第十八章 d区元素(1)

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过渡元素(1)

O V OOO-
O V OO
O V OO- +H2O
PH=12-10.6
pH 10 pH 9 VO43 (浅黄色） pH 12 HVO4 2 HV2O73 V3O93 pH 7 pH 6.5 pH 3.2 V5O143(红棕色)V2O5 xH 2O(砖红色) pH 1 V10O286(黄色) VO2 (浅黄色)
二、钛及其化合物
二氧化钛的制取
二氧化钛的工业生产，几乎包括了全部无机化学工艺过程，因而被喻为“工艺艺术品”。
二氧化钛的生产可采用硫酸法或氯化法，以钛铁矿为原料的二氧化钛生产常以硫酸法为主。该法主要过程有：(1)硫酸分解精矿制取硫酸氧钛溶液（2）净化除铁（3）水解制偏钛酸（4）偏钛酸煅烧制二氧化钛。钛铁矿精矿成分除FeTiO3外，还有Fe2O3以及SiO2, Al2O3, MnO, CaO, MgO等杂质。160～200°C下，用浓硫酸分解精矿的主要反应如下：
[V (O2 )]3 H 2O2 2 H 2O [VO2 (O2 ) 2 ]3 6 H
钒酸盐与过氧化氢的反应，在分析上可用于定量和比色测定钒。即使在酸性很强的溶液中也没有[V(H2O)6]4+和[V(H2O)6]5+,因为V(IV)、 V(V)的电荷高、半径小，在水溶液中容易水解，常以氧合离子形式存在。钒的电位图：
过渡元素(I)
d区元素通常称为过渡元素，但目前对过渡元素的范围有不同的划分方法。一
种把具有未充满的d电子层或f层的元素称为过渡元素，包括周期系第四、五、六
周期从ⅢB族到VⅢ族的元素，共有直列。另一种采取较为广义的划分，即把常见氧化态时含有未充满的d或f电子层的那些元素称为过渡元素，即IB族也为过

d区元素一(相关知识点)

1、三个过渡系：第一过渡系——第四周期元素从钪(Sc)到锌(Zn);第二过渡系——第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd);第三过渡系——第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg);2、d区元素除 B族外，过渡元素的单质都是高熔点、高沸点、密度大、导电性和导热性良好的金属;3、第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼;4、d区元素的颜色:第一过渡系金属水合离子的颜色：由d10和d0构型的中心离子所形成的配合物，在可见光照射下不发生d-d跃迁；而d1~d9构型的中心离子所形成的配合物，在可见光的照射下会发生d-d跃迁；对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如：VO 43-(淡黄色)、CrO 42-(黄色)、MnO 4-(紫色)等，它们的颜色被认为是由电荷迁移引起的; 5、(1)钛(Ti)是银白色金属，其表面易形成致密的氧化物保护膜，使其具有良好的抗腐蚀性，特别是对湿的氯气和海水具有良好的抗腐蚀性能；(2)加热TiO 22nH O 可得到白色粉末状的TiO 2:3002222CTiO nH O TiO nH O −−−→+;(3)自然界中存在的金红石是TiO 2的另一种存在形式，由于含少量的铁、铌、钒、钽等而呈红色或黄色;(4)TiO 2在工业上用作白色涂料和制造钛的其他化合物； (5) TiO 2+H 2SO 4(浓)=TiOSO 4+H 2O ; TiO 2+2C(s)=Ti(s)+2CO(s) ; (6)制取Ti 的方法：通常用TiO 2、碳和氯气在800C~900C 时进行反应：800~900224222C CTiO C Cl TiCl CO ++−−−−→+ ;用Mg 还原TiCl 4: TiCl 4+2Mg=Ti+2MgCl 2 ; (7)TiCl 4在加热的情况下：2TiCl 4+H 2=2TiCl 3+2HCl ;(8)Ti 4+由于电荷多，半径小，使它具有强烈的水解作用，甚至在强酸溶液中也未发现有[Ti(H 2O)6]4+的存在，Ti 4+在水溶液中是以钛氧离子(TiO 2+)的形式存在；(9)在中等酸度的Ti 4+的盐溶液中加入H 2O 2：TiO2++H2O2=[TiO](H2O2)]2+(橘黄色) ;(10)在酸性溶液中用Zn还原TiO2+时，可形成紫色的[Ti(H2O)6]3+(可简写成Ti3+):2TiO2++Zn+4H+=2Ti3++Zn2++2H2O ;(11)向含有Ti3+的溶液中加入碳酸时：2Ti3++3CO32-+3H2O=2Ti(OH)3(s)+3CO2;(12)在酸性溶液中，Ti3+是一种比Sn2+略强的还原剂，它易被空气中的氧所氧化：4Ti3++2H2O+O2=4TiO2++4H+;(13)有机化学中常用Ti3+来证实硝基化合物的存在，它可将硝基还原为氨基：RNO2+6Ti3++4H2O=RNH2+6TiO2++6H+;6、(1)钒在自然界中的存在极为分散，很少可以见到钒的富矿；(2)钒是银灰色金属，在空气中是稳定的，其硬度比刚大；(3)钒对于稀酸也是稳定的，但在室温下，它能溶于王水或硝酸中，生成VO2+；浓硫酸和氢氟酸仅在加热条件下与钒发生作用；(4)加热时。

