第二十四章 d 区金属(二)第五、第六周期d区金属

第20章d区金属（二）第五、六周期d区金属20.1 简述第五、第六周期d区金属与第四周期d区金属的主要差别。

答：①由于(n－1)d和ns能级交错的情况更多一些，所以第二、三过渡元素中就出现了多个具有特殊电子构型的元素。

②第三电离能或更高级的电离能与第一电离能或第二电离能之差，则是第一过渡系元素远比第二、三过渡元素的大。

③第五、六周期d区金属元素为d区重过渡元素，第四周期d区金属中Sc、Ti属轻金属。

④第二、三过渡系列元素的高氧化态稳定，低氧化态化合物不常见，而第一过渡系元素的低氧化态稳定。

⑤第二、三过渡元素配合物的配位数较高，形成金属—金属键的元素较多。

⑥第一过渡系元素既可形成高自旋，也可形成低自旋八面体配合物，而第二、三过渡系金属离子一般只形成低自旋化合物。

⑦第二、三过渡系元素磁性要考虑自旋—轨道耦合作用，化合物的磁矩只能按μ=LLSS∆)1+，而第一过渡系元素化合物的磁矩基本符合自旋关系式)1(+(+effμn=n)2(+。

eff20.2 为什么锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似，如何分离锆和铪？答：因为锆、铪的外层电子构型相同(n-1)d2ns2，原子半径相等，所以锆、铪及其化合物的物理、化学性质非常相似。

分离锆、铪主要采取离子交换或溶剂萃取法。

①离子交换法是利用强碱型酚醛树脂R-N(CH3)3+Cl－阴离子交换剂，使Zr和Hf形成的ZrF62－、HfF62－离子与阴离子树脂进行吸附交换，由于锆、铪配离子与阴离子树脂结合能力不同，所以可以用HF和HCl混合液为淋洗剂，使这两种阴离子先后被淋洗下来。

②Zr-Hf的溶剂萃取法就是利用Zr、Hf的硝酸溶液与有机相磷酸三丁酯（TBP）或三锌胺（TDA）的甲基异丁基酮溶液混合振荡萃取的过程，由于锆的配位能力比铪强，比较容易进入有机溶剂相中，因而达到分离效果。

20.3 举出铌、钽化合物性质的主要差别以及分离铌和钽的方法？解：铌、钽化合物性质的主要差别：①Nb2O5和Ta2O5与过量的碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔，然后溶于水时，生成同多酸根阴离子的溶液，当pH＜7时，Nb产生水合氧化物沉淀，当pH＜10时，Ta产生水合氧化物沉淀。

元素周期表s区p区d区怎么划分
根据是价电子层的排布方式。

s区包括第一、二主族的全部元素；p区包括第三主族到第七主族加上零族的元素；d区包括第三到第七副族的元素（除掉镧系元素和锕系元素）加上第八族的元素；ds区包括一、二副族的元素；f区包括镧系元素和锕系元素。

化学元素周期表
化学元素周期表是根据核电荷数从小至大排序的化学元素列表。

列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中，如碱金属元素、碱土金属、卤族元素、稀有气体，非金属，过渡元素等。

这使周期表中形成元素分区且分有七主族、七副族、Ⅷ族、0族。

由于周期表能够准确地预测各种元素的特性及其之间的关系，因此它在化学及其他科学范畴中被广泛使用，作为分析化学行为时十分有用的框架。

第20章d区元素（⼆）第20章d区⾦属(⼆)第五、第六周期d区⾦属第⼀节基本特征（重过渡元素的特点）⼀．⽓态原⼦的基态电⼦构型第⼆系列过渡元素中Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag，第三系列中Pt和Au都具有特殊电⼦结构的元素，⼀般说来，4d与5s以及5d与6s 轨道能级差⽐3d与4s轨道能级差⼩，因此出观(n+1)s与nd能级交错的情况就更多些。

⼆．原⼦半径和离⼦半径重过渡元素中有好⼏对元素的原⼦半径和离⼦半径⾮常接近：对于配合物的⽴体构型来说，第⼆、第三过渡系元素的六配位⼋⾯体构型相当普遍，四⾯体构型较少，平⾯正⽅形的结构只有d8组态的Pd2+和Pt2+中存在。

