过渡元素的特征性质有以下几点
过渡元素的特征性质有以下几点。
①都是金属,具有熔点高、沸点高、硬度高、密度大等特性；并有
金属光泽及延展性、高导电性和导热性。例如钨和钽的熔点分别是3410±20℃和2996℃。不同的过渡金属之间可形成多种合金。
②②过渡元素中的d电子参与了化学键的形成，所以在它们的化
合物中常表现出多种氧化态。最高氧化态从每行起始元素(钪、钇、镧)的+3增加到第六个元素（钌、锇）的＋8。在过渡元素的每个竖列中,元素的最高氧化态一般体现在该列底部的元素中，例如在铁、钌、锇这一列里，铁的最高氧化态是＋6，而锇则达到＋8。
③③过渡元素具有能用于成键的空d轨道和较高的电荷／半径
比, 容易形成稳定的配位化合物，例如能形成Au(CN)娱配离子,可用于在低品位金矿中回收金。此外，维生素B12是Co(Ⅲ)的配合物，血红素是Fe(Ⅲ)的配合物等。过渡元素常用作催化剂。
高中学生化学竞赛辅导——元素部分2 铜族元素一、铜族元素的通性包括：铜（Cu）银（Ag）金（Au）价电子构型：(n-1)d10ns1 次外层为18电子构型，使铜族元素原子的有效核电荷较多。M+为18电子构型。 氧化态：+I +II +III 常见氧化态：Cu Ag Au (在水溶液中) +II +I +III 铜Cu 银Ag 金Au 标准电极电势依次增大，且都大于氢，金属活泼性依次减小 单质形成M+(aq)的活性依次降低在酸性溶液中，Cu+Au+易歧化 铜族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性，易形成共价化合物易形成配合物 化学性质与氧气：在含有CO2的潮湿空气中，铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈 2Cu + O2 + H2O + CO2→ Cu2(OH)2CO3 在加热条件下，铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化 与酸：有氧存在时，铜可溶于稀酸和浓盐酸铜银可溶于硝酸和浓硫酸金只溶于王水 三、铜族元素的重要化合物1、铜的化合物铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。 颜色(1)Cu2O 制备4CuO→2Cu2O（红）+O2↑（1000℃） 2[Cu(OH)4]2-+CH2OH(CHOH)4CHO=Cu2O↓(红棕色)+4OH-+ CH2OH(CHOH)4COOH 鉴定醛，医学上检查糖尿病 性质a. 对热的稳定性Cu2O对热比较稳定, 在1235℃融化而不分解 b.与酸反应——发生歧化反应Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu↓ c. 溶于氨水形成配合物Cu2O+4NH3·H2O=2 [Cu(NH3)2]++2OH-+3H2O 无色[Cu(NH3)2]+的还原性较强在空气中不稳定： 2[Cu(NH3)2]+ +4NH3·H2O+2/1O2= 2[Cu(NH3)4]2+(蓝色) +2OH-+3H2O 可用来除去气体中的氧 (2)卤化物CuX(X=Cl,Br,I) 物理性质：白色，难溶于水且溶解度按Cl,Br,I依次降低 制备2Cu2++4I-=2CuI↓+I2用此反应以碘量法测定Cu2+的含量 Cu2++Cu+4Cl-→2[CuCl2]-(土黄色) 2[CuCl2]-→2CuCl↓(白色)+2Cl-(稀释) 总反应: Cu2++Cu+2Cl-→2CuCl ↓ （3）配合物Cu+:3d10 能形成配位数为2、3、4的配合物 例如：配位数杂化配离子几何构型 2 sp [CuCl2]-直线型 4 sp3[Cu(CN)4]3- 四面体 氧化态为+II的化合物 氧化铜CuO 黑色的碱性氧化物，不溶于水溶于酸，热稳定性高, 具有氧化性. 氢氧化铜Cu(OH)2 制备: Cu2++2OH-= Cu(OH)2↓(浅蓝色絮状) 性质: a. 受热分解Cu(OH)2= CuO (黑色)+H2O b.显两性Cu(OH)2+ 2NaOH= Na2[Cu (OH)4](蓝色) Cu(OH)2+ 2H+= Cu2++2H2O c. 易溶于氨水,生成深蓝色的配合物 Cu(OH)2+4NH3·H2O= 2[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)+2OH-+4H2O 鉴定Cu2+离子 Cu(I)和Cu(II)的相互转化 2+
副族元素性质范文 副族元素，也称为过渡元素，是指元素周期表中3d，4d，5d，和6d 区的元素，也就是处于d轨道上的元素。副族元素包括了钪（Sc）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、银（Ag）、钯（Pd）、铋（Cd）、铳（In）、锡（Sn）、锑（Sb）、碲（Te）、碘（I）、铼（Re）、铉（Xe）、钨（W）、铅（Pb）、铂（Pt）、金（Au）等共有38个元素。 副族元素的性质具有一定的特点，但也因原子序数增大而出现一定的 规律性变化。下面将从电子结构、化学性质以及物理性质三个方面来介绍 副族元素的性质。 1.电子结构特点 副族元素的电子结构具有共同的特点，即具有不满的d轨道电子。副 族元素中的第一周期元素钪（Sc）有3个d电子，第二周期的钛（Ti）有 2个d电子，第三周期的钒（V）有1个d电子，而第四周期的铬（Cr） 则具有4个d电子，以此类推。这种不满的d轨道电子对化学性质有很大 影响。 2.化学性质特点 副族元素的化学性质表现出明显的变化规律。在同一周期内，副族元 素的电负性逐渐增加。例如，钛的电负性较低，而铑的电负性较高。不同 副族元素的金属性和非金属性也有差异，有的副族元素主要呈现金属性， 如钪、钛、铁等；而有的副族元素则呈现非金属性，如锰、铬、镉等。此外，副族元素的物理性质与其化学性质有密切关系，如导电性、热导性等。 3.物理性质特点
