第6章过渡金属元素

I.铁Fe一、铁的结构和性质1.铁是26号元素，位于第四周期第训I族，属于过渡元素。

原子结构示意图：主要化合价：+2, +32.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。

纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/cm 3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。

还原铁粉为黑色粉末。

3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。

①跟非金属反应:点燃点燃△3Fe+2O2 == Fe3O42Fe+3Cl2 ==2FeCl3 Fe+S= FeSFe+I2= FeI2②跟水反应：3Fe+4H20==（高温）==Fe3O4+4H2炼铁料化学原理铁矿石、焦炭、石灰石、空气在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来I①还原剂的生成炼钢生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去I ______________________________________________________________________________________①氧化：2Fe+02fBi温 2FeOC+O2=CO2CO +C 同温2CO 2FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。

如 C+FeO②铁的还原亘ie+COTFe2O3+3CO ）高2Fe+3CO2②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。

③炉渣的生成③脱氧，并调整Mn、Si含量CaCO3向温 CaO+CO22FeO+SiEL=E2Fe+SiO2③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H t （遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应2不产生H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+）④与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+4.炼铁和炼钢的比较1.过渡元素位于周期表中中部从niB〜ii B族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。

过渡元素都是金属，又叫过渡金属。

钨及其化合物钨是一种重要的金属元素，其化学符号为W，原子序数为74，属于第6周期的过渡金属元素。

钨的物理性质非常优异，具有高熔点、高密度、高硬度、高强度等特点，因此被广泛应用于各种领域。

钨的应用钨的应用非常广泛，主要用于制造高速钢、合金钢、切削工具、电极、真空炉等。

其中，高速钢是钨的主要应用领域之一，其含钨量一般在5%~25%之间，具有高硬度、高耐磨性、高耐热性等特点，被广泛应用于机械加工、航空航天、汽车制造等领域。

钨的化合物钨的化合物也非常重要，主要包括氧化物、硫化物、氮化物、碳化物等。

其中，氧化物是钨的主要化合物之一，主要有W2O5、WO3等。

W2O5是一种白色粉末，具有高熔点、高硬度、高折射率等特点，被广泛应用于制造光学玻璃、陶瓷、涂料等。

WO3是一种黄色粉末，具有良好的光催化性能，被广泛应用于环境保护、能源开发等领域。

硫化物是钨的另一种重要化合物，主要有WS2、WS、W2S等。

WS2是一种黑色固体，具有良好的润滑性能，被广泛应用于制造高温润滑剂、摩擦材料等。

WS是一种蓝灰色固体，具有良好的导电性能，被广泛应用于制造电极、电池等。

氮化物是钨的一种新型化合物，主要有WN、WN2等。

WN是一种黑色固体，具有良好的硬度、耐磨性等特点，被广泛应用于制造切削工具、陶瓷等。

WN2是一种黄色固体，具有良好的光学性能，被广泛应用于制造光学玻璃、涂料等。

碳化物是钨的另一种重要化合物，主要有WC、W2C等。

WC是一种灰黑色固体，具有良好的硬度、耐磨性等特点，被广泛应用于制造切削工具、陶瓷等。

W2C是一种黑色固体，具有良好的导电性能，被广泛应用于制造电极、电池等。

钨及其化合物在现代工业中具有非常重要的地位，其应用领域非常广泛，对于推动工业发展、提高生产效率、改善人类生活水平等方面都起到了重要的作用。

元素周期表中的过渡金属元素元素周期表是化学领域中最为基础的工具之一，它将所有已知的化学元素按照一定的规律排列起来。

其中过渡金属元素是周期表中的一类重要元素，它们的性质和应用广泛而深入。

本文将探讨元素周期表中的过渡金属元素及其在生活中的重要性。

一、什么是过渡金属元素过渡金属元素是指周期表中的d区元素，它们的电子结构特点是在最外层电子壳中含有d电子。

这些元素包括铁、铜、锌、铬、钴等，它们在化学反应中具有独特的性质，如高反应活性、多种氧化态等。

过渡金属元素的化学性质使得它们在许多重要的应用中发挥着重要的作用。

二、过渡金属元素的物理性质过渡金属元素的物理性质与其电子结构密切相关。

由于d电子的存在，过渡金属元素具有较高的熔点和沸点，以及较高的硬度和密度。

这些特性使得过渡金属元素在材料科学中的应用广泛，如用于制造高强度的合金和耐高温材料。