三、⾼氧化态与低氧化态的稳定性与第⼀系列过渡⾦属元素相反，第⼆、三系列过渡⾦属元素⾼氧化态稳定，低氧化态不稳定。

例如Cr2O72-、MnO4-是很强的氧化剂，但MoO42-、ReO4-的氧化性很弱。

当H+ = mol·L-1时，1/2 Cr2O72- + 7 H+ + 3e == Cr3+ +7/2H2Oθ = 1.33VH2MoO4 + 6 H+ +3e == Mo3+ + 4H2Oθ= 0.1V四、d4—d7构型形成配合物的特征d4—d7构型的第⼀系列过渡⾦属既可以形成低⾃旋，也可以形成⾼⾃旋⼋⾯体配合物，⽽第⼆、三系列过渡⾦属离⼦⼀般只形成低⾃旋配合物。

这说明第⼆、三系列过渡⾦属离⼦⼤于第⼀系列过渡⾦属离的配合物分裂能o⼦，或是成对能P⼩于第⼀过渡系⾦属离⼦的。

第⼆节锆和铪这两种元素的化学⾏为极其相似，⽐任何其它同族的⼀对元素更近似。

ZrSiO4 + 4C ??→电弧炉ZrC + SiO2 + COZrC +2Cl2 ??623ZrCl4+ C （与Ti相似）-723→ZrO2 + 2C + 2Cl2 ??→1173ZrCl4 + 2COKZrCl4(g) + 2Mg(l) ??11502MgCl2(s) + Zr(粗)→KArZr(粗) + 2I2 ??→473ZrI4KZrI4??→1673Zr + 2I2K第⼆节铌和钽(Niobium and Tantalum)铌、钽在空⽓中很稳定，能抵抗除氢氟酸以外的⼀切⽆机酸，包括王⽔。

第 24 章 d 区金属（二）[ 教学要求]1.掌握第五、第六周期d 区金属的基本特征及其周期性规律。

2.掌握锆铪分离和铌钽分离。

3.握VIB 族钼、钨元素及其重要化合物的性质和用途，掌握同多酸、杂多酸及其盐的概念。

4.了解铂系元素及其化合物的性质和用途以及铂系金属周期性规律。

[ 教学重点]1.过渡元素的价电子构型特点及其与元素通性的关系。

2.Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni 的单质及化合物的性质。

[ 教学难点]同多酸、杂多酸及其盐的概念，Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni 的配合物的性质。

[ 教学时数] 6 学时[ 主要内容]1.第五、第六周期d 区金属的基本特征及其周期性规律。

2.锆和铪的单质、氧化物、卤化物、配合物的性质，锆和铪的分离。

3.铌和钽的单质、氧化物、水合氧化物、卤化物的性质，铌和钽的分离。

4.钼和钨的单质、氧化物、含氧酸、同多酸、杂多酸及其盐的性质。

5.锝和铼的单质、氧化物、含氧酸、配合物的性质。

6.铂系元素的单质、氧化物、含氧酸、卤化物、配合物的性质。

[ 教学内容]1.第五、六周期d区金属元素的基本特征：基态电子构型特例多；两系列元素原子半径很接近；金属单质密度大、熔点、沸点高；高氧化态稳定，低氧化态不常见；配合物的配位数较高，主要形成低自旋配合物，形成金属—金属键的元素较多；化合物的磁性要考虑自旋—轨道耦合作用。

2.锆和铪的存在、制备与分离，单质的性质和用途，以及重要化合物的性质。

3.铌和钽的存在、制备与分离，单质的性质和用途，以及重要化合物的性质。

4.钼和钨的存在与冶炼，性质、反应和用途，重要化合物的性质，以及钼和钨同多酸、杂多酸及其盐的性质和生物方面的应用。

5.锝和铼单质的性质和用途，以及重要化合物的性质。

6.铂系金属简介，介绍铂系元素的通性，单质的提炼与分离、性质和用途，氧化物和含氧酸盐、卤化物及其配合物的性质和反应。

24-1 基本特征(1) 基态电子构型特例多(2) 原子半径很接近(3) 密度大、熔点、沸点高(4) 高氧化态稳定, 低氧化态不常见(5) 配合物的配位数较高, 形成金属- 金属键的元素较多(6) 磁性要考虑自旋- 轨道耦合作用24-2 锆和铪1、存在、制备与分离2、性质和用途3、重要化合物(1) 氧化物(2) 卤化物(3) 锆的配合物24-3 铌和钽1 存在、性质与用途2 制备和分离3 重要化合物(1) 氧化物及水合氧化物(2) 卤化物24-4 钼和钨4-1 钼和钨的化合物钼和钨在化合物中可以表现+II 到+VI 的氧化态，其中最稳定的氧化态为+VI ，如三氧化物，钼酸和钨酸及其盐都是重要的化合物。

