Los metales de transición son cualquiera de varios elementos metálicos como el cromo, el hierro y el níquel que tienen electrones de valencia en dos capas en lugar de solo uno. Un electrón de valencia se refiere a un solo electrón que es responsable de las propiedades químicas del átomo. Los metales de transición son buenos catalizadores de metal porque facilitan y toman los electrones de otras moléculas. Un catalizador es una sustancia química que, cuando se agrega a una reacción química, no afecta la termodinámica de una reacción, pero aumenta la velocidad de reacción.
Efecto de los catalizadores
Los catalizadores funcionan por vías catalíticas en la reacción. Aumentan la frecuencia de las colisiones entre los reactivos, pero no cambian sus propiedades físicas o químicas. Los catalizadores afectan la velocidad de reacción sin afectar la termodinámica. Por lo tanto, los catalizadores proporcionan un camino alternativo de menor energía para que tenga lugar la reacción. Un catalizador afecta el estado de transición de una reacción proporcionando al estado de transición una ruta de activación de energía inferior.
Metales de transición
Los metales de transición a menudo se confunden con metales "d-bloque" en el tabla periódica. Aunque los metales de transición pertenecen al d-block de la tabla periódica de los elementos, no todos los metales d-block se pueden llamar metales de transición. Por ejemplo, el escandio y el zinc no son metales de transición, aunque son elementos de bloque d. Para que un elemento d-block sea un metal de transición, debe poseer un orbital d incompleto.
¿Por qué los metales de transición son buenos catalizadores?
La razón más importante por la que los metales de transición son buenos catalizadores es que pueden prestar electrones o retirar electrones del reactivo, dependiendo de la naturaleza de la reacción. La capacidad de los metales de transición para estar en una variedad de estados de oxidación, la capacidad de intercambio entre los estados de oxidación y la capacidad de formar complejos con los reactivos y ser una buena fuente de electrones hacen que los metales de transición sean buenos catalizadores.
Metales de transición como aceptor de electrones y donador
El ion scandium Sc3 + no tiene d-electrones y no es un metal de transición. El ion de zinc, Zn2 +, tiene un d-orbital completamente lleno, por lo que no es un metal de transición. Los metales de transición deben tener d-electrones de sobra, y tienen estados de oxidación variables e intercambiables. El cobre es un ejemplo ideal de un metal de transición con sus estados de oxidación variable Cu2 + y Cu3 +. El orbital d incompleto permite que el metal facilite el intercambio de electrones. Los metales de transición pueden dar y aceptar electrones fácilmente, lo que los hace favorables como catalizadores. El estado de oxidación de un metal se refiere a la capacidad del metal para formar enlaces químicos.
Acción de los metales de transición
Los metales de transición actúan formando complejos con el reactivo. Si el estado de transición de la reacción demanda electrones, los metales de transición en los complejos metálicos experimentan reacciones de oxidación o reducción para suministrar electrones. Si hay un exceso de acumulación de electrones, los metales de transición pueden contener la densidad de electrones en exceso, lo que ayuda a que se produzca la reacción. La propiedad de que los metales de transición sean buenos catalizadores también depende de las propiedades de absorción o adsorción del metal y del complejo de metal de transición.