副族元素的物理性质主要表现为熔点和沸点的逐渐增加。随着原子序数的增加，副族元素的熔点和沸点逐渐增高。例如，从锌（Zn）到铯（Cs），熔点从419℃升高到281℃；从铜（Cu）到铁（Fe），熔点从1083℃升高到1535℃。副族元素的密度也呈现出一定的规律性变化，总体上呈现上升趋势。 副族元素性质的变化规律是由于元素的原子结构和元素间的相互作用所决定的。副族元素的电子结构决定了其化学性质，而原子的大小、电子云的形状、电子排布等则决定了副族元素的物理性质。此外，副族元素的性质还受外界因素的影响，如温度、压力等。 总的来说，副族元素具有共同的电子结构特点，即具有不满的d轨道电子。这导致副族元素的化学性质和物理性质具有一定的规律性变化。副族元素的性质对于材料科学、化学工业、能源领域等具有重要意义，研究副族元素的性质可以为新材料的设计和开发提供有益参考。
过渡元素(一) 要求 (1)从电子层结构的特点理解d区元素的通性。 (2)了解钛、钒、铬重要化合物的化学性质。了解钼、钨的重要 化合物。 (3)掌握Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)重要化合物的化学 性质以及各氧化态锰之间相互转化关系。 (4)掌握铁、钴、镍的化合物在反应性上的差异。熟悉铁、钴、
镍的重要配合物。 (5)了解铂及其重要化合物的性质。 (一) 过渡元素通性 过渡元素一般是指原子的电子层结构中d轨道或f轨道仅部分填充的元素。因此过渡元素实际上包括d区元素和f区元素。本章主要讨论d区元素。 d区元素价电子构型为(n-1)d1~8ns1~2(Pd 4d10和Pt 5d96s1例外), 最外两层电子均未填满。由此构成了d区元素如下通性： (1)单质相似性最外层电子一般不超过2个，较易失去，所以它们都是金属。又因为d区元素有较大的有效核电荷，d电子有一定的成键能力，所以它们一般有较小的原子半径、较大的密度、较高的熔点和良好的导电导热性。例如Os的密度(22.488 g?cm?3)，W的熔点(3380 o C，Cr的硬度都是金属中最大的。d区元素化学活泼性也较接近。
(2)有可变氧化态因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，所以除ⅢB族只有＋3氧化态外，其他各族都有可变的氧化态。氧化态变化趋势是同一周期从左到右逐渐升高，然后降低；同一族从上到下高氧化态趋于稳定。例如MnO4?有强氧化性，而ReO4?无氧化性。
例1对同一族元素来说，随周期数增加，为什么主族元素低氧化态趋于稳定而过渡元素高氧化态趋于稳定? 主族元素(主要表现在ⅢA，ⅣA，ⅤA族)随周期数增加，低氧化态趋于稳定的原因一般归因于“惰性电子对效应”。为什么过渡元素随周期数增加高氧化态趋于稳定呢? 仔细研究一下过渡元素的电离能可发现：I1和I2往往是第二、第三过渡系列比第一过渡系列的大，但从I3开始，往往第二、第三过渡系列比第一过渡系列的小。例如，处于同一纵列的Ni和Pt，前四个电离能为
第八章过渡元素 8.1 过渡元素简介 原子或其重要氧化物种中d轨道部分充满，其特征电子构型为（n－1）d1~9 ns1~2的元素称为过渡元素，不包括锌分族。广义上，过渡元素也包括锌分族。过渡元素几乎都是熔点高、导热导电性好、硬度大、比重大的典型金属元素；大多数都能溶于无机酸；可呈多种氧化态，易形成配位化合物，离子和化合物大多数都有色，易形成顺磁性化合物。 表8-1 过渡元素在周期表中的位置 过渡元素的原子化焓具有相同的变化趋势，因而其熔点和升华热从左到右逐渐升高，在第6、7族达到最大值，然后下降；第二、第三系列过渡元素比第一过渡系列元素大很多。 过渡元素电离能从左到右总体上逐渐增大，但在破坏半满和全满构型处出现电离能增大的点，在生成半满和全满构型处出现电离能减小的点，曲线出现折点。因而过渡元素电离能随原子序数的变化曲线不是平滑的而是出现一些折点。 8.2 d轨道特性与过渡元素原子的电子构型 d轨道比s、p轨道数目多，成键可能性增多。（n-1）d轨道的能量与np、ns比较接近，是易参与成键的内层轨道。电子在原子核外距离为r的一薄层球壳中出现的概率，随半径变化时的分布情况用概率的径向分布函数D（r）表示，其峰值的数目为（n-1）。3d电子比同层的s、p电子峰的数目少，钻到原子核附近的概率小，能量低。这个特点导致不同主量子数轨道的能级交错。 过渡金属价电子构型的通式为：(n-1)d1~9 ns1~2。原子核外电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。 L. Pauling 原子轨道近似能级图如下： 1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d 也有一些电子排布例外的情况，例如：Z = 24，41 ~ 46： Nb 铌4d45s1不是4d35s2 41 W 钨 5d46s2不是4d55s1 42 Ru 钌4d75s1不是4d65s2 44 Rh 铑4d85s1不是4d75s2 45 Pd 钯4d105s0 不是4d85s2 46 8.3过渡元素的氧化态及其稳定性 1.氧化性 过渡金属元素常表现为多种氧化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层电子排布为：(n-1)d1~9 ns1~2 ，(n-1)d轨道与ns轨道能量相近，部分(n-1)d电子参与成键。 例：Mn：+2 ~ +7均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7. Fe：+2 ~ +6均出现，主要+2，+3，+6. 过渡金属元素的最高氧化态与所在的族相等，最高氧化态= 所处的族数 例：Sc +3 Ⅲ3d14s2 Cr +6 Ⅵ3d54s1
元素周期表中的过渡元素 元素周期表是描述化学元素的分类和属性的重要工具。其中，过渡 元素是周期表中的一类特殊元素，具有许多独特的化学和物理性质。 本文将介绍过渡元素的定义、特点、应用以及对人类社会的重要意义。 一、过渡元素的定义和特点 过渡元素是周期表中d区的元素，它们的原子结构中有不满的d电 子壳层。根据IUPAC的定义，从原子序数21（钪，Sc）到原子序数 30（锌，Zn）以及从原子序数39（钇，Y）到原子序数48（银，Ag） 的元素属于过渡元素。 过渡元素具有以下几个特点： 1. 多种氧化态：过渡元素的d电子壳层不是完全填满的，因此它们 可以容易地失去或获得电子，形成多种氧化态。这使得过渡元素在化 学反应中具有多样性和灵活性。 2. 良好的催化性能：由于其电子结构的特殊性质，过渡元素常常表 现出良好的催化活性。它们可作为催化剂参与许多重要的化学反应， 促进反应速率和选择性。 3. 彩色化合物：过渡元素离子在溶液中或固体中具有吸收和发射特 定波长光谱的能力，因此它们通常形成彩色的化合物。这也是过渡元 素被应用于颜料、染料和激光材料等领域的原因之一。
4. 高熔点和密度：大多数过渡元素具有较高的熔点和相对密度。这 与它们的原子结构和离子半径有关，使得过渡元素在高温和高压条件 下具有许多特殊的物理性质。 5. 磁性: 过渡金属元素中的许多具有未配对的d电子，这使得它们 具有磁性。这些元素在物理和材料科学中的磁学研究中非常重要。 二、过渡元素的应用 过渡元素在许多领域都有广泛的应用，下面是一些重要的应用领域： 1. 工业催化剂：过渡金属催化剂在化学工业中广泛应用，用于促进 氢气合成、石油加工、氨的合成和环保领域。 2. 电子材料：许多过渡金属元素具有优异的电导率、热导率和磁性。它们被广泛应用于电子、计算机、通信和数据存储等领域。 3. 生物学：过渡金属离子在生物学过程中发挥关键作用。例如，铁 在血红蛋白和细胞色素中起到氧气运输的重要作用。 4. 颜料和染料：由于过渡元素形成彩色的化合物，它们被广泛用于 颜料、染料和陶瓷等领域，为我们的生活增添了色彩。 5. 药物：许多药物中含有过渡金属离子，这些金属离子可以与生物 体内的分子相互作用，发挥治疗作用。 三、过渡元素对人类社会的重要意义 过渡元素的独特化学性质和广泛的应用使它们对人类社会发展起到 了重要的推动作用。以下是一些重要意义：
元素周期表中的过渡元素 元素周期表是化学家们用来组织和分类元素的基本工具。其中，过 渡元素是周期表中一个重要的类别，它们在化学和物理性质上都有着 独特的特点。本文将介绍过渡元素的概念、特性以及它们在日常生活 中的应用。 一、过渡元素的概念 元素周期表是按照原子核中的质子数（即原子序数）递增的顺序排 列的。而过渡元素是指周期表中的d区元素，这些元素具有不完全填 充的d电子层。具体来说，它们的最外层电子结构可表示为(n-1)d(n- 2)fnp，其中n代表能级，np代表填充的外层电子。 过渡元素包括3d系、4d系、5d系和6d系，分别位于周期表的第3 至12组、第4至12组、第5至12组和第6至12组。由于它们的外层 电子结构不同，导致了它们之间的化学特性差异。 二、过渡元素的特性 1. 化学性质：过渡元素在化学反应中通常表现出多价性。由于d电 子的相对能量较高，容易参与化学反应，并能形成稳定的离子化合物。此外，由于外层电子的分布情况不同，过渡元素在形成氧化物时可能 会形成不同的氧化态，这也是其多价性的表现。 2. 金属性质：过渡元素大多数都是金属，具有良好的导电性和导热性。此外，它们还具有韧性、延展性和磁性等金属特性。
3. 催化性质：许多过渡元素、尤其是过渡金属，具有良好的催化活性。它们可以通过吸附、解离或转移电子等方式参与化学反应，从而降低反应活化能，加速反应速率。 4. 彩色离子：过渡元素离子在溶液中呈现出丰富的颜色。这是由于过渡元素离子的d电子能级间的跃迁所引起的。 三、过渡元素的应用 1. 催化剂：由于过渡金属的催化活性，它们被广泛应用于化学工业中的催化反应过程，如重要的工业过程氨合成、有机合成和汽车尾气催化转化等。 2. 电池材料：过渡金属在电池材料中具有重要作用。例如，锂电池中的过渡金属氧化物可用作正极材料。 3. 金属合金：过渡金属常用于制备各种金属合金，如不锈钢、合金钢等。这些合金通常具有较高的强度和耐腐蚀性能。 4. 彩色玻璃和陶瓷：某些过渡金属元素可以通过调节其氧化态来改变颜色。这被应用于制备彩色玻璃和陶瓷中，使其呈现出丰富的颜色和图案。 5. 医学应用：过渡元素也在医学领域中得到了广泛应用。例如，铁元素是血红蛋白的组成成分，而铂化合物则是抗癌药物的重要成分。 结语
过渡金属化合物 引言 过渡金属化合物是一类具有特殊性质和广泛应用的化合物。它们由过渡金属元素与其他元素（如氧、硫、氮等）形成，具有复杂的结构和多样的性质。本文将深入探讨过渡金属化合物的特点、合成方法、应用领域等方面。 特点 过渡金属化合物具有以下特点： 1.多价性：过渡金属元素的电子结构使其能够在不同价态之间转变，从而展 现出多种性质。 2.复杂的结构：过渡金属化合物的晶体结构通常比较复杂，包含有多个金属 离子和配位体。 3.磁性：许多过渡金属化合物具有磁性，可以表现出顺磁性、反磁性或铁磁 性等性质。 4.催化性能：过渡金属化合物在许多化学反应中具有催化活性，广泛应用于 催化剂的制备。 5.电子性质：过渡金属化合物中的过渡金属离子能够吸收和放出可见光，具 有一定的光电性能。 合成方法 过渡金属化合物的合成方法多种多样，常见的方法包括： 1. 水热法 水热法是一种常用的合成过渡金属化合物的方法。该方法利用高温高压的水环境，使金属离子与配位体反应生成化合物。水热法具有反应温度范围广、反应速度快等优点，适用于制备多种过渡金属化合物。
