V, Nb e Ta
Ü V2O5 é usado maioritariamente
V2O5 + Fe (ou Fe2O3) Liga Fe-V
Liga Fe-V usada na produção de elementos de corte de 
alta precisão
Ü Obtenção do metal:
VCl5 + H2 (ou Mg) → V
V2O5 + Ca → V
Electrólise de halogenetos de vanádio fundidos
25
Grupo V B: V, Nb e Ta
Ü Catálise: V substitui platina por ser mais barato e
menos sensível ao envenenamento por impurezas
Ü Na química orgânica catalisa uma série de reacções
de oxidação (V ou Cu/V)
SO2 SO3
Ü Nb e Ta ocorrem na piroclorite (CaNaNb2O6F),
columbite [(Fe,Mn)Nb2O6] e tantalite [(Fe,Mn)Ta2O6]
Ü Contudo, mais de metade do Ta é obtido como
produto secundário na extracção do Sn
¾¾®¾ 52OV
26
Grupo V B: V, Nb e Ta
Ü Nb é usado na produção de ligas (recipientes para
combustíveis, em reactores nucleares)
Ü Ta é usado na produção de placas e na reparação de
fracturas no organismo
Ü V, Nb e Ta são metais de cor prateada e elevados PF
(1915°C, 2468°C e 2980°C, respectivamente)
ð são resistentes à corrosão (como resultado de
camada de óxido formada na superfície)
Ü À temp. ambiente não reagem com ar, água e ácidos,
com excepção de HF (formam complexos)
27
Grupo V B: V, Nb e Ta
Ü À temp elevada, V, Nb e Ta, reagem com não-metais
formando compostos intersticiais e não-
estequiométricos
Ü Compostos de Nb e Ta no estado +V apresentam
carácter covalente, são voláteis e hidrolisam
facilmente: tendência de formar compostos iónicos
diminui com aumento do estado de oxidação
Ü Propriedades básicas do M2O5 aumentam do V para
baixo: V2O5 é anfotérico com predominância do
carácter acídico, Nb2O5 e Ta2O5 são anfotéricos e
pouco reactivos
28
Grupo V B: V, Nb e Ta
Ü Tetrahalogenetos têm tendência de desproporcionar e
sofrem hidrólise
2VCl4 VCl3 + Cl2
VCl4 + H2O → VOCl2 + 2HCl
Ü Pentóxidos são obtidos por aquecimento do metal com
oxigénio, decomposição térmica (preferencial/), ….
M + O2 → M2O5
2 NH4VO3 + H2SO4 → V2O5 + (NH4)2SO4 + H2O
NH4VO3 V2O5
Ü Formam ainda tetróxidos e trióxidos, normalmente
por redução de compostos pentavalentes
29
Grupo V B: V, Nb e Ta
¾®¾D
¾¾®¾ambT
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo VI B: Cr, Mo e W
31
Elemento Estruturaelectrónica Estados de oxidação
Cr [Ar] 3d5 4s1 (-II) (-I) 0 (I) II III (IV) (V) VI
Mo [Kr] 4d5 5s1 (-II) (-I) 0 I (II) III IV V VI
W [Xe] 4f14 5d4 6s2 (-II) (-I) 0 I (II) (III) IV V VI
Ü Cr 21° elemento mais abundante
Ü Mo e W existem em menores quantidades
Ü Cr usado na produção de ligas com o Fe e outros
metais
Ü Cr usado ainda na forma de Na2Cr2O7, CrO3 e
Cr2O3 (Ex: cromagem de peças)
Ü Minério mais importante de Cr é cromite (FeCr2O4)
Ü Explora-se ainda minérios como o PbCrO4 e Cr2O3
32
Grupo VI B: Cr, Mo e W
Ü Produção de Cr na forma de metal puro:
I. fusão
2 FeCr2O4 + 8 NaOH + O2 4 Na2CrO4 + Fe2O3 + 4 H2O
II. dissolução do Na2CrO4 em água e separação do
Fe2O3
III. acidificação da solução produzindo-se o dicromato
4 Na2CrO4 Na2Cr2O7
IV. Na2Cr2O7 + C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO
V. Cr2O3 + Al (ou Si) → Cr + Al2O3 (ou SiO2)
¾®¾
+H
33
¾¾ ®¾ C
o1100
Grupo VI B: Cr, Mo e W
Ü Produção da mistura Cr + Fe: 
Þ ligas, aço inoxidável
FeCr2O4 + C (Fe + 2 Cr)mistura + 4 CO¾¾¾¾ ®¾
 eléctrico Forno
34
Grupo VI B: Cr, Mo e W
ÜMo ocorre na molibdenite (MoS2) e produto
secundário em minérios de CuS:
MoS2 + O2 →MoO3
Ü MoO3 é adicionado ao Fe na produção de ligas ou
na produção de Mo
MoO3 MoO42- Mo
35
Grupo VI B: Cr, Mo e W
¾¾ ®¾ OHNH 4 ¾®¾ 2
H
ÜW ocorre na wolframite (FeWO4.MnWO4) e CaWO4
ÜW obtido de fusão com Na2CO3
FeWO4.MnWO4 + Na2CO3 Na2WO4
Na2WO4 + H+ → H2WO4
ou CaWO4 + HCl → H2WO4
ðO H2WO4 obtido nos dois processos sofre tratamento
térmico
H2WO4 WO3 + H2O
WO3 + H2 W
¾®¾D
36
Grupo VI B: Cr, Mo e W
¾®¾D
¾¾®¾ C
o850
Ü Mo e W são obtidos na forma de pó
ð Para evitar os elevados custos com a fusão o pó é
compactado, prensado e sinterizado
Ü Mo e W são usados na produção de ligas muito
duras, usadas na produção de objectos de corte
Ü ½ do W é usado na produção de WC
ð WC corta facilmente o vidro (10 na Escala de
Mohs)
37
Grupo VI B: Cr, Mo e W
Ü No estado +VI compostos de crómio são oxidantes 
fortes: CrO42-, Cr2O72-, CrO3, CrO3X-, CrO2X2, CrOX4
Ü dicromato de potássio não é higroscópico e é preferido 
na análise química como padrão
CrO42- + H+ → Cr2O72- + H2O
Ü Compostos de Cr(V) têm tendência de se decompor 
para dar Cr(III) e Cr(VI). 
Ü Compostos de Mo(V) e W(V) parecem mais estáveis
Ü Compostos de Cr(IV) são raros mas Cr(III) é o NOX 
mais estável e importante. Em meio alcalino Cr(III) é 
oxidado para Cr(VI).
38
Grupo VI B: Cr, Mo e W
Importância biológica do Cr e Mo
Ü Deficiência de Cr causa remoção lenta da glicose no
sangue e é responsável por alguns casos de diabete
Ü Quantidades relativamente excessivas de Cr,
ingeridas ou em contacto com a pele, podem causar
cancro
Ü Mo constituinte de enzimas que catalisam a fixação
biológica do N no nosso organismo
39
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo VII B: Mn, Tc e Re
Ü Mn predominante na forma MnO2. 
Ü Mn elemento essencial para o crescimento de animais e 
plantas
Ü Re muito raro e aparece em minérios de Molibdénio
Ü Tc e Re formam preferencialmente ligação metálica
41
Elemento Estrutura electrónica Estados de oxidação
Mn [Ar] 3d5 4s2 -III -I 0 I II III IV V VI VII
Tc [Kr] 4d5 5s2 0 II (III) IV (V) (VI) VII
Re [Xe] 4f14 5d5 6s2 -I 0 I II III IV V VI VII
Ü Tc não ocorre na natureza. Foi primeiro elemento
sintético. Todos isótopos são radioactivos
Mo 97Tc ( 98Tc)
U 99Tc
Ü Mn
Þ Mn2+ é o mais estável em solução, nos complexos e 
sólidos
Þ Em solução alcalina Mn2+ →MnO2
Þ KMnO4 é oxidante forte
Ü Tc e Re: estado +VII é mais comum, mais estável e
pouco oxidante
¾¾¾¾¾¾¾¾ ®¾ neutrões com entoBombardeam
¾¾ ®¾Fissão
42
Grupo VII B: Mn, Tc e Re
Ü Carácter básico diminui com o aumento do NOX
ð MnO e Mn2O3 são básicos
ð MnO2 é anfóterico
ð Mn(+VII) que ocorre na forma Mn2O7 fortemente
acídico.HMnO4 é dos ácidos mais fortes
Ü Quase todos os compostos de Mn são coloridos
