《过渡金属》PPT课件

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1、第十一章过渡金属§11.1过渡元素概述1、过渡金属在元素周期表中的位置IIIB-VIII八列称为过渡元素（d区元素）,(有时将IB、IIB列入),也叫外过渡族元素；而La系和Ac系称为内过渡系（f区元素）。Sc,Y和其它镧系元素的性质相近,所以常将这17种元素总称为稀土元素.具有部分充填d或f壳层电子的元素，称为过渡元素。这些元素都是金属，也称为过渡金属。2、原子的价电子层构型1、最外层仅有1-2个电子，价电子层结构为(n-2)d1-9ns1-22、由于钻穿效应，出现能级交错，相应能级之间能量差较小，过渡元素的d电子可以部分或全部参加成键3、原子半径和电离能与同周期主族

2、元素相比，过渡元素的原子半径一般比较小，过渡元素的原子半径以及它们随原子序数和周期变化的情况如下图所示。原子半径变化示意图在各周期中从左向右，随着原子序数的增加，原子半径缓慢地缩小，直到铜族前后又稍增大。此外，同族元素从上往下，原子半径增大。同一族从上到下，原子半径增大，但由于镧系收缩，第五周期和第六周期元素原子半径相差不大。d区元素的第一电离能总趋势:同周期左右小大同副族不规律4、物理性质(1)熔点、沸点高熔点最高的单质：钨(W)(熔点3410℃)(2)硬度大硬度最大的金属：铬(Cr)（仅次于金刚石）(3)密度大密度最大的单质：锇(Os)(4)导电性，导热性，延展

3、性好熔点变化示意图密度变化示意图熔点高密度高的原因？原因:一般认为是过渡元素的原子半径较小而彼此堆积很紧密，同时金属原子间除了主要以金属键结合外，还可能有部分共价性，这与金属原子中未成对的(n-1)d电子也参与成键有关。总趋势：同一周期元素从左至右→活泼性降低。同一族元素从上到下活泼性降低(Sc族除外)这可以从核电荷和原子半径来考虑，核电荷起主导作用。元素ScTiVCrMnθ(M2+/M)/V--1.63-1.13-0.90-1.18可溶该金属的酸各种酸热HCl,HFHNO3,HF,浓H2SO4稀HCl,H2SO4稀HCl,H2SO4等元素FeCoNiCuZnθ(M

4、2+/M)/V-0.44-0.277-0.257+0.340-0.7626可溶该金属的酸稀HCl,H2SO4等缓慢溶解在稀HCl等酸中稀HCl,H2SO4等HNO3,热浓H2SO4稀HCl,H2SO4等5、化学性质同周期元素的相似性，大于同一族元素的相似性。6、多种氧化态红色为常见的氧化态。除最外层s电子可以成键外，次外层d电子也可以部分或全部参加成键→具有多种氧化数。同周期左到右氧化数升高，最高氧化态越来越不稳定，氧化数又慢慢降低同族元素从上向下高氧化态趋向于比较稳定（与主族相反）原因：价电子结构，同周期3d轨道中价电子数增加，氧化态升高，当3d轨道中电子数达到5

5、或超过5时，3d轨道逐渐趋向稳定，因此高氧化态逐渐不稳定（呈现氧化性）随后，氧化态降低(Fe,3d64s2+3)同族：从上向下，d与s轨道能量越来越接近，d电子越来越易于参加反应。与主族相反。（而主族是由于惰性电子对之故）7、离子呈现多种颜色过渡金属的d轨道未充满，在水溶液中形成水合离子，在水的配位场中，d轨道发生分裂，d电子可以在不同能级的d轨道之间跃迁，吸收可见光，显示出颜色。元素ScTiVCrMnFeCoNiCuZnM2+中d电子数-2345678910[M(H2O)6]2+颜色-褐紫天蓝浅桃红(几乎无色)浅绿粉红绿浅蓝无色M3+中d电子数01234567[M(H

6、2O)6]3+颜色无紫绿蓝紫红浅紫绿粉红第一过渡系元素不同氧化数水合离子的颜色8、形成多种配合物①(n-1)dnsnp9个轨道能量差不多，d轨道有空，s,p全空②极化能力比较大所以能够形成多种配合物。§11.2铬副族一、概述1、通性VI结构r共/pmI1/kJ·mol-1X主要氧化数Cr3d54s1118652.81.66+2、+3、+6Mo4d55s1130685.02.16+3、+5+6W5d46s21307702.36+5、+6①mp、bp高（6个电子参加成键，形成较强的金属键），硬度大，Cr是最硬的金属（硬度9）。W是熔点最高的金属（熔点3683K)。Mo-W

7、合金钢用作工具钢，Mo、W丝用作灯丝和加热元件。②有变价，d电子可以部分或全部参加成键，所以有变价，最高氧化数都是+6，Cr常见氧化态+6、+3、+2；Mo、W有+6、+5、+4。M(VI)在碱性介质中比在酸性介质中稳定。且依Cr(VI)→Mo(VI)→W(VI)稳定性增大。Mo不溶于稀酸和浓盐酸，溶于浓HNO3,热浓H2SO4、王水W仅溶于王水和HNO3-HF(与F-生成稳定络合物）③Cr溶于HCl、H2SO4、HClO4，不溶于HNO3(无论稀浓)王水。（生成氧化膜）。用于电镀、不锈钢（含Cr12%，和Fe、Ni组成各种抗腐蚀不锈钢）