2. 气相沉积法 气相沉积法是一种通过气相反应合成过渡金属化合物的方法。该方法通常利用金属有机化合物作为前体，在高温条件下与气体反应生成化合物。气相沉积法可以控制反应条件，得到高纯度、均匀分布的过渡金属化合物。 3. 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是一种通过溶胶和凝胶过程合成过渡金属化合物的方法。该方法利用金属盐溶液与溶剂混合形成溶胶，再通过凝胶过程使溶胶凝聚成凝胶。溶胶-凝胶法可以制备具有高比表面积和孔隙结构的过渡金属化合物。 应用领域 过渡金属化合物在许多领域中具有重要的应用价值，以下是一些常见的应用领域： 1. 催化剂 过渡金属化合物作为催化剂广泛应用于化学反应中。它们可以提高反应速率、改变反应路径，实现高效催化。例如，铂族金属化合物常用于氢气的催化生成和氧化反应中。 2. 电子材料 过渡金属化合物在电子材料领域中有着重要的应用。它们可以用于制备电子器件、电池、传感器等。例如，锂离子电池中常用的正极材料氧化钴就是一种过渡金属化合物。 3. 光电材料 过渡金属化合物在光电材料领域中也有广泛的应用。它们可以用于制备光电器件、光催化剂等。例如，二氧化钛是一种常用的光催化剂，可以利用过渡金属化合物改善其光吸收性能。
元素周期表中的副族元素 副族元素，是指元素周期表中位于主族元素之后的元素，也称为过渡元素。元素周期表是按照元素的原子序数和化学性质进行排列，副族元素在周期表的中间区域。 1. 副族元素的特点 副族元素具有一些独特的特点和化学性质，与主族元素存在明显的差异。以下是副族元素的一些特点： 1.1 电子结构：副族元素的原子结构在电子构型上出现了d轨道，使得副族元素具有中性的化学性质。主族元素的电子分布在s和p轨道上，而副族元素的电子分布在s、p和d轨道上，这导致副族元素具有更多的电子构型和能级。 1.2 化合价：副族元素的化合价通常是多变的。副族元素的d轨道能级较低，容易参与化学反应并形成多种化合物。这使得副族元素具有广泛的化学性质和多样的化合价。 1.3 反应性：副族元素通常具有较活泼的反应性。副族元素的电子构型具有不稳定性，容易参与化学反应。副族元素可以发生氧化还原反应、配位化学反应等多种反应，与其他元素形成复杂的化合物。 2. 副族元素的分类 副族元素可以进一步分为多个小分类，根据元素周期表的排列和化学性质进行划分。以下是常见的副族元素分类：
2.1 3B-12B族：这些族包括了铬族、锰族、铁族、钴族、镍族和铜 族元素。这些元素的d轨道电子数量从1个增加到10个，导致它们的 化学性质和价态变化多样。 2.2 4B-8B族：这些族包括了铝族、镓族、锗族、砷族、硒族和碲 族元素。这些元素通常具有较活泼的反应性和多样的化合价。 2.3 1B-2B族：这些族包括了锌族、银族和铂族元素。这些元素在 化学反应中通常具有较稳定的价态和较少的化合价。 3. 副族元素的应用 由于副族元素具有丰富的化学性质和多样的化合价，它们在许多领 域有着广泛的应用。 3.1 工业应用：许多副族元素广泛应用于工业领域，例如铁和铜被 广泛用于制造机械设备和电线电缆；铬和锌被用作合金添加剂和防腐 材料。 3.2 催化剂：副族元素的化合物通常具有良好的催化性能，被广泛 应用于化学工业和催化反应中。例如铂族元素广泛用作汽车尾气催化 转化器中的催化剂。 3.3 电子器件：副族元素和其化合物在电子器件中有着重要的应用。例如锌和硒被用作太阳能电池的材料，铜和银被用作导电材料。 4. 结束语
元素周期表中元素的属性和分类元素周期表是化学元素的一张地图，它将所有已知的化学元素按照一定的顺序排列，用于表征化合物的性质和化学反应。元素周期表中元素的属性和分类对于研究物理、化学和生物学，以及合成和制造新材料等领域都具有重要的意义。 元素周期表的基本结构 元素周期表呈现出一系列横向周期和纵向列，首先是行数，即周期数，为1至7，每行包含2个以上至8个不同的元素。其次，列数也称为族数，为1至18，每列包含同一族元素，具有相似的电子结构和性质。周期表的左侧和底部是金属元素，右侧是非金属元素，中间是过渡元素。 金属元素的一般特征 从元素周期表中可以看出，金属元素在左面一般排列，具有以下特征： 1.金属元素通常是固体，但汞(Hg)是唯一的液态金属。
2.金属元素通常具有光泽、可塑性、延展性等物理性质。 3.金属元素通常有低电离能和低电子亲和能，固定原子核，可以作为电子捐赠者。 4.金属元素可以形成阳离子，容易失去电子，可以参与许多化学反应。 非金属元素的一般特征 从元素周期表中可以看出，非金属元素在右侧一般排列，具有以下特征： 1.非金属元素通常约有一半是气体，其他则为液体或固体。 2.非金属元素通常没有光泽，质地脆硬，不具有可塑性和延展性。
3.非金属元素通常有高电离能和高电子亲和能，容易接受电子，可以作为电子受体。 4.非金属元素可以形成阴离子，难以失去电子，很难参与许多 化学反应。 过渡金属元素的一般特征 过渡元素是周期表中重要的部分，它们分布在周期表的中间， 通常由两个可变价态的电子壳层组成。过渡元素通常具有以下特征： 1.过渡元素具有高电导率，高熔点和高密度，也具有许多有趣 的磁性和光学性质。 2.过渡元素的化合物通常具有广泛的物理和化学性质，具有多 种颜色、物性和存在形式。 3.过渡元素通常有更大的原子半径和阴离子半径，容易形成氧 化物和氢氧化物。