无机化学第二章答案【篇一：大学无机化学第二章(原子结构)试题及答案】txt>本章总目标：1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。

3：掌握各类元素电子构型的特征4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。

各小节目标：第一节：近代原子结构理论的确立学会讨论氢原子的玻尔行星模型e?第二节：微观粒子运动的特殊性1：掌握微观粒子具有波粒二象性（??2：学习运用不确定原理（?x??p?第三节：核外电子运动状态的描述1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。

2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。

3：掌握核外电子可能状态数的推算。

第四节：核外电子的排布1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。

2;掌握核外电子排布的三个原则：1能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低○的院子轨道。

2pauli原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是在○同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。

3hund原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式○hh）。

?pmv13.6ev。

n2h）。

2?m分别占据不同的轨道。

3:学会利用电子排布的三原则进行第五节：元素周期表认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。

第六节：元素基本性质的周期性掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化1从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引1：原子半径——○2随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力力也增加，使原子半径逐渐减小；○也增强，使得原子半径增加。

但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。

2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。

第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。

了解化学发展的现状。

掌握学习化学的正确方法。

第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。

熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。

熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。

掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。

会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。

熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。

1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。

其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。

2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。

3．第5节是本章第1个重点。

基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。

本节小字部分为阅读材料。

4．第6节是本章第2个重点。

基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。

本节小字内容不作教学要求。

5．第7、8节是本章最后1个重点。

简明无机化学第二版答案【篇一：《无机化学》习题解析和答案】》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。

《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。

《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章 s区元素（4学时）第二十一章 p区金属（4学时）第二十二章 ds区元素（6学时）第二十三章 d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章 d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1 ．化学的研究对象什么是化学？● 化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。

（太宽泛）● 化学研究的是化学物质 (chemicals) 。

● 化学研究分子的组成、结构、性质与变化。

● 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

● 化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。

金属元素与所处周期一、金属元素的概念金属元素是指在元素周期表中，具有金属光泽、良好的导电性、导热性和可塑性的元素。

金属元素通常位于周期表的左侧和中间区域。

二、金属元素的电子排布金属元素的原子结构特点是外层电子较少，容易失去电子形成阳离子。

金属元素的最外层电子数一般小于4个，多数金属元素的最外层电子数为1、2或3个。

三、金属元素所处的周期金属元素主要位于周期表的左侧和中间区域，它们所处的周期一般为第1、2、3周期。

其中，第1周期的金属元素有锂（Li）、铍（Be）；第2周期的金属元素有钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）；第3周期的金属元素有钾（K）、钙（Ca）、钪（Sc）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、锌（Zn）、镓（Ga）、锗（Ge）、砷（As）、硒（Se）、溴（Br）等。

四、金属元素的性质1.金属光泽：金属元素具有独特的金属光泽，能够反射光线。

2.导电性：金属元素具有良好的导电性，可以传导电流。

3.导热性：金属元素具有良好的导热性，能够迅速传递热量。

4.可塑性：金属元素具有可塑性，可以被拉伸成丝或压制成片。

5.延展性：金属元素具有延展性，可以被拉伸成细丝或压制成薄片。

6.韧性：金属元素具有韧性，能够承受较大的冲击和振动。

7.耐腐蚀性：金属元素具有一定的耐腐蚀性，能够抵抗化学腐蚀。

五、金属元素的分类金属元素可以根据其化学性质和物理性质进行分类。

常见的金属元素分类有：1.碱金属：如锂（Li）、钠（Na）、钾（K）等。

2.碱土金属：如铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）等。

3.过渡金属：如钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）等。

4.贵金属：如金（Au）、银（Ag）、铂（Pt）等。

5.轻金属：如铝（Al）、镁（Mg）等。

6.重金属：如铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）等。

六、金属元素的应用金属元素在工业、建筑、电子、航空等领域具有广泛的应用。

例如，铁（Fe）主要用于制造钢铁和建筑材料；铝（Al）广泛应用于包装、建筑和交通工具制造；铜（Cu）用于电线电缆和各种电器制造；金（Au）主要用于珠宝首饰和电子工业等。