(transições d-d)
Ü Compostos de Mn(+VII) têm configuração d0 mas
apresentam coloração intensa
Ü Mn assemelha-se ao Fe: é mais duro, mais brilhante
mas funde à menor temperatura 43
Grupo VII B: Mn, Tc e Re
Ü Mn semelhante aos halogéneos no NOX +VII: 
ð Mn2O7 e Cl2O7
ð MnO4- e ClO4- (solubilidade)
ð ReO4- e IO4-
Ü Mn apresenta maiores semelhanças com Fe e Cr:
ð cromatos (CrO4-), manganatos (MnO4-) e ferratos 
(FeO4-) 
ð solubilidade dos óxidos com NOXs baixos
Ü Mn2+ tem subnível d semi-preenchido e confere aos 
compostos de Mn2+ maior estabilidade 
Ex: [Mn(H2O)6]2+ , [MnCl4]2- e o [Mn(NH3)6]2+
44
Grupo VII B: Mn, Tc e Re
Ü Mn(IV) é pouco conhecido (MnO2 e MnF4)
Ü MnO2 é pouco solúvel mas dissolve em ácidos
MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Ü Mn(VII) não é comum mas KMnO4 é conhecido
MnO2 MnO42- → MnO4-
Ü Soluções de KMnO4 são instáveis e são conservadas 
em frascos escuros
4MnO4- + 4H+ 4MnO2 + 3O2 + 2H2O
45
Grupo VII B: Mn, Tc e Re
¾¾¾ ®¾ SolarLuz
¾¾¾ ®¾ KOHFusão: ¾¾¾¾¾ ®¾ 3/: KNOArOxidacão
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo VIII B (Grupo do Fe, Co e Ni)
47
Ü Semelhanças horizontais entre estes elementos são
maiores que com quaisquer elementos, excepto
Lantanídeos
Ü São tratados normalmente como 2 séries:
§ Fe, Co e Ni
§ Ru, Rh, Pd, Os, Ir e Pt
Fe Co Ni
Ru Rh Pd
Os Ir Pt
Grupo VIII B
48
Ü Reactividade decresce do Fe ao Ni
Ü Fe3+ é típico; Co3+ é oxidante e Ni é divalente.
Ü Grupo IIB são mais nobres que os do grupo de Fe, e
menos afectados por ácidos. A reactividade aumenta
na ordem Ru → Rh → Pd e Os → Ir → Pt
Ü Ambos sub-grupos são formados por metais de
transição típicos: compostos coloridos, complexos,
valência variada, propriedades catalíticas
Ü Diferenciam-se na maior estabilidade dos NOXs mais
elevados, carácter nobre
Sub-grupo do Ferro: Fe, Ru e Os
Ü Fe inicia o grupo VIII B (Grupo do Fe, Co e Ni)
Ü Fe é 4° elemento mais abundante a seguir ao O, Si e Al
Ü Fe é dos metais mais usados
Ü Uma das maiores aplicações do Fe é a produção de aço
49
Elemento
Estrutura
electrónica
Estados de oxidação
Fe [Ar] 3d6 4s2 0 II III (IV) (V) (VI)
Ru [Kr] 4d6 5s2 0 II III IV (V) VI (VII) VIII
Os [Xe] 4f14 5d6 6s2 0 (I) (II) (III) IV (V) VI (VII) VIII
Ü Fe aparece na hematite (Fe2O3), magnetite (Fe3O4),
limonite (FeO.OH) e siderite (FeCO3)
Ü Ru e Os são raros: aparecem junto da Pt, Cu, Ag e Au
Ü Fe é ligeiramente prateado, não muito duro e reactivo
Ü Fe dissolve-se em ácidos:
ð diluídos não-oxidantes à Fe2+ + H2;
ð oxidantes à Fe3+
Ü Ru e Os são mais nobres:
ð resistentes ao ataque por ácidos
50
Sub-grupo do Ferro: Fe, Ru e Os
Ferro está ligado à história da civilização:
Ü Idade do Fe: início do uso do carvão da madeira
(charcoal) para extracção do Fe dos seus minérios
Ü Revolução industrial: uso do coke no lugar do charcoal
Ü Produção do Fe
3C + Fe2O3→ 4Fe + 3CO2
51
Sub-grupo do Ferro: Fe, Ru e Os
ÜProdução do aço (Fe + C)
ð Ao Fe obtido adiciona-se oxidante para remoção 
de impurezas.
