第12章 d区元素和f区元素
【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。
解：d 区元素最后一个电子填充到d 轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB -ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高, 密度大, 导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
或：d 区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d轨道上的电子数不同。又因(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，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。
【12-2】完成下列反应式：
（1）TiO2+H2SO4(浓)→
（2）TiO2++Zn+H+→
（3）TiO2+C+Cl2→
（4）V2O5+NaOH→
（5）V2O5+H2SO4→
（6）V2O5+HCl→
（7）VO2++H2C2O4+H+→
解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O
（2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O
（3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO
第十六章 d区元素（一）预习提纲
1、d区元素性质变化的一般规律，包括原子半径，电离能，物理性质，化学性质，氧化态及颜色。
2、钛，钒及其化合物。
3、铬的化合物，铬离子的反应，多酸型配合物结构。
4、锰的重要化合物性质。水溶液中锰离子的反应。
5、铁，钴，镍重要化合物性质及相应反应。
第十六章 复习题
一、是非题：
1、从元素钪开始，原子轨道上填3d电子，因此第一过渡系列元素原子序数的个位数等于3d上的电子数。
2、除ⅢB外，所有过渡元素在化合物中的氧化态都是可变的，这个结论也符合与ⅠB族元素。
3、ⅢB族是副族元素中最活泼的元素，它们的氧化物碱性最强， 接近于对应的碱土金属氧化物。
4、第一过渡系列的稳定氧化态变化，自左向右，先是逐渐升高，而后又有所下降， 这是由于d轨道半充满以后倾向于稳定而产生的现象。
5、元素的金属性愈强，则其相应氧化物水合物的碱性就愈强；元素的非金属性愈强，则其相应氧化物水合物的酸性就愈强。
6、低自旋型配合物的磁性一般来说比高自旋型配合物的磁性相当要弱一些。
二、选择题：
1、过渡元素原子的电子能级往往是(n-1)d > ns，但氧化后首先失去电子的是ns 轨道上的，这是因为:
A、能量最低原理仅适合于单质原子的电子排布。
B、次外层d上的电子是一个整体，不能部分丢失。
C、只有最外层的电子或轨道才能成键。
D、生成离子或化合物，各轨道的能级顺序可以变化。
2、下列哪一种元素的(Ⅴ)氧化态在通常条件下都不稳定
A、Cr(Ⅴ) B、Mn(Ⅴ) C、Fe(Ⅴ) D、都不稳定
3、Cr2O3，MnO2，Fe2O3在碱性条件下都可以氧化到(Ⅵ)的酸根， 完成各自的氧化过程所要求的氧化剂和碱性条件上
A、三者基本相同 B、对于铬要求最苛刻
第十六章 d区元素(一)
1、在所有过渡元素中，熔点最高的金属是 ，熔点最低的是 ，硬度最大的是 。密度最大的是 ，导电性最好的是 ，耐海水腐蚀的是 。
2、分别写出下列离子的的颜色：[Fe(H2O)6]2+
色，FeO42－
色，[FeCl4]－
色，[Fe(H2O)6]3+
色，[Ti(H2O)6]3+
色，VO43－
色，[Co(H2O)6]2+ 色，[Mn(H2O)6]2+ 色，[Ni(H2O)6]2+ 色。
3、CrCl3溶液与氨水反应生成 色的 沉淀，该产物与NaOH溶液反应生成 色的 。
4、锰在自然界主要以
的形式存在，在强氧化剂（如KClO3）作用下碱熔时只能得到
价锰的化合物，而得不到
酸盐，这是因为后者
。
5、K2Cr2O7（s）与浓H2SO4反应生成的氧化物为 ，它为 色，遇酒精立即着火，生成铬的一种 色氧化物，其化学式为 。高锰酸钾与浓硫酸作用生成的氧化物为 ；二氧化锰和浓硫酸反应生成的气体是
。
6、高锰酸钾是
剂，它在酸性溶液中与H2O2反应的主要产物是
和 ，它在中性或弱碱性溶液中与Na2SO3反应的主要产物为
和 。
7、在强碱性条件下，高锰酸钾溶液与二氧化锰反应生成 色的 ；在该产物中加入硫酸后生成
色的
和
色的
。 8、三氯化铁蒸汽中含有的聚合分子化学式为
，其结构与金属
的氯化物相似。三氯化铁
溶于有机溶剂。
9、即可用于鉴定Fe3+，又可用于鉴定Co2+的试剂是 ；当Fe3+存在时，能干扰Co2+的鉴定，可加入 因生成 而将Fe3+掩蔽起来，消除对Co2+鉴定的干扰。
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【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。
解：d 区元素最后一个电子填充到d 轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB -ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高, 密度大, 导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
或：d 区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d轨道上的电子数不同。又因(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，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。
【12-2】完成下列反应式：
（1）TiO2+H2SO4(浓)→
（2）TiO2++Zn+H+→
（3）TiO2+C+Cl2→
（4）V2O5+NaOH→
（5）V2O5+H2SO4→
（6）V2O5+HCl→
（7）VO2++H2C2O4+H+→
解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O
（2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O
（3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO
