chapter8-过渡金属.ppt

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1、第八章过渡金属元素d区(n-1)d1~9ns1~2(例外Pd4d105s0)ds区(n-1)d10ns1~2IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIf区镧系，锕系内过渡元素。四五六七过渡元素的特点：变价多：d电子可成键，多种氧化态2.形成配合物多：有能量合适的d轨道颜色丰富：A、有未填满的d轨道，存在d—d跃迁B、荷移跃迁—电荷从一个原子向另一原子转移。I.配体—金属荷移LMCTII.金属—配体荷移MLCT都是金属：Hg液体，Os比重最大,Cr硬度最大,W熔点最高。第一节、过渡元素的通性(d区)一、价电子构型通式：(n-1)d1~9ns1~2中性原子的原子轨

2、道能量随原子序数的变化：n和l竞争。例外：Z=24，41~46：“能量最低原理”24Cr铬3d54s1不是3d44s241Nb铌4d45s1不是4d35s242Mo钼4d55s1不是4d45s244Ru钌4d75s1不是4d65s245Rh铑4d85s1不是4d75s246Pd钯4d105s0不是4d85s2二、氧化态(一)同一元素，多种氧化态原因：(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.(二)最高氧化态IIIB~VIIB族：最高氧化态

3、=族数例：Sc+3III3d14s2Cr+6VI3d54s1Mn+7VII3d54s2但VIII族：多数最高氧化态<族数，反映Z*↑↑，不是所有(n-1)d电子均可参与成键。例：仅见RuO4OsO4而FeO42−高铁酸根NiO42−高镍酸根强氧化性(三)氧化态的稳定性1.同一周期IIIBVIIBVIII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↗氧化性Sc3+TiO2+>VO2+>Cr2O72−>MnO4−>FeO42−2．同一族VIBVIIBCrO4

4、2−/Cr3+MnO4−/Mn2+MoO4−/Mo3+TcO4−/Tc+3WO42−/W3+ReO4−/Re3+高氧化态稳定性氧化性低氧化态稳定性与IIIA~VA族规律相反！反映过渡金属元素4d,5d电子参与成键倾向↑三、原子半径：由于d区电子最后填入d轨道，即填在次外层上，不仅同层电子之间的互相屏蔽作用小，对外层电子的屏蔽作用也较小。因此，随着核电荷的增加，有效核电荷增加较快，从而使原子半径减小。同时，d轨道和s轨道能量接近，使得d电子部分参与成键。因此d区元素形成较强的金属键，导致较高的密度、硬度和熔、沸点等。成单d电子数越多，金属键越强，因此，那些

5、熔、沸点高和硬度、密度大的金属总是在d区的中部（成单d电子多）。如W熔点最高，Cr硬度最大。当次外层达到饱和时(ds区)，屏蔽效应增大，有效核电荷相对变小，原子半径又有回升现象，从而使单质的密度、硬度和熔、沸点变低。尤其明显的是汞，不仅其原子半径较大，而且熔、沸点是金属中最低的。原子序数Z,Z*,(电子数)，r(总趋势)例外：VIIIIBIIB(n-1)d8ns2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2Ni125pmCu128pmZn133pm左右原因：d10电子云球形，对核电荷Z屏散作用，Z*增加少，而ns电子数目，使电子互相作用，r(一

6、)同一周期：(二)同一副族：镧系收缩效应同一副族原子半径：第四周期元素<五~六从57Ln–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57Ln–71Lu共15种元素，累积的原子半径缩小值Dr相当大，达14.2pm。镧系收缩“镧系收缩”的影响：LiBeMgNaCaKRbSrBaCsSc164Mo140Cr129Mn137Tc135Re137Os135Ru134Fe126Co125Rh13

7、4Ir136Pt139Pd137Ni125Cu128Ag144Au144Hg155Cd152Zn137Ti147V135Nb147Y180Hf159Ta147W141Lu173Zr160BCNOFAlSiPSClGeGaTlInBrAsSeSnSbTeIBiPbLa187.7pmLu173.4pm1．第五周期，IIIB族元素钇(Y)成为“稀土”一员：四Sc金属半径/pm63Eu4s76s239Y4d15s264Gd4f75d16s2五Y198.3180.3180.1六La-Lu离子半径/pm67Ho3+39Y3+68Er3+89.489.388.1习惯上，把

8、Y列入“重稀土”。2．紧随镧系之后的第