过渡元素化学(二) 过渡元素是周期表中的一组元素，其电子排布在第3到第12组之间。这个区域由于有半满或近半满的d轨道和未填满的f轨道，使得这些元素具有特殊的性质，可以表现出很多不同的化学行为。本文将深入探讨过渡元素的化学性质以及它们在化学反应中所扮演的角色。 1. 过渡元素的物理特征 过渡元素具有许多独特的物理特征。首先，它们具有高密度，高熔点和沸点，因为它们拥有许多未填满的d轨道，这些轨道的电子之间相互作用会导致较强的金属-金属键。其次，它们通常是良好的导体，因为它们的未填满的d轨道使它们具有离子化趋势，容易失去电子形成正离子或者吸收电子形成负离子。 2. 过渡元素离子的颜色 许多过渡元素的离子具有强烈的颜色，这是由于它们的d轨道未填满。当电子从一个未填满的d轨道移到另一个未填满的d轨道时，会吸收光，而吸收波长的颜色就是离子呈现的颜色。例如，二价铜在水溶液中呈现蓝色，因为它的四对未填满的d电子在s和p电子之间能吸收波长为580 nm左右的光线，这些电子从第一对d电子到第三对d电子转移。 过渡元素可以呈现多种不同的氧化态，这使得它们在许多有机和无机化学反应中都有不同的用途。例如，铁可以以氧化态+2形式存在，也可以存在于+3的氧化态下。由于不同的氧化态会影响到元素的化学性质，因此过渡元素在反应中所扮演的角色也会因其氧化态的不同而有所不同。 4. 过渡元素在催化反应中的作用 过渡元素在催化反应中发挥着重要的作用，常见的过渡金属催化反应包括原料的直接活化、分子间的加成、还原等。许多过渡金属催化剂的成功应用可以归功于它们容易形成中间态，也可以通过自旋、电荷、配体效应等变化调节反应活性。与此同时，过渡元素也可以得到良好的选择性，这是由于它们的每一种氧化态具有不同的反应性能，所以它们可作为特异性催化剂。 总之，过渡元素是化学反应中非常重要的一类元素，它们具有独特的性质和特征，使得它们在许多不同的化学反应中都有不同的贡献和应用。通过深入了解过渡元素化学，我们可以更好地理解它们在化学反应中所扮演的角色，并为开发新的过渡金属催化剂提供指引。
第八章过渡元素 1．过渡元素的电子构型与特性 过渡元素广义上包括价电子构型为(n-1)d1～9ns1～2。的d区元素和价电子构型为(n-1)d10ns1～2的ds区元素。通常将第4，第5和第6周期的过渡元素分别称为第一、第二和第三系列过渡元素。第一系列过渡元素又常称为轻过渡元素，第二、第三系列过渡元素又常称为重过渡元素。 d轨道的特性：d轨道比s，p轨道数目多，因此成键可能性增多；(n-1)d 轨道的能量与ns，np比较接近，可参与成键；根据空间的角度分布，d轨道可 分为两类：d x2-y2和d z2 轨道波函数的极大值在坐标轴上，d xz ，d xy ，d yz 轨道波函数 的极大值在坐标轴间45°分角线上；d轨道与价层不同主量子数的轨道之间能级交错现象普遍。 过渡元素电子构型的重要特征是价层具有未充满的d轨道，因而表现出离子多有色、多变价、易形成配合物的特征。 2．过渡元素的性质 (1)原子化焓过渡元素的原子化焓比碱土金属和锌族的大很多，而重过渡元素的原子化焓又普遍比轻过渡元素的大很多。同一系列过渡元素，原子化焓从左到右先是逐渐增大，于第5，第6族达到最大值，然后逐渐减小。金属与原子化焓有关的性质，如硬度、熔点表现出相应的变化规律。原子化焓高的金属硬度大、熔点高。 (2)电离能同一系列过渡元素的同级电离能从左到右总体上逐渐增大，但在破坏半满和全满构型以及生成半满和全满构型处分别出现增大和减小的折点；同族元素的同级电离能比较接近；同一元素，I1，I2比较接近，I3比I2高很多；第一系列过渡元素的I2比第二系列过渡元素的大很多。 (3)氧化态第一系列过渡元素两端元素的氧化态变化少、氧化态低，中间氧化态变化多、氧化态高。+1，0和-1，-3低氧化态常见于羰基、亚硝酰基等兀
第18章过渡元素（一） 重点复习 铜、银、金位于周期表IE族，锌、镉、汞位于周期表IIB族，这两族元素属于ds区，结构特征铜族为（n-ljd^s1,锌族为（n-l）d10ns2o从最外层电子说, 铜族和IA族的碱金属元素都只有1个电子，失去S电子后都呈现+1氧化态；锌族和IIA族的碱土金属元素都有两个S电子，失去S电子后都能呈+2氧化态。因此在氧化态和某些化合物的性质方面I E与I A、II E与II A族元素有一些相似之处，但由于I B与IIB族元素的次外层比I A与II A 族元素多出10个d电子，它们又有一些显著的差异。 （一）I B族元素和I A族元素性质的对比 1.与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离势较大，表现在物理性质上；I A族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而IE族金属具有较高的熔点和沸点，有良好的延展性、导热性和导电性。 2・化学活泼性：铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。I A族是极活泼的轻金属，在空气中极易被氧化，能与水剧烈反应，同族内的活泼性自上而下增大；IB族都是不活泼的重金属，在空气中比较稳定，与水几乎不起反应，同族内的活泼性自上而下减小。 3.铜族元素有+1、+2、+3等三种氧化态，而碱金属只有+1—种。碱金属离子一般是无色的，铜族水合离子大多数显颜色。 4.IIA族所形成的化合物多数是离子型化合物，IE族的化合物有相当程度的共价性。IA族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定；IB族的氢氧化物碱性较弱，且不稳定，易脱水形成氧化物。 5.IA族的离子一般很难成为配合物的形成体，IE族的离子有很强的配合能力。 （二）11 B族元素和II A族元素性质的对比 锌族元素由于次外层有18个电子，对原子核的屏蔽较小，有效核电荷较大, 对外层S电子的引力较大，其原子半径、M2+离子半径都比同周期的碱土金属为小，而其第一、第二电离势之和以及电负性都比碱金属为大。由于是18电子层结构，所以本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。因此锌族元素在性质上与碱土金属有许多不同。对比如下： 1.主要物理性质IIE族金属的熔、沸点都比II A族低，汞在常温下是液体。IIA族和II B族金属的导电性、导热性、延展性都较差(只有镉有延展性)。 2・化学活泼性锌族元素活泼性较碱土金属差。IIA族元素在空气中易被氧化，不但能从稀酸中置换出氢气，而且也能从水中置换出氢气。II E族在干燥空气中常温下不起反应，不能
