过渡金属元素课件.ppt

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1、第17章过渡金属元素表17-1过渡金属元素（d区元素除第七周期外,共23种）周期族IIIBIVBVBVIBVIIBVIII四ScTiⅤCrMnFeCoNi五YZrNbMoTcRuRhPd六LaHfTaWReOsIrPt七Ac104Rf金卢105Db金杜106Sg金喜107Bh金波108Hs金黑109Mt金麦110UunⅢB~ⅤⅢ族，d区(n-1)d1~9ns1~2(例外Pd4d105s0)ΔZ=1，增加的电子填入(n-2)f亚层57La4f05d16s2镧系57La~71Lu（15种元素）4f0~14

2、5d0-16s2锕系89Ac~103Lr铹（15种元素）5f0~146d0~17s2内过渡元素1d区、ds区和f区元素2一、价电子构型通式：(n-1)d1~9ns1~2例外：Z=24，41~46：41Nb铌4d45s1不是4d35s242W钨5d46s2不是4d55s144Ru钌4d75s1不是4d65s245Rh铑4d85s1不是4d75s246Pd钯4d105s0不是4d85s2决定原子轨道能量的因素由Z,n,l决定。（屏蔽常数由n和l决定，n和l竞争）L.Pauling原子轨道近似能级图：（牢

3、记）1s;2s2p;3s3p;4s3d4p;5s4d5p;6s4f5d6p;7s5f6d暂时不能合理解释一、价电子构型；二、氧化态的规律；三、原子半径；四、第一电离能I1的变化；五、物理性质的变化规律；六、过渡金属及其化合物的磁性；七、过渡元素氧化物水合物的酸碱性；八、配合物：九、形成多碱、多酸倾向。3§17-1过渡元素的通性（续）原因:(n-1)d与ns轨道能量相近，部分(n-1)d电子参与成键例：Mn：-3~+7均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7.Fe：-2~+6均出现，主要+2，+3，+6.

4、1.同一元素，多种氧化态二、氧化态的规律45但VIII族：多数最高氧化态<族数仅见Ru(VIII)和Os(VIII)例如：RuO4OsO4Fe(VI)和Ni(VI)具有强氧化性FeO42-高铁酸根NiO42-高镍酸根Z*↑，不是所有(n-1)d电子都参与成键。2.最高氧化态ⅢB~ⅦB族：最高氧化态=族数例：Sc+3III3d14s2Cr+6VI3d54s1Mn+7VII3d54s263.氧化态的稳定性(1)同一周期例：第一过渡系列氧化性：Sc3+

5、42-稳定性：Sc3+>TiO2+>VO2+>Cr2O72->MnO4->FeO42-其中：ΦA/VCr2O72-/Cr3+1.33MnO4-/Mn2+1.51FeO42-/Fe2+1.84NiO42-/Ni2+1.75IIIBVIIBVIII最高氧化态+3+7+6最高氧化态氧化性↗最高氧化态稳定性↘低氧化态稳定性↗1.水溶液以氧基阳离子形式存在：TiO2+，VO2+有颜色(荷移跃迁);2.低氧化态的化合物有颜色(d-d跃迁)。7VIVII氧CrO42-/Cr3+MnO4-/Mn2+化MoO4-/M3

6、+TcO4-/Tc+3性WO42-/W3+ReO4-/Re3+↘与IIIA~VA族规律相反！(2)同一族①I3dI4dI5d即n↗,(n-1)d电子电离倾向↘(d电子云发散)②形成d-p键能力：3d<4d<5d氧化性：CrO42->MoO42->WO42-稳定性：CrO42-

7、84s23d104s13d104s2Ni125pmCu128pmZn133pm原因d10电子云球形，Z*增加少，而ns电子数目↑，使电子互相排斥作用↑，r↑影响原子半径的因素三、原子半径1.同一周期原子序数增加，有效核电荷增加，原子半径减小。1011对比：主族元素原子半径变化规律(pm)12周期Z*Z*r/pm二、三1ns或np0.350.6510四、五、六(d)1(n-1)d0.850.155镧系1(n-2)f1很小镧系收缩三、原子半径例：La：187.7pmLu：173.5pm13镧系收缩

8、—从57La–71Lu，随着原子序数递增，增加的电子进入(n-2)f（即4f）轨道(4f0~145d0~16s2)；对于最外层6s电子而言，4f电子位于次外层，Z*增加很小，因此(1)相邻两元素原子半径仅略为缩小(Δr≈1pm)；(2)但57La–71Lu共15种元素，累积的原子半径缩小值Δr相当大，达14.2pm。镧系收缩的影响：(1)第五周期，IIIB族元素钇(Y)成为“稀土”一员：四Sc63Eu4s76s239Y4d15s264Gd