Propriedades dos metais

Introdução

Os metais, resumem-se em basicamente 5 propriedades: são condutores particularmente bons de eletricidade e calor, apresentam um brilho metálico característico (são brilhantes, lustrosos e altamente refletores), são maleáveis e dúcteis, suas estruturas cristalinas são quase sempre de empacotamento cúbico denso, de empacotamento hexagonal denso, ou cúbico de corpo centrado e formam facilmente ligas.[1]

O preenchimento dos níveis eletrônicos 3d, 4d e 5d forma 3 séries de elemento. Em conjunto esses elementos constituem os elementos do bloco d. Eles são chamados elementos de transição porque sua posição na tabela periódica é intermediária aos elementos do bloco s e aos do bloco p. Suas propriedades constituem uma transição entre os elementos metálicos altamente reativos do bloco s, que formam geralmente compostos com ligações iônicas, e os elementos do bloco p, que formam geralmente compostos covalentes. O aspecto característico dos elementos de transição é a presença de um nível d apenas parcialmente preenchido.[1]

Nos elementos do bloco d, o penúltimo nível eletrônico se expande. Assim, eles apresentam muitas propriedades físicas e químicas comuns. Por exemplo, todos os elementos de transição são metais. São, portanto, bons condutores de eletricidade e de calor, apresentam brilho metálico e são duros, fortes, e dúcteis. Formam também, ligas com outros metais.[1]

Um dos aspectos mais marcantes dos elementos de transição é a existência de diversos estados de oxidação para eles. Os estados de oxidação apresentados pelos elementos de transição podem ser relacionados às suas estruturas eletrônicas. Os metais de transição apresentam normalmente uma faixa de estados de oxidação mais amplos que os elementos de outros grupos. [1]

Os raios covalentes dos elementos de transição decrescem da esquerda para a direita ao longo de uma série de transição, até próximo ao final, quando o tamanho aumenta ligeiramente. E os pontos de fusão e ebulição dos elementos de transição geralmente são muito elevados. Sendo que três dos metais de transição são bastante abundantes na crosta terrestre. O Fe é o 4o elemento mais abundante em peso, o Ti o 9o e o Mn o 12o.[1]

Dentro do bloco d temos várias famílias, incluindo a família 14. Esta família possui distribuição eletrônica np6 ns2 nd2. Tendo como elementos participantes o Ti (titânio), o Zr (zircônio), o Hf (Háfnio) e o Rf (Rutherfórdio), que é sintético, e sendo todos estes metais.[1]

Os raios covalentes e iônicos aumentam normalmente do Ti ao Zr, mas o zircônio e o háfnio tem tamanho quase idêntico, devido a contração lantanídica. As formas compactadas (em bloco) dos metais são poucos reativas e passivas a temperaturas baixas e moderadas. Isso se deve a uma fina película de óxido que se forma sobre a superfície, impedindo um posterior ataque. Isso é particularmente válido para o Ti. Mesmo, esses metais, não serem tão populares, tem uma abundância e uma importância enorme em nossas vidas.[1]

O estado de oxidação mais comum e mais abundante para todos esses elementos é o estado +4. Compostos como TiCl4 são covalentes, e a molécula é tetraédrica no estado gasoso. A maioria dos tetrahaletos mantém essa estrutura tetraédrica também no estado sólido, portanto, no estado de oxidação +4 esses elementos apresentam uma configuração d0 sem elétrons desemparelhados: seus compostos são tipicamente brancos e incolores, e diamagnéticos.[1]

O estado de oxidação +3 é redutor, e os íons Ti+3 são redutores mais fortes que os íons Sn+2. São razoavelmente estáveis, e existem tanto no estado sólido como em solução. Como os íons M+3 apresentam uma configuração d1, possuem apenas um elétron desemparelhado e são paramagnéticos. O estado de oxidação +2 é bastante instável e é um redutor tão forte que reduz a água. Conhecem-se, portanto, poucos desses compostos, e eles só existem no estado sólido.[1]

Desenvolvimento

• Titânio

Descoberto primeiramente na Inglaterra por William Justin Gregor em 1791, a partir do mineral conhecido como ilmenita (FeTiO3), e, descoberto novamente mais tarde pelo químico alemão Heinrich Klaproth, desta vez no mineral rutilo (TiO2), que o denominou de titânio em 1795. [1,2]

O Titânio é um elemento químico de símbolo Ti, número atômico 22 (22 prótons e 22 elétrons) e massa atômica 47,90 u. Trata-se de um metal de transição