第十三章过渡元素 第十三章过渡元素 13-1 过渡元素概述 广义的过渡元素是指长式周期表中从ⅢB族到ⅡB的所有元素。它们在长式周期表中位于s区元素和p区元素之间，因而称为过渡元素。过渡元素单质都是金属，共分为四个系列。第一过渡系：Sc→Zn；第二过渡系Y →Cd ；第三过渡系Lu →Hg；第四过渡系Lr→Uub。 13-1-1 过渡元素原子的特征 一、价层电子构型为n-1)d1-10n s1-2。 二、原子半径变化规律 1.过渡元素原子半径一般比同周期主族元素小 2.同一周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。 3.同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期(除ⅢB)外由于镧系收缩使其同族元素原子半径十分接近，导致其元素性质相似。 13-1-2 单质的物理性质 1.过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有光泽。 2. 除钪和钛属轻金属外，其余均属重金属。 3.数过渡金属（ⅡB族元素除外）的熔点、沸点高，硬度大。 13-1-3 金属活泼性 过渡金属在水溶液中的活泼性，可根据标准电极电势来判断。 1.第一过渡系金属，除铜外，Eθ(M2+/M)均为负值，其金属单质可从非氧化性酸中置换出氢。 2. 同一周期元素从左向右过渡，总的变化趋势是Eθ(M2+/M)值逐渐变大，其活泼性逐渐减弱。 3.同族元素(除Sc分族外)自上往下金属活泼性降低。 13-1-4 氧化数 过渡元素除最外层s电子可以成键外，次外层d电子也可以部分或全部参加成键，所以过渡元素的特征之一是具有多种氧化数。
1.期从左到右,元素最高氧化数升高, ⅦB后又降低。 2.从上往下,高氧化数化合物稳定性增加 3.过渡元素可形成氧化数为0、-1、-2、-3的化合物. 13-1-5 非整比化合物 过渡元素的另一个特点是易形成非整比(或称非化学计量)化合物。 13-1-6 化合物的颜色 过渡元素所形成的配离子大都显色，这主要与过渡元素离子的d 轨道未填满电子有关。其中d0、d10构型的离子无色。 13-1-7 配合性和催化性 一、元素容易形成配合物。 1.过渡元素的原子或离子具有部分空的(n-1)d, 空的ns、np轨道可接受配体的孤对电子。 2. 过渡元素的离子一般具有较高的电荷、较小的半径，极化力强，配体有较强的吸引力。 二、过渡元素及化合物有催化特性。 13-1-8 磁性 多数过渡元素的原子或离子有未成对的电子，所以具有顺磁性。 13-3 铬族元素 13-3-1铬的性质和用途 1.银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有金属中最大的。 2.常温下因表面有致密的氧化膜，在空气或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀HCl 或稀H2SO4。 Cr + 2H+─→ Cr2+ + H2↑ 4Cr2+ + 4H+ + O2─→ 4Cr3+ + 2H2O 3.不溶于硝酸，溶于热、浓硫酸。 Cr+6H2SO4(热、浓) → Cr2(SO4)3+3SO2 +6H2O 4. 铬只有在高温下才能与卤素、硫、氮、碳等直接化合。 5.具有硬度高、耐腐蚀、良好光泽等优点常用作金属表面镀层，并用于制造合金 13-3-2铬的电势图
第53节 过渡元素简介 一、过渡元素简介 过渡元素在元素周期表中的位置和外围电子层排布 从元素周期表上可以看到，表的中部从ⅢB 族到ⅢB 族10个纵行，包括镧系和锕系，共有63种元素，这些元素包括了第VI 族和全部副族元素，人们习惯上把它们叫做过渡元素。过渡元素的价层电子构型为1~101~2(1)d s n n （Pd 为0ns ）。在元素周期表中，它们处于s 区元素和p 区元素之间。从性质上看，s 区元素的单质均为活泼元素，形成的化合物以离子型为主，其氧化数单一，离子没有颜色；p 区元素只有部分是金属元素，形成的化合物多为共价型，含有多种氧化数；d 区介于s 区和p 区之间。因此，人们又称d 区元素为过渡元素。它们分属于第四周期到第七周期，如图11-1所示过渡元素原子的电子层排布有共同的特征。从图中可以看出，它们的最外电子层上都有1~2个s 电子（Pd 除外），随着原子序数的递增，增加的电子大多填充在次外层的d 轨道上其中镧系和锕系元素的原子，增加的电子主要填充在倒数第三层的f 轨道上，少数填充在次外层的d 轨道上。过渡元素原子的外围电子层排布反映了它不同于主族元素原子的核外电子排布的特征。例如，钪（Sc ）的外围电子层排布为3d4s2，铀（U ）的外围电子层排布为5f6d7s2。过渡元素的许多性质，都跟它们的外围电子层排布有关。 二、过渡元素的通性 过渡元素原子的最外层一般只有1~2个电子，在化学反应中较易失去，故它们都是金属元素。相对于主族元素而言，过渡元素的特性及其性质变化规律主要表现在以下几个方面 1.单质的物理性质 过渡元素的单质有些是高熔点、高沸点、密度大、硬度大、导电和导热性良好的金属。在金属元素中，熔点最高的是钨，密度最大的是锇，硬度最大的是铬。例如：铂的密度是21.45g/cm 3，约是铝的8倍；钨的熔点是3410Ⅲ，是所有金属中最难熔的。 造成这些特性的原因是过渡元素的单质因原子半径小，采取最紧密堆积，原子
