锰和钴文献综述

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1、过渡元素及其化合物 相关性质 过渡元素处于元素周期表的中间区域，过渡元素包括d区和ds区全部副族元素，为了方便讨论，通常将它们分为几个系列：        第一过渡系：从钪（Sc，21）到锌（Zn，30） （10个元素）        第二过渡系：从钇（Y，39）到镉（Cd，48）  （10个元素）        第三过渡系：从镧（La，57）到汞（Hg，80） （10个元素，不包括镧系元素）过渡元素单质及其化合物的某些物理和化学性质在现代工程技术领域中受到人们越来越多的关注和研究，有些已成为重要的尖端工业材料。过渡元素原子外层只有1～2个电子（Pd钯除外，为5s0）

2、，因此全是金属。电子层结构特征为：(n-1)d1～10，ns1～2。物理性质  和同周期左边的主族金属比较，过渡元素一般的元素半径较小，同一过渡系从左向右元素半径逐渐减小，直到ⅠB族前后，出现回升。过渡元素单质晶体大多数是最密堆积方式，配位数高（12），晶格空隙率小，它们的ns电子和部分(n-1)d也能参与成键，因此金属键较强，甚至很强，反映在它们的物理性质方面，如它们的单质一般地密度较大、熔点较高和硬度较大。这些特性突出地表现在ⅥB、ⅦB和Ⅷ族的金属身上。金属的导电性（用导电率表示）和受热膨胀的性质（用膨胀系数表示）相差很大。导电率高的金属几乎集中在ⅠB族，Ag的导

3、电率是所有金属中最高的；其次是Cu，工业上以Cu的导电率为100%作为标准来衡量导体的导电性。除Ag、Cu、Au外，其它过渡金属的导电性都较差，热膨胀系数大的金属多出现在ⅡB族，其中汞Hg最大。金属延展性的差别也很大，例如W的延展性很好，而Mn则质硬且脆。有些过渡金属有磁性，例如Fe、Co和Ni具有铁磁性，其它具有未成对电子的金属则表现出顺磁性。化学性质  我们已经知道，过渡元素最外层电子数几乎保持不变（1～2个），在同一个过渡系中每增加一种元素，电子进入次外层，有效核电荷数的递增较之主族要少得多（0.15），所以从左到右原子半径的缩小和金属性的减弱都较缓慢，使得同过

4、渡系元素性质有明显的相似性，这种相似性甚至超过了同族性质的相似性。在同一分族中，除钪分族外，从上到下金属的活泼性略有减弱，第三过渡系元素由于受到镧系收缩的影响，原子半径和第二过渡系相应的元素很接近，因此性质十分相似，例如ⅥB族的Zr和Hf化学性质就极为相似，很难用化学将它们方法分离开来，ⅤB族的Nb和Ta，ⅥB族的Mo和W以及第Ⅷ族的铂系元素也用类似的情况。过渡元素除钪分族只有+3价的价态外，普遍具有多种价态。它们都能形成+2价。同时和主族一样，各分族最高价态和元素所在族数相同，只有Ⅷ族例外，Ⅷ族中迄今只发现Os、Ir有+8价态。同一过渡系元素价态变化较有规律，最高价

5、态从左到右逐渐升高，经过ⅦB或Ⅷ族再逐渐降低。第一过渡系元素一般容易出现低价态，它的高价态多数不太稳定。第二、三过渡系元素则趋于形成高价态，例如第一过渡系最高价态V5+、Cr6+、Mn7+、Fe6+、Co3+、Ni3+等均显示较强的氧化性。而第二、三过渡系同类型价态则较稳定，例如CrO3具有强氧化性，而MoO3和WO3不显氧化性。它们相应的含氧酸盐在酸性介质中氧化性的强弱也有类似的规律，Cr2O72-在酸性介质是较强的氧化剂，而MoO42-、WO42-的氧化性很差。同分族从上到下低价态的稳定性逐渐减小，而高价态的稳定性逐渐增大，例如ⅥB族的Cr容易形成Cr2O3，Mo

6、和W则生成MoO3和WO3。第一过渡系元素比较活泼，它们中除钒和铜外，都可以从非氧化性稀酸中置换出H2，自身形成低价态，钒和铜不溶于盐酸和稀硫酸，能被硝酸所氧化。第二、三过渡系金属活泼性较差，不能从稀酸中置换出H2（Cd例外），但多数能和硝酸反应。有些金属如Zr、Hf、W等与硝酸也不反应，ⅤB族的Nb、Ta以及铂系元素中的Ru、Rh、Os、Ir等甚至连王水也不能溶解它们。Nb、Ta等耐高温金属遇到HNO3+HF混合酸，由于生成相应的含氟配离子而溶解。铂系元素中Pd能溶于热硫酸和硝酸，Pt只能溶于王水。许多能溶于硝酸中的金属也能溶于浓硫酸，金属和浓硫酸的反应类似于硝酸，

7、没有H2放出，通常浓硫酸将金属氧化成硫酸盐，自身则还原成SO2析出。浓硫酸与不活泼金属反应常须加热才能顺利进行，Cr、Fe等在浓硫酸中钝化。Ti在浓硝酸由于钝化而不溶。ⅢB族的Sc、Y、La的性质十分活泼，而且从上到下活泼性依次增强，它们不但能从稀酸中置换出H2，还能与水反应放出H2。过渡金属除钪分族外均不能从水中置换H2。钪分族能和热水反应，生成H2和易溶的M(OH)3，氢氧化物的碱性依Sc－Y－La的顺序而增加，La(OH)3为强碱。常温下过渡金属除ⅢB族外和氧的反应不明显，因为表面生成氧化物保护膜使氧化不能继续进行。钪分族在空气中迅速氧化，生成