ð Durante o processo adicionam-se componentes
que conferem propriedades determinadas:
§ aço inoxidável típico: 12-15% de Ni
§ instrumentos de corte: 20% de Cr e 10% de Ni 
§ aço para escavadoras e máquinas para quebrar 
rochas: 13% de Mn e 1.125% de C
52
Sub-grupo do Ferro: Fe, Ru e Os
Ü Contrariamente ao que vinhamos observando, 
valência máxima não é ditada pela utilização de todos 
os electrões de valência (8). Fe apresenta tipicamente 
Fe2+ e Fe3+; Ru e Os formam RuO4 e OsO4
Ü Fe2+ (sais ferrosos) são dos mais importantes. Oxidam-
se facilmente mas FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O é padrão na 
análise volumétrica
Ü Fe3+ é o estado mais importante e os compostos 
férricos podem ser obtidos por oxidação dos ferrosos
Ü “Trihalogenetos” são obtidos por reacção directa
53
Sub-grupo do Ferro: Fe, Ru e Os
Importância biológica do Fe
Fe está envolvido em diferentes processos no 
organismo:
Ü portador de O2 no sangue de mamíferos, pássaros e 
peixes
Ü acumulador de O2 nos tecidos musculares
Ü portador de electrões em processos de transferência 
de electrõesem plantas e bactérias
Ü em enzimas como a nitrogenase (nas bactérias que 
fixam N), catalase e peroxidase (decomposição do 
H2O2)
54
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Sub-grupo do Cobalto: Co, Rh e Ir
Ü Minérios de Co: CoAsS (cobaltite), CoAs2 e Co3S4
Ü Co aparece junto de minérios de Ni, Cu e Pb, donde é
obtido como produto secundário.
Minérios → Óxidos → Co(OH)3 Co
¾¾¾¾¾ ®¾ +D )2(Re Hducao
56
Elemento
Estrutura 
electrónica
Estados de oxidação
Co [Ar] 3d7 4s2 (-I) 0 (I) II III (IV)
Rh [Kr] 4d8 5s1 (-I) 0 (I) II III IV VI 
Ir [Xe] 4f14 5d7 6s2 (-I) 0 (I) (II) III IV (V) (VI) 
Ü 1/3 do Co é usado na produção de ligas com o aço
Ü Co usado ainda no fabrico de pigmentos para a
cerâmica, vidro e indústria de tintas
Ü Rh é catalisador (hidrogenação, conversão de emissões, …)
Ü Ir forma ligas com Pt usadas na produção de eléctrodos
para velas de longa duração
Ü NOX vão baixando: não usam todos os electrões
existentes. Rh e Ir até +VI, mas Co tem +II e +III
Ü Co é ferromagnético, mais duro e com maior resistência
à flexão que aço. É não reactivo, dissolve-se lenta/ em
ácidos díluidos e é passivado no HNO3 57
Sub-grupo do Cobalto: Co, Rh e Ir
Ü Rh e Ir são também duros, mais nobres e não reactivos
Ü Estado +II é mais importante para Co mas não para
Rh e Ir.
Ü Apesar de estáveis, complexos de Co(II) são
convertidos em Co(III)
Ü Co (+IV) é instável, Rh (+IV) um tanto ou quanto
instável mas Ir (+IV) é o mais estável
Ü Estados +V e +VI no Rh e Ir aparecem somente na
ligação com o flúor (RhF5, IrF5, RhF6 e IrF6)
58
Sub-grupo do Cobalto: Co, Rh e Ir
Sub-grupo do Níquel: Ni, Pd e Pt
ÜNi é o 22° elemento mais abundante, Pd o 69° e Pt o 70°
elemento
ÜNi é usado em ligas (ferrosas e não-ferrosas)
ÜNi é predominantemente divalente e iónico
ÜNi é prateado; Pd e Pt são cinzento-esbranquiçados
ÜPd e Pt são raros e caros. São nobres e não reactivos
59
Elemento Estrutura electrónica Estados de oxidação
Ni [Ar] 3d8 4s2 -I 0 (I) II (III) (IV)
Pd [Kr] 4d10 5s0 0 (I)? II IV 
Pt [Xe] 4f14 5d9 6s1 0 (I) II (III)? IV (V) (VI) 
Ü Pd e Pt formam compostos iónicos e apresentam 
fundamentalmente estados +II no Pd e +II e +IV na Pt
Ü Ni aparece em sulfuretos misturado com Fe e Cu 
[(Fe,Ni)9S8, NiS, NiAs, NiAsS, (Fe,Ni)OOH(H2O)n, 
(Mg,Ni)6Si4O10(OH)8]
Ü NOX reduzem ainda mais
ð +II é o mais estável, mas Pd e Pt apresentam ainda +IV
Ü São usados como catalizadores
ð Pd: hidrogenação, desidrogenação
ð Pt: processamento de petróleo, redução, V subs. Pt)
60
Sub-grupo do Níquel: Ni, Pd e Pt
Ü Extracção complica-se com a presença de outro metal
Ex: Minério com Fe, Ni e Cu
1ª Etapa: FeS → FeO FeSiO3 (removido da mistura)
2ª Etapa: separação mecânica de Cu2S e Ni2S3 por 
arrefecimento