三、过渡金属元素的化学性质过渡金属元素的化学性质多样且丰富。

它们通常具有多种氧化态，可以与其他元素形成多种化合物。

这些化合物在催化剂、电池、磁性材料等方面有着广泛的应用。

例如，铁是最常见的过渡金属元素之一，它在生活中的应用非常广泛，如用于制造钢铁、电器、建筑材料等。

四、过渡金属元素的生物学意义过渡金属元素在生物学中也扮演着重要的角色。

例如，铁是血红蛋白中的关键成分，它在输送氧气和维持身体正常功能方面起着至关重要的作用。

锌是许多酶的重要成分，它参与了许多生物化学反应。

过渡金属元素的生物学功能对于人类的健康和生命至关重要。

五、过渡金属元素的应用过渡金属元素在各个领域都有广泛的应用。

在工业上，铁、铜、锌等过渡金属元素用于制造汽车、航空器、电子设备等。

在能源领域，钴、镍等过渡金属元素被用于制造电池和催化剂。

在医学领域，铂等过渡金属元素被用于制造抗癌药物。

过渡金属元素的应用范围广阔，对于人类社会的发展起着重要的推动作用。

六、过渡金属元素的环境影响尽管过渡金属元素在许多领域有重要的应用，但它们的排放和使用也会对环境造成一定的影响。

mn mo化学元素Mn和Mo是两种非常重要的过渡金属元素，它们分别属于第7和第6周期，分别具有原子序数25和42。

这两种元素的化学性质和用途都是非常广泛的，而且在许多领域都扮演着重要的角色。

本文将介绍Mn和Mo元素的物理和化学性质，以及它们的应用。

物理性质Mn元素是一种灰色的金属，它在标准温度和压力下是固态。

它的密度大约是7.2克/立方厘米，熔点为1246°C，沸点为2061°C。

该元素的晶体结构为面心立方，并具有良好的热导率和电导率。

Mn元素的外壳电子结构为[Ar] 3d54s2，它在化学反应中通常失去两个电子，形成Mn2+或Mn3+离子。

Mo元素是一种银灰色的金属，也是一种固态元素。

它的密度大约是10.2克/立方厘米，熔点为2623°C，沸点为4639°C。

该元素的晶体结构为体心立方，并且具有高热导率和高电导率。

Mo元素的外壳电子结构为[Kr] 4d55s1，它在化学反应中通常失去一个电子，形成Mo3+离子。

化学性质Mn元素是一种相对较活泼的金属，它可以与大多数非金属元素形成化合物，包括氧、氮、硫和卤素。

Mn的一些最常见的化合物包括氧化锰、硫酸锰、硝酸锰和氯化锰。

这些化合物有许多实际应用，包括金属生产、抗氧化剂和催化剂。

Mo元素则比较稳定，它主要与氧、硫和氮形成化合物。

Mo的一些常见化合物包括氧化钼、硫酸钼和MoS2。

这些化合物在石油和天然气开采、航空航天和电子工业等领域具有广泛的应用。

应用Mn元素是广泛用于生产钢铁的重要原料。

大多数钢种中都含有适量的锰，可增加钢的强度和硬度。

此外，锰也被广泛用作金属合金中的添加剂，以改善其耐腐蚀性能。

锰的化合物也可以用作人工染料、催化剂和电池材料等。

Mo元素在航空航天、军事和核工业等领域具有重要的应用。

Mo合金的硬度和高温稳定性很高，常用于生产高速钻头、航空发动机部件和火箭发动机喷嘴。

此外，铝钼合金也被用于创建高强度的结构材料。

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ⅢB~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.过渡金属元素属于ⅢB~ⅤⅢ族，d区，外层电子排布为(n-1)d ns(Pd，4d10 5s0，是一种例外的电子排布)。

镧系、锕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 05d1 6s 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。

也称之为镧系、锕系元素。

镧系57La ~ 71Lu （15种元素） 4f 0~145d0-1 6s2锕系89Ac~103Lr铹（15种元素）5f 0~146d0~1 7s216.1.1 价电子构型过渡金属价电子构型的通式为：(n-1)d1~9 ns1~2。

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：1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d也有一些电子排布例外的情况，例如：Z = 24，41 ~ 46：Nb 铌4d45s1不是4d35s241W 钨 5d46s2不是4d55s142Ru 钌4d75s1不是4d65s244Rh 铑4d85s1不是4d75s245Pd 钯4d105s0 不是4d85s24616.1.2 氧化态的规律过渡金属元素常表现为多种氧化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层电子排布为：(n-1)d1~9 ns1~2 ，(n-1)d轨道与ns轨道能量相近，部分(n-1)d电子参与成键。

例：Mn：+2 ~ +7均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7.Fe：+2 ~ +6均出现，主要+2，+3，+6.过渡金属元素的最高氧化态与所在的族相等，最高氧化态= 所处的族数例：Sc +3 Ⅲ3d14s2Cr +6 Ⅵ3d54s1Mn +7 Ⅶ3d54s1但Ⅷ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（Z *↑），不是所有(n-1)d 电子都参与成键。