13-6 铜族元素 13-6-1 铜族元素概述 一、铜族元素通性 1.价层电子构型为(n-1)d10n s1,氧化数有+1、+2、+3，铜、银、金最常见的氧化数分别为+2、+1、+3 。 2.铜族金属离子具有较强的极化力，本身变形性又大，所以它们的二元化合物一般有相当程度的共价性。 3.与其它过渡元素类似，易形成配合物。 二、铜族元素单质 1.它们的密度大，都是重金属，其中金的密度最大，为19.3g·cm-3。 2.硬度小、有极好的延展性和可塑性，金更为突出， 3.导热、导电能力极强，尤以银为最，铜是最通用的导体。 4.铜、银、金能与许多金属形成合金。 5.铜、银、金的化学活泼性较差。 铜：在干燥空气中铜很稳定，有二氧化碳及湿气存在，则表面上生成绿色的碱式碳酸铜 2Cu + O2 + H2O + CO2─→ Cu2(OH)2CO3 金：在高温下唯一不与氧气起反应的金属，在自然界中仅与碲形成天然化合物(碲化金)。 银：在室温下不与氧气、水作用，即使在高温下也不与氢、氮或碳作用，与卤素反应较慢，但即使在室温下与含有H2S的空气接触时，表面因蒙上一层Ag2S而发暗，这是银币和银首饰变暗的原因。 4Ag + 2H2S + O2─→ 2Ag2S + 2H2O 铜、银不溶于非氧化性稀酸，能与硝酸、热的浓硫酸作用： Cu + 4HNO3(浓)─→ Cu(NO3)2 + NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀)─→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 2H2SO4(浓) ─→ CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Ag + 2H2SO4(浓) ─→ Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O Ag + 2HNO3(65%) ─→ AgNO3 + NO2↑+ H2O 金不溶于单一的无机酸中，但金能溶于王水(浓HCl:浓HNO3 = 3:1的混合液)中： Au + HNO3+ 4HCl ─→ H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O
过渡元素的性质及其应用 过度元素小组 2004年04月
摘要 过度元素是化学走棋表中元素最多的一部分鉴于人员有限和个人兴趣我们主要介绍了钛、锰、铂、铁四种元素。首先我们从总体上对化学元素进行了一些介绍，即为第一章；第二章是钛，元素钛（Ti）是一种过渡金属，从20世纪40年代以后，钛及其化合物被广泛应用于制造、催化以及石油化工等领域。本文将就其重要性质、工业制取及应用作出阐述；第三章是锰，主要介绍了二氧化锰的吸附性；第四章对铁的化合物进行了较为系统的介绍。而第五章主要介绍了铂的化学性质和铂在催化，只要等方面的应用。第二章是本报告的重点。 目录 第一章过度元素简介与性质 1 第二章钛金属的性质和应用 2 第三章锰的性质及应用 6 第四章铁及其化合物的应用 7 第五章铂的性质及应用 9 第六章附言 10
词汇表 词汇。 过渡元素 外过渡元素(d-过渡元素) 内过渡元素(f-过渡元素) 钛的性质、制取、应用、钛粉的应用 氨冷凝器 复合半导体 零点电荷 螯和作用
第一章、过渡元素简介与性质 一、简介 （1）过渡元素是位于周期表中央的金属元素(接于碱土族之后)，不象一般的典型金属元素(A族元素)，同一行有相似的化学性质，其化学性质相差很大。 （2）过渡元素分为两类 外过渡元素(d-过渡元素)：最后一个电子填入d轨道； 内过渡元素(f-过渡元素)：最后一个电子填入f 轨道。 1.2 性质 过渡元素均为金属元素，具有金属光泽，并为电、热的良导体。 （1）除ⅡB族的锌、镉、汞因ns及(n-1)d价轨道已完全填满，阳离子电荷密度小，故金属键较弱导致熔点、沸点，汽化热低外，其余的过渡元素均为高熔点、高沸点及高汽化热。 （2）具有多种氧化态，可形成各种化合物，如锰具+2、+3、+4、+6及+7氧化数：钴具有+2，+3氧化数；铁具+2，+3氧化数等。 化合物中的过渡元素大都具有未填满电子的d轨道及未成对电子 具有颜色 二、过渡元素的性质 1. 过渡元素：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等 价电子组态：3d1-104s2(Cu、Cr例外) Cr→3d54s1 Cu→3d104s1 2. 原子量随原子序增大而增大(例外：Co>Ni) 3. 地壳存量：以铁最丰富；铜之活性较小，可以游离态存在 4. 原子半径及离子半径由Sc至Ni大致随原子序增大而减小，但变化不大 5. 游离能不高，相近 IE1最大：Zn；IE2最大：Cu；IE3最大：Zn 而IE1、IE2及IE3最小者均为Sc。 6. 除锌外，熔点、沸点、汽化热均高。 7. 密度：除锌外，大致随原子序数的增加而增大。 8. 标准还原电位大致随原子序数的增加而增大 除Cu外，其余皆为负值 9. 氧化数：随原子序的增加而先增后减 Sc(+3)、Ti(+4)、V(+5)、Cr(+6)、Mn(+7)、Fe(+3)、Co(+2)、Ni(+4)、Cu(2+)、Zn(+2) 第一列过渡元素在高氧化态时均非以其阳离子的水合离子存在(即无V5+(aq)、Cr6+(aq)、Mn7+(aq))，而以共价性的含氧离子存在，如VO2+、CrO42-及MnO4-，最大氧化数不超过最外层3d与4s轨道的价电子总数
第四章过渡元素 第一节过渡元素概述 一、过渡元素在元素周期表里的位置和外围电子层排布 我们从元素周期表上可以看到，表的中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行，包括镧系和锕系，共有63种元素，这些元素包括了第Ⅷ族和全部副族元素，人们习惯上把它们叫做过渡元素。它们分属于第四周期到第七周期，如图4-1所示。 过渡元素原子的电子层排布有共同的特征。从图4-1可以看出，它们的最外电子层都有1—2个s电子(Pd除外)，随着原子序数的递增，增加的电子大多填充在次外层的d 轨道上。其中镧系和锕系元素的原子，增加的电子主要填充在倒数第三层的f轨道上， 少数填充在次外层的d轨道上。过渡元素原子的外围电子层排布反映了它不同于主族元 素原子的核外电子排布的特征。例如，钪(Sc)的外围电子层排布为3d14S2，铀(U)的外围电子层排布为5F36d17S2。过渡元素的许多性质，都跟它们这样的外围电子层排布有关。 二、过渡元素的通性 1．过渡元素都是金属
过渡元素都是金属，所以人们又把它们叫做过渡金属。它们原子的最外层电子数不超过2个，容易失去，原子间也容易形成金属键，固态时呈金属晶体。过渡金属的原子跟同周期主族元素的金属原子相比，一般具有较小的原子半径。过渡金属有较大的密度，较高的熔点和沸点。例如，铂的密度是21.45克/厘米3，约是铝的8倍；钨的熔点是3410℃，是所有金属里最难熔的。 此外，过渡金属还往往具有较高的硬度，较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能，并且可 以组成具有多种特性的合金。例如金、银等金属有优异的延展性，可以抽成极细的金属丝，轧成极薄的金属箔；银、铜等金属具有良好的导电、导热性能，铂、钛、铬、镍等金属都有良好的耐腐蚀性能，等等。 2．过渡元素常有多种可变化合价 过渡元素在形成化合物时，最外层的s电子和次外层的d电子等都有可能参加成键。因此，过渡元素往往有变价。表4-1列出了第四周期过渡元素常见的化合价(下划横线的是比较稳定的价态)。 从表4-1可以看出，从ⅢB族到ⅦB族，元素的最高化合价在数值上跟它的族数相等，那是由于这些元素原子的外围电子层的s电子和d电子数目之和跟族数相等。 3．过渡元素的化合物往往带有颜色 过渡元素的化合物往往带有颜色。这些颜色跟过渡金属离子的结构有关系，也跟所结合的阴离子的种类、晶体里是否有结晶水等因素有关系。例如，氟化铜(CuF2)是白色的，硫化铜(CuS)是黑色的；二氯化钴(CoCl2)是蓝色的，六水合二氯化钴(CoCl2·6H2O)是粉红色的；无水硫酸铜(CuSO4)是白色的，五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)是蓝色的。
过渡元素的结构特点与基本性质 元素周期表中第四、五、六七周期元素中，第ⅢB~ⅤⅢ族，共25种元素，统称为过渡元素。过渡元素的单质都是金属，所以也称为过渡金属元素。见表16.1. 5s0，是一种例外的电子排布)。 镧系、锕系的元素的电子排布，增加的电子填入(n-2)f亚层，例如：57La 4f 05d1 6s 2，在结构上，它们最外层二个电子层都是未充满的，因此在元素周期表的划分上不属于过渡金属元素，而属于内过渡元素。也称之为镧系、锕系元素。 镧系57La ~ 71Lu （15种元素） 4f 0~145d0-1 6s2 锕系89Ac~103Lr铹（15种元素）5f 0~146d0~1 7s2 16.1.1 价电子构型 过渡金属价电子构型的通式为：(n-1)d1~9 ns1~2。 原子核外电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。L. Pauling 原子轨道近似能级图如下： 1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d 也有一些电子排布例外的情况，例如：Z = 24，41 ~ 46： Nb 铌4d45s1不是4d35s2 41 W 钨 5d46s2不是4d55s1 42 Ru 钌4d75s1不是4d65s2 44 Rh 铑4d85s1不是4d75s2 45 Pd 钯4d105s0 不是4d85s2 46 16.1.2 氧化态的规律 过渡金属元素常表现为多种氧化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层电子排布为：(n-1)d1~9 ns1~2 ，(n-1)d轨道与ns轨道能量相近，部分(n-1)d电子参与成键。例：Mn：+2 ~ +7均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7. Fe：+2 ~ +6均出现，主要+2，+3，+6. 过渡金属元素的最高氧化态与所在的族相等，最高氧化态= 所处的族数 例：Sc +3 Ⅲ3d14s2 Cr +6 Ⅵ3d54s1 Mn +7 Ⅶ3d54s1 但Ⅷ族：多数最高氧化态小于其族数，是因为随着有效核电荷的增加（Z *↑），不是所有(n-1)d 电子都参与成键。 在第Ⅷ族，最高氧化态为8的仅见Ru(VIII) 和Os(VIII)。 例如：RuO4、OsO4 Fe(VIII) 和Ni(VIII) 具有强氧化性 而FeO42-（高铁酸根）、NiO42-（高镍酸根）能够稳定存在。