过渡元素(3)

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III B-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.表16.1过渡金属元素(d 区元素共25种)周期'族 III B IV B V B VI B VII B VIII 四 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 五 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 八 La Hf Ta wRe Os lr Pt 七Ac过渡金属元素属于III V III 族，d 区，外层电子排布为(n-l)d 1-9 ns 1-2 (Pd, 4d 105s 。

，是一种例外的电子排布)。

翎系、铜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°5d 16s 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。

也称之为翎系、钢系元素。

翎系 57La 〜71Lu (15 种元素) 4f°-145d°-1 6s 2铜系 89Ac~103Lr 镑(15 种元素)5f 。

或6^-17s 216.1.1价电子构型过渡金属价电子构型的通式为：(n-l)dinsf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：Is; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p: 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d有一些电子排布例外的情况，例如：Z=24, 41 -46：不是4d 35s 2不是4d 55s 1不是4d 85s 2真化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层 ■l)d 轨道与ns 轨道能量相近，部分(n-l)d 电子参与成键。

+2, +3,+4, +6, +7. ,+3, +6.的族相等，最高氧化态二所处的族数s 2Mn +7 VII SdMs 1但Mil 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(ZT),不是所有 (n-l)d 电子都参与成键。

第1篇一、实验目的1. 熟悉过渡元素的性质及其在化学和工业中的应用。

2. 掌握过渡元素的一些典型实验操作。

3. 通过实验探究，加深对过渡元素知识的理解和应用。

二、实验原理过渡元素位于元素周期表的d区，具有独特的性质，如多种氧化态、较高的熔点和硬度、催化性能等。

这些性质使得过渡元素在化学和工业中具有广泛的应用。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：试管、酒精灯、铁架台、烧杯、滴管、镊子、移液管等。

2. 试剂：FeCl3溶液、KSCN溶液、K4[Fe(CN)6]溶液、HCl、H2SO4、HNO3、CuSO4溶液、NaOH溶液、苯、乙醇等。

四、实验内容1. 过渡元素的氧化还原性质（1）实验原理：利用FeCl3溶液与KSCN溶液的反应，观察血红色的Fe(SCN)3生成，说明Fe3+具有氧化性。

（2）实验步骤：取一支试管，加入少量FeCl3溶液，滴加KSCN溶液，观察现象。

（3）实验现象：溶液变为血红色。

（4）实验结论：Fe3+具有氧化性。

2. 过渡元素的配位性质（1）实验原理：利用K4[Fe(CN)6]溶液与FeCl3溶液的反应，观察普鲁士蓝的生成，说明Fe3+与[Fe(CN)6]4-形成配位化合物。

（2）实验步骤：取一支试管，加入少量FeCl3溶液，滴加K4[Fe(CN)6]溶液，观察现象。

（3）实验现象：溶液变为蓝色。

（4）实验结论：Fe3+与[Fe(CN)6]4-形成配位化合物。

3. 过渡元素的催化性质（1）实验原理：利用CuSO4溶液作为催化剂，观察苯与乙醇在CuSO4催化下的反应，说明Cu2+具有催化作用。

（2）实验步骤：取一支试管，加入少量苯和乙醇，滴加CuSO4溶液，加热，观察现象。

（3）实验现象：溶液变为蓝色，且有气体产生。

（4）实验结论：Cu2+具有催化作用。

4. 过渡元素在工业中的应用（1）实验原理：利用FeCl3溶液作为印染工业的染料。

（2）实验步骤：取一支试管，加入少量FeCl3溶液，观察溶液颜色。

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。