内蒙古民族大学无机化学(吉大武大版)-第21章铬副族和锰副族.ppt

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1、第二十一章铬副族和锰副族d区元素在周期表中的位置d区元素的电子分别填充在3d亚层、4d亚层和5d亚层上。1996年2月德国科学家宣布发现112号元素，使第四过渡系的空格终于被填满。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。过渡元素在周期表中的位置d区：(n-1)d1-9ns1-2f区：(n-2)f1-14(n-1)d0-2ns2第一过渡系第二过渡系第三过渡系按电子层结构划分按周期划分

2、钇和镧系又称为希土元素锕系全部是放射性元素§21-1过渡元素概述具有部分充填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。1.1原子的价电子层构型过渡元素的共同特点是一般有1-10个价电子依次分布在次外层的d轨道上，最外层只有1～2个电子(Pd例外)，较易失去，其价层电子构型为(n-1)d1-10ns1-2。过渡元素的价电子构型ScTiVCrMnFeCoNi3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s2YZrNbMoTcRuRhPd4d15s24d25s24d45s13d

3、54s14d65s14d75s14d85s14d105s0LaHfTaWReOsIrPt5d16s25d26s25d35s25d46s25d56s25d66s25d76s25d96s1第一过渡系元素：24Cr的S价电子为4s1，其余的均为4s2第二过渡系：只有39Y和40Zr的s价电子为5s2和最后的46Pd的s价电子为5s0外，其余的均为5s1第三过渡系元素：只有最后的元素78Pt的s价电子为6s1，其余的均为6s2。1.2原子半径和电离能与同周期主族元素相比，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

4、如下图所示。在周期中从左向右，原子半径缓慢地缩小，到铜族前后又稍增大。同族元素从上往下，原子半径增大。同周期元素比较，从左到右，原子或离子半径一般变小，但变化幅度很小，还出现个别反常现象。同族元素比较，第五、六周期元素的原子或离子半径极为相近(镧系收缩的结果)。所以第五和第六周期的同副族元素及其化合物，性质相似，结构相似，以致给分离工作带来了困难。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1.3物理性质(1)熔、沸点高熔点最高的单质：W(熔点3410℃)(2)硬度大硬度最大的金属：Cr（仅次于金刚石）(3)密度大密度最大的单质：

5、Os22.48g·cm-3(4)导电性，导热性，延展性好由于过渡元素具有优良的机械加工性，彼此间以及与非过渡金属组成具有多种特性的合金，在工程材料方面有着广泛的应用。不锈钢CrFeNi钛合金耐腐蚀机械性能强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。d区元素显示出许多区别于主族元素的性质熔、沸点高，硬度、密度大的金属大都集中在这一区；不少元素形成有颜色的化合物；许多元素形成多

6、种氧化态从而导致丰富的氧化还原行为；形成配合物的能力比较强，包括形成经典的维尔纳配合物和金属有机配合物；参与工业催化过程和酶催化过程的能力强。d区元素所有这些特征不同程度上与价层d电子的存在有关，因而有人将d区元素的化学归结为d电子的化学。d区元素中以ⅢB族元素的化学性质最活泼。能与空气、水、稀酸等反应。2.第一过渡系元素比较活泼，除V外，均能与稀酸反应置换出氢。3.第二、第三过渡系元素不活泼(ⅢB族例外)均不能与稀酸反应，W和Pt不与浓硝酸反应，但溶于王水，Nd、Ta、Ru、Rh、Os、Ir等不与王水反应。1.4化学性质总趋势：同一周期元素从

7、左至右→活泼性降低。元素ScTiVCrMnφθM2+/M--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FeCoNiCuZnφθM2+/M-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等总趋势：同一族元素从上到下活泼性降低红色为常见的氧化态。1.5多种氧化态除最外层s电子可以成键外，次外层d电子也可以部

8、分或全部参加成键表现出多种氧化数。1.6离子呈现多种颜色①最高氧化数等于所属族数。②同一元素的可变氧化态中，一般高价氧化态较稳定。③同族元素比较，由上