過渡元素的通性-展示頁
2024-10-15 15:43本頁面
【正文】 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 2022/10/23 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 。2022/10/23 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 2022/10/23 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 2022/10/23 3 2. 單質的物理性質 —— 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 2022/10/23 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 2022/10/23 5 3. 單質的化學性質 ?? 一般規(guī)律 都是活潑金屬 ， 性質相似 ， 都能從酸中置換出氫。 Sc的化學性質與其它 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 ，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 ， 又稱內過渡元素 ， 電子構型通式： 4f1~145d0~16s2。 原因：半充滿 4f7， 全充滿 4f14， 較大屏蔽 —— 意義 ?因為鑭系收縮 ， 使釔的離子半徑 （ Y3+） 與 Tb3+、 Dy3+的離子半徑相近 ， 釔在礦物中與鑭系金屬共生 ?使 Ⅳ BZr與 Hf， Ⅴ BNb與 Ta， Ⅺ BMo與 W半徑幾乎相等 ， 三對元素性質相似 ， 形成共生元素對 ， 分離困難 2022/10/23 10 ● 稀土金屬的性質和應用 自學 —— 概況 ?稀土金屬呈銀白色 ， 較軟 ， 有延展性 ?較強還原性 ， 標準電極電勢與鎂接近 ， 性質似堿土金屬 。 易與其它非金屬形成離子化合物 。 這些氧化物在酸性條件下都是強氧化劑 ， 可與鹵化物定量反應生成鹵素單質 。 如 Ce為 50%， La和 Nd占 44%， Fe、 Al、 Ca、 C和Si等占 6%的稀土引火合金可用于子彈引信和點火裝置 氧化物 Al2O3 Y2O3 La2O3 標準生成焓 /（ kJ/mol） － 2022/10/23 12 ?稀土金屬及其合金具有吸收氣體的能力 ， 吸氫能力最強 ，可作儲氫材料 。 4f電子不足半數(shù)軌道的輕稀土有順磁性 。按照稀土金屬的分離工藝可分為三組：鈰組、鋱組和釔組，或稱為輕、中和重稀土，分界線因分離工藝不同而稍有差別 鑭 鈰 鐠 釹 钷 釤 銪 釓 鋱 鏑 釔 鈥 鉺 銩 鐿 镥 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu 輕稀土（鈰組） 重稀土（釔組） 鈰組（硫酸復鹽難溶） 鋱組（硫酸復鹽微溶） 釔組（硫酸復鹽不溶） 輕稀土（ P204弱酸度萃?。? 中稀土（ P204低酸度萃?。? 重稀土（ P204中酸度萃取） 2022/10/23 14 2. 我國的稀土資源 自學 我國正在開發(fā)的內蒙古白云鄂博鐵礦床中 ， 稀土氧化物的儲
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