第18章 d区元素吉林大学无机化学

1.507V 1.695V 0.564V
Mn2+ MnO2 MnO42-
MnO 4 / MnO 2
2 MnO 4 / MnO 4
还原产物
例如：与SO32-反应
酸性中性碱性
还原产物还与KMnO4加入方式有关。
由软锰矿制备KMnO4 软锰矿粉碎
氧化剂
OH－ △
K2MnO4 墨绿色
铬的单质铬的化合物
水溶液中离子及其反应
概述
铬分族(VIB)：Cr, Mo, W 价电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2
Cr : 3d 4 s
5
5
1 1
常见化合价：+6， +3，+2
Mo : 4d 5s W : 5d 6 s
4 2
(1)铬元素的电势图 2 1.23 E A / Cr O
(3) Cl2或NaClO氧化： 2K2MnO4+ Cl2 == 2KMnO4 + 2KCl
§18.3 铁钴镍
铁、钴、镍的单质铁、钴、镍的化合物水溶液中铁、钴、镍的
离子及其反应
铁、钴、镍的单质
Ⅷ族
Fe Ru Os
Co Rh Ir
Ni Pd Pt
铁系
铂系
Fe Co Ni
价电子构型 6 2 3d 4s 7 2 3d 4s 8 2 3d 4s

2 NH3 H2O + 2 H+
Mn + 2 H+ = Mn2+ + H2(g) 合并： Mn + 2 NH4+ + 2 H2O = Mn2+ + 2 NH3.H2O + H2(g) （似Mg）

高中《无机化学》第十六至十八章测试题及答案

高中《无机化学》第十六至十八章测试题及答案(d区元素、f区元素)(总9页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-高中《无机化学》第十六至十八章测试题及答案（d区元素、f区元素）第十六章 d区元素（一）一、填空题1、在所有过渡元素中，熔点最高的金属是 W ，熔点最低的是 Hg ，硬度最大的是 Cr ，密度最大的是 Os ，导电性最好的是 Ag ，耐海水腐蚀的是Ti 。

2、分别写出下列离子的颜色：[Fe(H2O)6]2+淡绿色，FeO42-紫色，[FeCl4]-黄色，[Fe(H2O)6]3+淡紫色，[Ti(H2O)6]3+紫色，VO43-淡黄色，[Co(H2O)6]2+粉红色，[Mn(H2O)6]2+粉红色，[Ni(H2O)6]2+绿色。

