高考化學專題過渡元素(已修改)
2025-01-20 13:33 本頁面
【正文】 2022/2/5 1 過渡元素的通性 ● 范圍 廣義： ds區(qū) ， d區(qū)和 f區(qū)；此處： d區(qū) III (3)B~VIII(8)B族8個直列 ， 24種元素 1. 過渡元素的結構特點 ?電子結構特點 有未充滿的 d軌道 （ Pd除外 4d10） ， 最外 、 次外兩個電子層都未充滿 ， 特征電子構型為： （ n1） d1~9ns1~2 ?性質(zhì)特點 各元素間從左到右的水平相似性： 不同于主族 ， 周期性變化規(guī)律不明顯 ， 原子半徑 、 電離能隨原子序數(shù)增加 ， 雖變但不顯著 ， ?分類 四周期的 Sc到 Ni為第一 (輕 )過渡系列 （ 見下頁表 ） ；五周期的 Y到 Pd為第二過渡系列；六周期的 La到 Pt為第三過渡系列 2022/2/5 2 元素 Sc kang Ti V Cr Mn Fe Co Ni 金屬半徑 /pm 161 145 132 137 137 124 125 128 離子半徑 /pm 90 86 88 80 76 74 72 第一電離能 /（ kJ/mol） 631 656 650 653 717 762 758 737 2022/2/5 3 2. 單質(zhì)的物理性質(zhì) —— 規(guī)律 比主族金屬有更大的密度和硬度 ， 更高的熔點和沸點。 除鈧和鈦外 ,密度均大于 5， 最重的鋨為 ；硬度最大的鉻 ， 莫氏硬度為 9；熔 、 沸點最高的是鎢 3410℃ —— 原因 （ 略 ） 過渡金屬 d電子參與成鍵 ， 使成鍵價電子數(shù)較多， 原子化焓較大 2022/2/5 4 元素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 密度 /（ g/cm3） 莫氏硬度 4 9 6 4 熔點 /K 1673 1950 2190 2176 1517 1812 1768 1728 沸點 /K 2750 3550 3650 2915 2314 3160 3150 3110 原子化焓 /（ kJ/mol） 378 470 514 397 281 418 425 430 2022/2/5 5 3. 單質(zhì)的化學性質(zhì) ?? 一般規(guī)律 都是活潑金屬 ， 性質(zhì)相似 ， 都能從酸中置換出氫。 但 Ti、 V、 Cr因表面鈍化形成致密氧化物膜 ， 有抗酸堿的能力 ?? 過渡金屬的價電子構型特征決定了它們 具有多變的氧化態(tài) ，如 Mn可以表現(xiàn)出 0、 + + + +6和 +7等氧化態(tài) ， 特殊情況下可有負氧化態(tài) 數(shù) ， 如 K[Mn(CO)5]中 Mn的氧化態(tài)為 1 ?? 由于空 d軌道的存在 ， 易形成配位鍵 ， 產(chǎn)生配位化合物 ， 呈不同顏色 2022/2/5 6 稀土金屬 1. 結構與性能 ● 概況 —— 稀土金屬 Sc、 Y、 La和鑭系共 17種元素 。 Sc的化學性質(zhì)與其它 16種元素有較大差別 ， 與堿土金屬更加相似 ， 故稀土一詞一般只包括鈧以外的 16種元素 —— 鑭系元素 （ Lanthanides） Ln 在周期表中 ， 與鑭處于同一格內(nèi) ，稱鑭系元素 ?范圍 包括 鈰 鑭 到镥 （ 587~71號 ） 加上鑭 ， 共 145種元素 ?電子構型 除鑭外 ， 原子序數(shù)增加 ， 新增電子依次進入 4f軌道 ， 又稱內(nèi)過渡元素 ， 電子構型通式： 4f1~145d0~16s2。 鑭系元素的外層和次外層構型基本相同 ， f軌道是充滿 、 半充滿或未充滿 鈧 21Sc 釔 39Y 鑭 57La 鑭系58~71 2022/2/5 7 元 素 原子序數(shù) 相對原子質(zhì)量 價電子構型 氧化態(tài) 原子半徑/pm 離子半徑(M3+)/ pm ??M3+/M） /V Sc 21 3d14s2 +3 Y 39 4d15s2 +3 La 57 5d16s2 +3 Ce 58 4f15d16s2 +3, +4 Pr 59 4f36s2 +3, +4 Nd 60 4f46s2 +3 Pm 61 [145] 4f56s2 +3 () () Sm 62 4f66s2 +3, +2 Eu 63 4f76s2 +3, +2 2,41 Gd 64 4f75d16s2 +3 Tb 65 4f85d16s2 +3, +4 Dy 66 4f106s2 +3 Ho 67 4f116s2 +3 2,32 Er 68 4f126s2 +3 Tm 69 4f136s2 +3, +2
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