王广建下册化学课件第二十三章过渡元素.pptVIP

第二十三章 过渡元素 分类方法：（1）所有的副族元素都是过渡元素，即从ⅢB钪开始，到ⅡB锌分族为止共30个元素 （不包括镧系和锕系）。 （2）仅指Ⅷ族的铁系、铂系九个元素。 （3）从ⅢB钪开始，到Ⅷ铁系、铂系为止，因为这些元素在原子结构上具有共同特点，即具有未填满的d电子，所以这些元素又称为d组元素。本书采用第三种看法： §23-1 过渡元素通性 1、它们都是金属：它们的硬度较大，熔、沸点较高，导电、导热性能好，易形成合金。 2、大部分过渡元素的电极电势为负值，即还原能力强。例如：第一过渡系元素都能从稀酸中置换出氢气。 3、除少数例外，它们都存在多种氧化态。 4、它们的水合离子，酸根离，以它们为中心原子形成的配合物常呈现一定颜色。 5、由于具有部分填充的电子层，它们能形成一些顺磁性化合物。 6、它们的原子或离子形成配合物的趋向都较大。 结构决定性质，以上这些性质和它们的电子层结构有关。 第一过渡系元素电子结构的特点是都有未充满的d轨道，最外层也仅有1-2个电子，过渡元素通常指价电子层结构即： (n-1)d1-10ns1-2 它们的(n-1)d和ns轨道能级的能量相差很小，d电子也可部分或全部作为价电子参加成键。一般由+2价直到与族数相同的氧化态(VIII例外)。 IIIB族是它们中最活泼的金属，性质与碱土金属接近。 同族元素的活泼性从上到下依次减弱。 一、氧化态 过渡金属元素有可变氧化态，通常有小于它们族数的氧化态。 1. 第一过渡系元素除钪外都可失去4s 2形成+II氧化态阳离子。 2. 由于3d和4s轨道能级相近，因而可失去一个3d 电子形成+III氧化态阳离子。 3. 随着原子序数的增加，氧化态先是逐渐升高，达到与其族数对应的最高氧化态，从Ti到Mn的最高氧化态往往只在氧化物、氟化物或氯化物中遇到，随后出现低氧化态。 4. 同一元素氧化态的变化是连续的。 5. 第一过渡系列后半部的元素（V，Cr，Mn，Fe，Co）能出现零氧化态，它们与不带电的中性分子配位体形成羰基配合物。 二、最高氧化态氧化物水合氧化物的酸碱性 　　同种元素，不同氧化态的氧化物，其酸碱性随氧化数的降低酸性减弱，碱性增强。 　Mn2O7　MnO3　MnO2　Mn2O3　 MnO　　 强酸性　 酸性　 两性　弱碱性　 碱性 　　这是由于其水合物中非羟基氧的数目减少。 同一过渡系内各元素的最高氧化态的氧化物及水合物，从左到右碱性减弱，酸性增强。 　Sc2O3　　TiO2　　 CrO3　　 Mn2O7　　　　　　　 强碱　 　两性　 　酸性　　 强酸 　　同族元素，自上而下各元素相同氧化态的氧化物及其水合物，通常是酸性减弱，碱性增强。 　　H2CrO4　　H2MoO4　 　H2WO4 　　　　　　 中强酸　　 弱酸　　两性偏酸性 三、氧化还原稳定性 各元素不同氧化态化合物氧化还原稳定性： 1. 第四周期过渡金属元素氧化态的标准电极电势从左至右由负值逐渐增加到正值，表明同周期金属还原性依次减弱。 2. 第四周期过渡金属元素最高氧化态含氧酸的标准电极电势从左至右随原子序数的递增而增大，即氧化态逐渐增强。 3. 第四周期过渡金属元素的中间氧化态化合物在一定条件下不稳定，既可发生氧化反应，也可发生还原反应，有一些元素的化合物（如Cu+、 V3+、Mn3+、 MnO42-）还可发生歧化反应。 四、配位性 　　配合能力强，易形成一系列配合物，因d轨道不满而参加成键时易形成内轨型配合物。 　 它们的电负性较大，金属离子与配体间的相互作用加强，形成较稳定的配合物。 　　中心离子半径在0.075~0.06nm范围内的配合物表现的较突出，主要表现在配位体交换慢，有些很慢。　　 过渡元素的性质区别于其它类型的元素，是和它们具有不全满的d电子有关，这是其特点，也是学习时应充分注意的。 五、原子离子半径的变化 原子半径和离子半径到变化的趋势相似： 在同一周期中过渡元素各原子的半径变化不大，从左到右缓慢地递减，这点与主族元素不同，这是因为在同周期中的主族元素中，从左到右电子依次填入最外层的轨道，它们的屏蔽作用小，结果，随着原子序数的增加，作用于外层电子的有效荷电荷增加，引起半径逐渐减小。 而同一周期的过渡元素，从左到右，电子依次填入外层轨道，电