3、CrCl3溶液与氨水反应生成灰绿色的 Cr(OH)3沉淀该产物与NaOH溶液反应生成亮绿色的 Cr(OH)4-。

4、锰在自然界主要以软锰矿的形式存在，在强氧化剂(如KClO3)作用下碱熔时只能得到 +6 价锰的化合物，而得不到高锰酸盐，这是因为后者在碱中和受热均分解。

5、K2Cr2O7(s)与浓H2SO4反应生成的氧化物为 CrO3，它为橙红色，遇酒精立即着火，生成铬的一种绿色氧化物，其化学式为 Cr2O3。

KMnO4(s)与浓H2SO4作用生成的氧化物为 Mn2O7；MnO2与浓H2SO4反应生成的气体是O2。

6、高锰酸钾是强氧化剂，它在酸性溶液中与H2O2反应的主要产物是 O2和 Mn2+，它在中性或弱碱性溶液中与Na2SO3反应的主要产物为 SO42-和MnO2。

7、在强碱性条件下，KMnO4溶液与MnO2反应生成绿色的 K2MnO4；在该产物中加入硫酸后生成紫色的 KMnO4和褐色的 MnO2。

8、三氯化铁蒸气中含有的聚合分子化学式为 Fe2Cl6，其结构与金属 Al 的氯化物相似。

FeCl3能溶于有机溶剂。

9、既可用于鉴定Fe3+，又可用于鉴定Co2+的试剂是 KCNS ，当Fe3+存在时，能干扰Co2+的鉴定，可加入 NaF 因生成 FeF63-而将Fe3+掩蔽起来，消除对Co2+鉴定的干扰。

d区金属

后果
（1） Y3+半径88pm落在Er3+88.1pm附近，Y进入稀土元素。 Sc半径接近Lu3+，常与Y3+共生，Sc也成为稀土元素。（2） Zr与Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素半径十分接近、化学性质十分相近，常伴生在一起，难以分离。 Zr(IV) Nb(V) Mo(VI)
80pm
Hf(IV) 79pm
度大，是宇航、航海、化工设备等的
理想材料。
• 强度好: Al的2－3倍,Mg的5倍耐热合金用于飞机发动机 • 刚性大 : 约为钢的一半，比AlMg大钛能与骨骼肌肉生长在一 • 质轻: 4.54g/ml钢的一半起，称为“生物金属”。时间强度／重量比: 1957 1968 1948 1952 金属中最大 1978 1990 2000 • • 抗腐蚀: 960 2000 钛关节 104005 21000 420000 年产量/T 3 与不锈钢相同，对海水与铂同 45053
所以第五和第六周期的同副族元素及其化合物，性质相似，结构相似，以致给分离工作带来了困难。
ý É ª Ø Ó ë ¶ ¹ ¶ Ô Ë Ô ×°¾ 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 20 30
六
五四
同族从上到下原子半径略增加
Cr -0.90 稀 HCl H2 SO4 Cu +0.339 HNO3 ，浓热 H2 SO4
Mn -1.18 稀 HCl H2 SO4 等 Zn -0.762 稀 HCl H2 SO4 等
可溶该金属的酸元素
各种酸 Fe -0.409 稀 HCl H2 SO4 等
M
2

课件化学--d区元素

Ti的丰度居元素分布序列中第十位，属于含量较为丰富的金属元素。钛的熔点为1680℃，沸点3260℃，密度为4.5g·cm-3。钛具有特强的抗腐蚀作用，无论在常温或加热下，或在任意浓度的硝酸中均不被腐蚀。钛矿物有钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2。
钛或钛合金的密度与人的骨骼相近，对体内有机物不起化学反应，且亲和力强，易为人体所容纳，对任何消毒方式都能适应，因而常用于接骨、制造人工关节等。又称为生命金属。
用水浸取除去可溶盐，得海绵状钛，电弧熔融得钛锭。
§ 2-2 钛的重要化合物
1. 二氧化钛
天然二氧化钛称“金红石”，含杂质。
人工制备纯TiO2俗称“钛白粉”，是优良的白色涂料，着色力强，遮盖力强，化学稳定性好，优于
除s电子外，d电子可参与成金属键，自左向右未成对价电子增多，至VIB族（铬族）可能提供6个单电子，相互作用力大，金属键强，因此在过渡系中，铬族（Cr，Mo，W）熔点最高，硬度也很大，除Mn和Tc外（熔点反常）随后自左向右熔点又有规律下降。
铬族价电子层构型: (n-1)d5ns1
熔点变化示意图
此外，钛或钛合金还具有特殊的记忆功能、超导功能和储氢功能等。
Zr，Hf是稀有金属，锆矿主要有锆英石ZrSO4，价电子结构（n－1）d2ns2，d0电子结构较稳定，所以除最外层s电子，次外层d电子也参加成键， Ti，Zr，Hf最稳定的氧化态是＋4。其次是＋3，＋2较少见。
由于镧系收缩，铪的离子半径与锆接近，所以
FeTiO3 + 2H2SO4 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O TiOSO4 + 2H2O = H2TiO3 + H2SO4 H2TiO3 = TiO2 + H2O

