第十八章 过渡元素.docVIP

第18章过渡元素(一) 重点复习 ??? 铜、银、金位于周期表I B族，锌、镉、汞位于周期表IIB族，这两族元素属于ds区，结构特征铜族为(n-1)d10ns1，锌族为(n-1)d10ns2。从最外层电子说，铜族和IA族的碱金属元素都只有1个电子，失去S电子后都呈现+1氧化态；锌族和II A族的碱土金属元素都有两个S电子，失去S电子后都能呈+2氧化态。因此在氧化态和某些化合物的性质方面I B与I A、II B与II A族元素有一些相似之处，但由于I B与IIB族元素的次外层比I A与II A族元素多出10个d电子，它们又有一些显著的差异。 ??? (一)? I B族元素和I A族元素性质的对比 ??? 1．与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离势较大，表现在物理性质上；? I A族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而I B族金属具有较高的熔点和沸点，有良好的延展性、导热性和导电性。 ??? 2．化学活泼性：铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。I A族是极活泼的轻金属，在空气中极易被氧化，能与水剧烈反应，同族内的活泼性自上而下增大；IB族都是不活泼的重金属，在空气中比较稳定，与水几乎不起反应，同族内的活泼性自上而下减小。 ??? 3．铜族元素有+1、+2、+3等三种氧化态，而碱金属只有+1一种。碱金属离子一般是无色的，铜族水合离子大多数显颜色。 ??? 4．IIA族所形成的化合物多数是离子型化合物，I B族的化合物有相当程度的共价性。IA族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定；IB族的氢氧化物碱性较弱，且不稳定，易脱水形成氧化物。 ??? 5．IA族的离子一般很难成为配合物的形成体，IB族的离子有很强的配合能力。 (二)II B族元素和II A族元素性质的对比 ??? 锌族元素由于次外层有18个电子，对原子核的屏蔽较小，有效核电荷较大，对外层S电子的引力较大，其原子半径、M2+离子半径都比同周期的碱土金属为小，而其第一、第二电离势之和以及电负性都比碱金属为大。由于是18电子层结构，所以本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。因此锌族元素在性质上与碱土金属有许多不同。对比如下： ??? 1．主要物理性质? IIB族金属的熔、沸点都比II A族低，汞在常温下是液体。II A族和II B族金属的导电性、导热性、延展性都较差(只有镉有延展性)。 ??? 2．化学活泼性? 锌族元素活泼性较碱土金属差。II A族元素在空气中易被氧化，不但能从稀酸中置换出氢气，而且也能从水中置换出氢气。II B族在干燥空气中常温下不起反应，不能从水中置换出氢气，在稀的盐酸或硫酸中，锌易溶解，镉较难，汞则完全不溶解。 ??? 3．化合物的键型及形成配合物的倾向? 由于IIB族元素的离子具有18电子构型，因而它们的化合物所表现的共价性，不管在程度上或范围上都比IIA族元素的化合物所表现的共价性为大。IIB族金属离子形成配合物的倾向比IIA族金属离子强得多。 ??? 4．氢氧化物的酸碱性? II B族元素的氢氧化物是弱碱性的，且易脱水分解，IIA的氢氧化物则是强碱性的，不易脱水分解。而Be(OH)2和Zn(OH)2都是两性的。 ??? 5．盐的溶解度及水解? 两族元素的硝酸盐都易溶于水。II B族元素的硫酸盐易溶，而钙、锶、? 钡的硫酸盐则是微溶。两族元素的碳酸盐又都难溶于水。 ??? IIB族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解，而钙、锶和钡的盐则不水解。 ??? 6．某些性质的变比规律? II B族元素的金属活泼性自上而下减弱，但它们的氢氧化物碱性则自上而下增强；而IIA族元素的金属活泼性以及它们的氢氧化物碱性，自上而下一致增强。 ? 第18章过渡元素(二) ? (一)钛副族 1．钛副族元素的基本性质 钛副族元素原子的价电子层结构为(n-1)d2ns2，? 所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是+4，其次是+3，+2氧化态则比较少见。在个别配位化合物中，钛还可以呈低氧化态0和-l。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。它们的M(Ⅳ)化合物主要以共价键结合。在水溶液中主要以MO2+形式存在，并且容易水解。由于镧系收缩，铪的离子半径与锆接近，因此它们的化学性质极相似，造成锆和铪分离上的困难。 2．钛的重要化合物 (1)二氧化钛??? 二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于热的浓硫酸： ??? (2)四氯化钛? ??四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟： TiCl4 + 2H2O=TiO2 + 4HCl ??? (3)钛(Ⅳ)的配位化台物? 钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2-、[TiCl6]2-、[TiO(H2O2)]2+等，