3ª Etapa: Ni2S3 NiO Ni Ni (puro)
Ü Processo Mond:
NiO + (H2 + CO) NiCO4 Ni (puro) + CO
¾¾®¾ 2SiO
¾®¾Ar ¾®¾C ¾¾¾ ®¾ eElectrólis
¾¾®¾ °C50 ¾¾ ®¾ °C230
61
Sub-grupo do Níquel: Ni, Pd e Pt
Ü Ni melhora resistência mecânica e química do aço
ð aço inoxidável: 12-15% de Ni
ð aço de corte: 20% Cr + 10% Ni
Ü Pd e Pt são obtidos no processamento de minérios de Cu 
e Ni:
Minério →(NH4)2[PtCl6] e [Pd(NH3)2Cl2] → Metais → 
→ Metais → Sinterização
Ü 1/3 da Pt é usada em jóias (substitui prata); 1/3 em carros 
(catalizadores) e 1/3 na indústria
62
Sub-grupo do Níquel: Ni, Pd e Pt
Ü Ni, Pd e Pt absorvem H2 mas não outros gases
ð H2 é libertado ao aquecer
ð processo usado para purificar H2 (gases passam
pelo metal, H2 é retido e restantes passam)
Ü Estado +II: 
ð Ni forma halogenetos, óxidos, sulfuretos, selenetos, 
teluretos, sais com ácidos e complexos
ð Pd e Pt formam óxidos, halogenetos, nitratos, 
sulfatos e complexos
63
Sub-grupo do Níquel: Ni, Pd e Pt
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo I B: Cu, Ag e Au
65
Elemento Estrutura electrónica Estados de oxidação
Cu [Ar] 3d10 4s1 I II (III)
Ag [Kr] 4d10 5s1 I II (III) 
Au [Xe] 4f14 5d10 6s1 I III V 
Ü Metais associados à produção da moeda
Ü Têm todos 1 electrão s e subnível d completo
Ü Valência 1 associada ao electrão s
Ü Elementos parecem mostrar mais diferenças que
semelhanças
Ü Cu é o 25° elemento mais abundante
Ü Ag e Au são raros
Ü Cu+ e Au+ são instáveis em água: desproporcionam
Ü Estado mais estável varia: Cu(II), Ag(I) e Au(III)
Ü Minerais de Cu: CuFeS2 (calcopirites), Cu2S, Cu2O, 
CuCO3.Cu(OH)2 (malaquite), CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O 
(turquesa)
Ü Minerais da Ag: Ag2S (argentite), AgCl e na forma Ag
ð usada na ornamentação e jóias
ð AgCl e AgBr nas placas fotográficas, baterias e 
espelhos 66
Grupo I B: Cu, Ag e Au
Ü Extracção do Cu a partir da calcopirite começa com 
conc. (1→ 15%)
2CuFeS2 Cu2S + Fe2O3 + SO2
Cu2S Cu2O
Cu2S + Cu2O → 6Cu + SO2
Cu é purificado por electrólise
¾¾¾ ®¾ °CO 1500/2
¾®¾ 2O
67
Grupo I B: Cu, Ag e Au
Ü Cu:
ð usado em tubos de gás e água
ð ligas (Cu/Zn 20-25% de Zn; 55-65% Cu, 10-18% Ni 
e 17-27%Zn)
ð moedas, superconductores (La(2-x)BaxCuO(4-y))
ð portador de oxigénio nas enzimas (oxidases)
ð compostos que actuam como fungicidas e 
insecticidas
68
Grupo I B: Cu, Ag e Au
Ü Au: ocorre na forma de grãos em veios de quartzo
ð separação com água
ð separação com Hg (problemas ambientais)
ð complexação com NaCN e precipitação do complexo
solúvel
Ü Au: moeda e jóias
ð nas jóias na forma de liga com Ag: mantém cor do Au
mas tornam-se mais duras
ð valor do ouro medido em quilates (partes de Au puro):
v 9 quilates correspondem a 9/24
v 18 quilates correspondem a 18/24
v 22 quilates correspondem a 22/24 69
Grupo I B: Cu, Ag e Au
Ü Metais deste grupo têm as maiores conductividades
térmicas e eléctricas. Tem 1 electrão s mas não
apresentam semelhanças com compostos do grupo IA
ou compostos com valência I
Ü Têm elevadas energias de sublimação e ionização:
ð são não reactivos. Nobreza cresce do Cu para o Au
ð não reagem com água e ácidos díluidos
ð Cu e Ag reagem com HNO3 e H2SO4 concentrados
enquanto Au só reage com água régia
ð Cu e Ag reagem com H2S e S mas Au não reage
70
Grupo I B: Cu, Ag e Au
Ü Em pequenas quantidades é essencial mas em maiores
é tóxico
Ü Sua deficiência nos animais causa uma inabilidade de
usar o Fe e pode surgir anemia
Ü Presente nas oxidases que causam a oxidação de
aminas, ácido ascórbico e dos grupos OH na galactose
Ü Importante nas enzimas que afectam a elasticidade das
artérias, a função do cérebro e a pigmentação da pele
Ü Doença de Wilson: causa acúmulo de Cu no fígado,
ossos e cérebro. Para o seu tratamento complexa-se Cu
com EDTA
71
Acção biológica do Cu
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QUESTÕES?
QUESTÕES?
Grupo II B: Zn, Cd e Hg
Ü Estado +II (iões típicos M2+)
Ü Estado +I só aparece no Hg
Ü N° reduzido de NOXs provém da estabilidade do
subnível d preenchido
Ü Não se comportam como elementos do grupo IIA e
nem como metais de transição típicos
73
Elemento Estrutura electrónica Estados de oxidação
Zn [Ar] 3d10 4s2 II 
Cd [Kr] 4d10 5s2 II 
Hg [Xe] 4f14 5d10 6s2 I II 
Ü Zn é o mais abundante do grupo (24° elemento)
Ü Cd e Hg são raros (65° e 66° elementos)
Ü Zn e Cd são mais similares em termos de 
comportamento 
Ü Minerais de Zn: (Zn,Fe)S, ZnCO3, Zn(OH)2(Si2O7)
Ü Cd: aparece em minérios de Zn
Ü Mineral de Hg: HgS
74
Grupo II B: Zn, Cd e Hg
Ü Extracção do Zinco
1. ZnS + Ar→ SO2 (→H2SO4) + ZnO Zn + CO2
Para evitar reoxidação faz-se sobrearrefecimento ou 
introduz-se C que converte CO2 em CO
2. ZnS + Ar ZnO + ZnSO4 + Cd Zn2+ + Cd2+
Cd2+ + Zn(sólido) → Zn2+ + Cd(sólido)
Zn2+ é submetido à electrólise (processo caro)
¾¾¾¾ ®¬ °CCO 1200/
75
Grupo II B: Zn, Cd e Hg
¾¾ ®¬ ¯Temp ¾¾ ®¾ 42SOH
ÜExtracção do Cd
Cd2+ + Zn(sólido) → Zn2+ + Cd(sólido)
Cd(sólido) Cd2+ Cd(puro)
ÜExtracção do Hg
HgS + O2 Hg + SO2 (→ H2SO4)
HgS + Fe→ Hg + FeS
4HgS + CaO→ 4Hg + CaSO4 + 3CaS
• Para separar Hg de impurezas faz-se reagir com o ar:
Hg (Pb + Zn + Cd) PbO + ZnO + CdO
¾¾¾ ®¾ eElectrólis¾¾ ®¾ 42SOH
76
Grupo II B: Zn, Cd e Hg
¾¾ ®¾ °C600
¾®¾ArÜ Organismo humano contém cerca de 2 g de Zn (2ª 
maior quantidade de metal de transição depois do Fe 
com 4 g)
Ü Conhecem-se mais de 20 enzimas contendo Zn
ð na respiração
ð digestão e metabolismo de proteínas
ð libertação de energia
ð metabolismo do açúcar
ð metabolismo do álcool
77
Importância biológica do Zn
Ü Zn é essencial para a vida mas Cd e Hg são 
extremamente tóxicos
Ü Cd ingerido acumula-se nos rins causando o seu mau 
funcionamento
ð substitui o Zn nas enzimas originando o seu não 
funcionamento
Ü Inalação de Hg causa tremores, danos nos pulmões e 
no cérebro
ð Hg é fixado pelo enxofre formando HgS. Por não 
ter função biológica não é excretado facilmente
78
Toxicidade de Cd e Hg
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QUESTÕES?
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