ds区元素[1]详解

第十一章
ds区元素
11.1 ds区元素概述 11.2 ds区元素单质的重要性质 11.3 ds区元素的重要化合物
11.1 ds 区元素概述
IB族： Cu
IIB族: Zn
Ag
Cd
Au
Hg
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
虽然这些元素的最外层电子数分别与IA族和IIA族相同，
但它们之间的性质却有很大的差异。
Zn：419℃； Cd：321℃ Hg：-39℃，是室温下唯一的液态金属
(3)铜族导电性很好：Ag > Cu > Au
(4)易形成合金，可用于提取贵金属黄铜：Cu-Zn；汞齐：Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg
(5)铜族延展性好： Au > Ag > Cu (6)Hg慢性中毒；Cd使蛋白酶失活。
我国铜矿储量世界第三，江西德兴有我国最大铜业基地。银矿：自然界有辉银矿Ag2S、角银矿AgCl深红银矿Ag3SbS3；也有单质银矿。
金矿：主要以单质存在，分成岩脉金（散布在岩石中）和冲积金（分散在砂砾中）；山东、黑龙江和新疆有很多金矿，
如碲金矿AuTe2
锌矿：闪锌矿ZnS，菱锌矿ZnCO3 镉矿：镉常与锌共生在一起。
这是因为ds区元素的有效核电荷比相应的s区元素高得
多 (d,f 电子对外层电子的屏蔽作用不完全 ) ，所以 ds 区元素的化学性质远不如s区元素活泼。
IB族元素d轨道都是刚好填满10个d电子,由于刚填满的d 电子不很稳定,除失去1个s电子外,还有可能失去1个或2 个d电子而形成+2或+3氧化态; IIB族元素d轨道电子已比较稳定,只能失去最外层的2个 s电子,呈+2氧化态; ds区与s区元素性质对比 IB IIB IA IIA

无机化学精品课程-过渡元素金属汞及其化合物ppt课件

5
1.Hg22+与Hg2+的相互转化
反应: Hg+Hg2+==Hg22+ 可自发向右进行要使上述平衡向左移动,采取的方法有两类: (1)形成沉淀：向Hg22+的溶液中加入 NaOH,H2S,NH3等试剂,因产生沉淀,平衡向左移动. (2)形成配合物：加入过量浓HCl或KI,因形成 HgX42-配离子,平衡向左移动.
(3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42-
Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg
(4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
(5)KI: Hg2++2I-==HgI2↓(红)
16
作业
教材P.259 – 263: 6, 12, 13, 17, 19, 20, 24,
26, 27 (加:计算CFSE), 37,
40
思考(不写书面作业): 1, 22, 31, 41, 42
17
Zn2+,Cd2+,Hg2+均形成稳定的[M(CN)4]2-配合物,且从上到下稳定性依次增强,而Hg22+不形成配合物.
7
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成特殊的红棕色的碘化氨基·氧合二汞(Ⅱ)沉淀：

