第13章 过渡元素-N
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第二十一章 过渡元素(一)对于过渡元素的划分一般有三种不同的划法:(1)所以的副族元素都是过渡元素,即从ⅢB 钪开始,到ⅡB 锌分族为止共30个元素(不包括镧系和锕系)。
(2)仅指Ⅷ族的铁系、铂系九个元素。
(3)从ⅢB 钪开始,到Ⅷ铁系、铂系为止,因为这些元素在原子结构上具有共同特点,即具有未填满的d 电子,所以这些元素又称为d 组元素,而我们这本书所指的过渡元素即是从ⅢB 钪分族到Ⅷ族为止,共8个直列,25个元素,也即第三种看法:本章主要介绍过渡元素的通性和ⅥB 和ⅦB 元素的性质。
本章要求:1、掌握过渡元素的价电子层构型的特点及其与通性的关系。
2、掌握铬、锰的单质和化合物的性质,用途。
§21-1 过渡元素通性和讨论主族元素不同的是,过渡元素在横排中的差异性很小。
例如:金属性递变不明显,原子半径,电离势等随原子序数增加虽有变化,但不显著,反映出各元素间从左至右的水平相似性。
因而通常根据过渡元素在周期表中的位置,将其分为三个过渡系列:过渡元素特别是同周期元素有许多共同的性质。
1、它们都是金属:它们的硬度较大,溶、沸点较高,导电、导热性能好,易形成合金。
2、大部分过渡元素的电极电势为负值,即还原能力强。
例如:第一过渡系元素都能从稀酸中置换出氢气。
3、除少数例外,它们都存在多种氧化态。
例如:++++++764263,,,,,Mn Mn Mn Mn Cr Cr4、它们的水合离子,酸根离,以它们为中心原子形成的配合物常呈现一定颜色。
)( )( )(423紫色绿色紫色--+MnO CrO Cr5、由于具有部分填充的电子层,它们能形成一些顺磁性化合物。
6、它们的原子或离子形成配合物的趋向都较大。
结构决定性质,以上这些性质和它们的电子层结构有关。
1-1 过渡元素的电子层构型:过渡元素各原子的电子排布是以d n )(1-和ns 都未充满为特征的,所以过渡元素通常是指价电子层结构为2~19~11ns d n )(-的元素。
元素周期表中的过渡元素元素周期表是化学中一张重要的“地图”,该表按照化学元素的原子序数,显示了各元素的基本信息和特性。
其中,过渡元素是周期表中的一类重要元素,具有特殊的电子排布和化学性质。
本文将从过渡元素的定义、周期表中的位置、特性以及应用等方面进行探讨。
一、过渡元素的定义过渡元素是指周期表中d区的元素,它们的d轨道电子不满足“2n^2”原则。
具体来说,过渡元素的外层电子排布为(n-1)d^1-10ns^1-2,其中n为外层电子壳层的主量子数。
过渡元素特有的电子排布使其具有独特的物理和化学性质。
二、周期表中的过渡元素过渡元素主要分布在周期表的d区,从第3周期开始,一直延伸到第7周期。
常见的过渡元素包括钛(Ti)、铁(Fe)、铜(Cu)、银(Ag)等,共有38个元素。
在周期表中,它们有着相似的电子排布和共同的化学性质。
三、过渡元素的特性1. 高熔点和高密度:过渡元素具有较高的熔点和密度,这归功于它们结构中复杂的d电子排布和较强的金属键。
2. 多样的氧化态:过渡元素的d电子容易参与化学反应,具有多样的氧化态。
例如,铁可以呈现+2、+3和+6等多种氧化态。
3. 彩色化合物:过渡元素的d电子能级跃迁引起了它们的彩色性质,使得许多过渡金属化合物呈现出各种各样的颜色。
4. 优良的催化性能:过渡元素广泛应用于催化反应中,其复杂的电子结构和多样的氧化态使其具有较强的催化活性和选择性。
四、过渡元素的应用1. 金属合金:许多金属合金中含有过渡元素,通过调节过渡元素的含量和种类,可以改变合金的硬度、强度和导电性等性质。
2. 催化剂:过渡元素广泛应用于化工和能源领域的催化反应中,如催化剂的合成、汽车尾气净化等。
3. 生物学:一些过渡元素在生物学中发挥重要的作用,如铁在血红蛋白中的载氧功能、锌在酶催化中的作用等。
4. 电子行业:许多过渡金属元素在电子行业中具有重要的应用,如铜用于导线、钛用于制造电池等。
综上所述,过渡元素是周期表中一类特殊的元素,具有独特的电子排布和化学性质。
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。