chapter 18 第18章 ds 区元素

HNO3 作为氧化剂，盐酸作为配位剂
(四)Ag 、Au 在O2 存在下都能溶于KCN 溶液，形成配合物
Ag(CN) 2
Au(C 4 N)
有O2 时Cu能溶于氨水:
4 Cu O 2 8 NH 3 2 H 2O 4 Cu(NH ) 4 O H 3 2
无色 O2 蓝色
2 C u(NH ) 4 3
3Ag2S 8HNO3 (浓) △ 6 AgNO 3 S 2 NO 4 H O 3 2
M2S 4 CN 2[M(CN) ] S 2 2
6、配合物
中心体：Cu+ 、Ag+ 均为d10 型离子，具有空的外层s，p 轨道。配位体：X-、NH3、S2O32–、CN –等配位数：2、4 构型：直线型或四面体型。
△ 3C u2 2NO 3S 4H O 2
3 2CuS 10CN 2Cu(CN) 2S 2 (CN)2 4
5、配合物
Cu2+与CN– 形成配合物时比较特殊：
2
2Cu
4CN 2CuCN (CN) 2 (白色) CN–
Cu(CN) 2
三、 Cu(II) 与Cu(I) 的转化
0.153V + 0.52V Cu Cu2+ Cu I2 0.535V I
-
2Cu 2 4I 2CuI I 2
K sp 5.06 10 12
▼ 水溶液中：稳定性 Cu(I) < Cu(II) 水合热
Cu 2O H 2SO4 CuSO 4 Cu H 2O
2Cu Cu2 Cu K 1.2 106
▼ 有配合剂、沉淀剂存在时Cu(I)稳定性提高电极电势减小，阻止歧化

d区元素

（1）同周期元素的活泼性从左至右降低（2）第二、三过渡系金属单质活泼性降低， Zr、Hf 仅能溶于王水，Ru、 Rh、 Os、Ir不溶于王水，与其有较大的电离能、升华焓有关，有些还易形成致密的氧化膜
（3）与B、C、N形成间充式化合物，m.p.比纯金属还高，TiC、 WC、TiN、TiB 的 m.p. > 3000℃，硬度都接近于金刚石
ZnS (硫化锌) ZnS (BaSO4) (锌钡白) CdS/CdSe (镉红)
铬酸盐
白色
红色
Pb(Cr, Mo, S)O4 (钼红)
黄色
CdS (镉黄)
PbCrO4或Pb(Cr, S)O4 (铬黄) ZnCrO4 (铬酸锌)
绿色
Cr2O3 铬绿 (氧化铬绿) (铅铬黄+铁蓝) (Co, Ni, Zn)2O4 (尖晶石绿)
许多国家都在颁布相应的法律限制使用含有危害人体健康和环境的重金属元素（如 Cd、Cr、Hg、Mo等）的颜料，因此，发展新型、无毒的无机颜料材料已迫在眉睫。已有人将 γ– Ce2S3 掺杂着碱金属作为红色和黄色颜料. 它们可用于染色制衣工业和塑料工业，从而替代了CdSe1-xSx材料。
(1 ) 颜色的互补 (2 ) 无机化合物生色机理— 产生能量较低的激发态
水可以部分地被氯离子所置换，形成不同的水合异构体，并呈现不同的颜色：
[Cr(III)(H2O)6] Cl3
紫色淡绿色
[Cr(III)Cl(H2O)5]Cl2· H2O
[Cr(III)Cl2(H2O)4]Cl· 2H2O
暗绿色
实验室见到的三价铬离子溶液常为淡绿色，就是因为部分内界H2O被溶液中的氯离子所置换的缘故。
第一电离能
总趋势: 同周期左→右小→大同副族不规律

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对中心原子内层 (n-1) d电子产生强烈排斥d电子发生重排内轨型配合物
（4）稳定性由于 (n-1)d 轨道的能量比 nd 轨道的能量低对同一个中心体而言，一般内轨型配合物比外轨型配合物稳定。 5. 配合物的磁性 • 物质的磁性是指它在磁场中表现出来的性质。 • 物质受磁场的影响可分为：反磁性和顺磁性。
（2）原因—镧系(Ln)收缩(Lanthanide Contraction)
镧系元素的原子半径和Ln3＋离子半径/pm
IIIB
21 Sc
160.6 73.2
原子序数元素符号原子半径 Ln3＋离子半径
58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 70 Lu
39 Y
181 89.3
57 La
187.7 182.4 182.8 182.1 181.0 180.2 204.2 180.2 178.2 177.3 176.6 175.7 174.6 194.0 173.4 106.1 103.4 101.3 99.5 97.9 96.4 95.0 93.8 92.3 90.8 89.4 88.1 86.9 85.8 84.8
[Sc(H2O)6]3+ [Ti(H2O)6]3+ [V(H2O)6]3+ [Cr(H2O)6]3+ [V(H2O)6]2+ [Cr(H2O)6]2+ [Mn(H2O)6]3+
无色溶液紫色绿色紫色紫色蓝色红色
第一过渡系金属水合离子的颜色（续前表）
d电子数 d5 d5 d6 d6 d7 d8 d9 d10 水合离子 [Mn(H2O)6]2+ [Fe(H2O)6]3+ [Fe(H2O)6]2+ [Co(H2O)6]3+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]2+ [Cu(H2O)6]2+ [Zn(H2O)6]2+ 水合离子的颜色淡红色淡紫色淡绿色蓝色粉红色绿色蓝色无色
外层只有1-2个电子，易失去，所以它
们都是金属元素。
18.1.3 原子半径
1. 周期的变化
（1）现象第一过渡系元素的原子半径/pm
元素 r/pm 现象 Sc Ti V Cr Mn 117 Fe 117 Co Ni Cu 117 Zn 125
144 136 122 118
116 115
半径缓慢减小
5p
[Ag(NH3)2]+
NH3 NH3 4d
5s
5p
sp杂化
2. 配位数为4的配合物的杂化方式及空间构型（1）[NiCl4]2-：Ni 3d84s2
sp3杂化
Ni2+ 3d8 外轨型
四面体
Ni2+
3d
4s
4p ClCl- Cl-
[NiCl4]2Cl3d 4s
4p
sp3杂化
（2）[Ni(CN)4]2-：Ni 3d84s2
W Cr Os Ag
18.1.6 单质的化学性质
第四周期过渡元素的金属的标准电极电势元素
Sc Ti -1.63 V -1.2 Ni Cr -0.90 Cu Mn -1.18 Zn
元素
Fe
Co
-0.409 -0.282 -0.236 +0.337 -0.762
从左到右，金属的标准电极电势总趋势升高，活泼性逐渐降低。
3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 Fe +8 +8 Co +9 +4 Ni +10 +4 Cu +11 +3 Zn +12 +2
（1）现象:
ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB Ⅷ
（第一列）已制备出族氧化态化合物
（RuO4，OsO4，FeO4）。 Ⅷ （第二列、第三列）至ⅡB均未制备出族氧化态化合物。
3. 过渡元素形成配合物的倾向
过渡元素具有能量相近的空价
电子轨道。 d轨道部分的填充电子，对核的屏蔽效应小，吸引配体能力强，导致有很强的形成配合物的倾向。
4. 过渡元素形成的常见还原剂和氧化剂常见还原剂和氧化剂
IIIB 还原剂相应氧化产物氧化剂相应还原产物 IVB TiCl3 VB VIB CrCl2 VIIB VIII FeSO4
（1）定义
含有未成对电子的物质被磁场所吸引，称此为顺磁性物质。（2）表示
顺磁性物质产生的磁效应用磁矩表示
μ n(n 2) (B.M)
式中, µ为磁矩； n 为未成对电子数； B.M 为波尔磁子。
半径增大
（2）原因——屏蔽效应(Screening Effect)
2. 族的变化
（1）现象 d区各族元素原子的共价半径/pm
族
周期 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
4
5
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 144 136 122 118 117 117 116 115 117 125
18.1.7 化合物的性质
1. 最高氧化态水合物的酸碱性元素最高氧化态氧化物的水合物酸碱性
IIIB
碱性增强
Sc(OH)3 弱碱性 Y(OH)3 中强碱
IVB
Ti(OH)4 两性 Zr(OH)4 两性微碱
VB
HVO3 两性 Nb(OH)5 两性
VIB
H2CrO4 强酸性 H2MoO4 弱酸性
镧系收缩使它后面的各对过渡元素性
质相似，分离困难。如下表：过渡系元素的离子半径
ⅢB Y3+ 89.3 La3+ 101.6 ⅣB Zr4+ 80 Hf4+ 79 ⅤB Nb5+ 70 Ta5+ 69 ⅥB Mo6+ 62 W6+ 62
18.1.4 氧化态
1. 同周期元素族氧化态稳定性变化趋势第一过渡系元素族氧化态和实际最高氧化态
过渡金属从左到右，族氧化态稳定
性下降，低氧化态稳定性上升。
3. 同族元素族氧化态稳定性变化趋势
（1）现象低氧化态稳定性增强高氧化态稳定性增强
IIIA Ga In Tl
VIB Cr Mo W
（2）规律
d区元素氧化态另一条明显的变化是：同族元素自上而下形成族氧化态的
配位体至少有一对孤对电子 (如F- 、H2O、 CN- )； L将孤对电子填入杂化轨道，形成配键。
形成配位键的必要条件：
中心原子有空轨道，配位体有孤对电子
1. 配位数为2的配合物的杂化方式及空间构型 [Ag(NH3)2]+：Ag 4d105s1
sp杂化
Ag+ 4d10
直线形
外轨型
4d
5s
Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+
稳定性增大
（1）现象
最不稳定的二价离子是 Sc2+，迄今
未制得 Sc2+ 水合物；
最稳定的二价离子是Zn2+，尚未发现
高于 +2 的氧化态。（2）规律
d 区金属自左至右，低氧化态稳定性上升。
（3）原因
核电荷逐渐增加对价层电子控制能
力逐渐加大的结果。
FeF63-
• 中心原子采用内层的(n-1)d、ns、np轨道
杂化所形成的配合物称内轨型配合物。
如：Ni(CN)42Fe(CN)63-
（2）形成条件 • 电负性高的配位原子, 易生成外轨型配合物，如：卤素、H2O；
• 电负性低的配位原子, 易生成内轨型配合物，
如：CN-、NO2-；
• 内层d轨道已经全部占据且填充了成对电子。
VIIB
HMnO4 强酸性 HTcO4 酸性
La(OH)3 强碱性
Ac(OH)3 强碱
Hf(OH)4 两性微碱
Ta(OH)5 两性
H2WO4 弱酸性
HReO4 弱酸性
酸性增强
2. d区元素离子的颜色第一过渡系金属水合离子的颜色
d电子数水合离子水合离子的颜色
d0 d1 d2 d3 d3 d4 d4
（2）规律:
从左到右，形成族氧化态的能力下降。
（3）原因:
与 d 电子数有关：
成单电子数减少，一旦d轨道达到半满
后，d电子成键能力大大降低。
2. 同周期元素低氧化态（+2氧化态)稳定性变
化趋势 +2氧化态稳定性变化趋势
d电子组态
d1
d2
d3
V2+
d4
Cr2+
d5
Mn2+
d6
d7
d8
d9
d10
M2+(aq) Sc2+ Ti2+
18.1 d区元素的通性 18.1.1 过渡元素与过渡系
副族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
钪钛钒铬锰
Ⅷ ⅠB ⅡB
铁系、铂系
铜
锌
4
5
第一
第二
Sc
Y
Ti
V
Cr Mn Fe Co Ni
Cu
Ag
Zn
Cd
Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd
6
7
第三 La Hf Ta
W
Re Os Ir
Pt
Au
Hg
如Zn2+，3d10。 • NH3介乎于两种情况之间：时内时外，中心离子的电荷增多，有利于形成内轨型配合物
Co(NH3)63＋。