13 第十三章 过渡元素 13-1 过渡元素概述.pptx

第1页：第一节过渡元素概述封面

第一节过渡元素概述封面：第十三章过渡元素第一节过渡元素概述

第2页：第一节过渡元素概述（续）

第一节过渡元素概述（续）：ⅡB锌分族ⅠB铜分族ⅧⅦB锰分族ⅥB铬分族ⅤB钒分族ⅣB钛分族ⅢB钪分族族周期ZnCuFe Co Ni铁系MnCrVTiSc4(第一过渡系)CdAgRu Rh Pd轻铂组TcMoNbZrY5(第二过渡系)HgAuOs Ir Pt重铂组ReWTaHfLa-Lu6 (第三过渡系)UubUuuHs MtUunBhSgDbRfAc-Lr7(第四过渡系)

第3页：过渡元素原子特征

过渡元素原子特征：价层电子构型为(n-1)d110ns1 2~ ~

第4页：六五四

六五四：4f145d16s2Lu4d15s2Y3d14s2ScⅢB4f145d26s2Hf4d25s2Zr3d24s2TiⅣB4f145d36s2Ta4d45s1Nb3d34s2VⅤB4f145d46s2W4d55s1Mo3d54s1CrⅥB4f145d56s2Re4d55s2Tc3d54s2MnⅦB4f145d66s2Os4d75s1Ru3d64s2FeⅧ4f145d76s2Ir4d85s1Rh3d74s2Co4f145d96s1Pt4d10Pd3d84s2Ni4f145d106s1Au4d105s1Ag3d104s1CuⅠB4f145d106s2Hg4d105s2Cd3d104s2ZnⅡB(n-1)d110ns1 2核电荷增加，电子填充在次外层轨道上，最外层只有个电子1~2~ ~

第5页：过渡元素原子特征

过渡元素原子特征：价层电子构型为(n-1)d110ns1 2~ ~原子半径变化规律

第6页：过渡元素原子特征（续）

过渡元素原子特征（续）：KRbCsCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdBaLuHfTaWReOsIrPtAuHg1.过渡元素原子半径一般比较小。

第7页：过渡元素原子特征（续）

过渡元素原子特征（续）：KRbCsCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdBaLaHfTaWReOsIrPtAuHg2.同一周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族元素又稍增大。

第8页：过渡元素原子特征（续）

过渡元素原子特征（续）

• KRbCsCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdBaLaHfTaWReOsIrPtAuHg3.同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期(除ⅢB)外
• 由于镧系收缩使其同族元素原子半径十分接近，导致其元素性质相似。

第9页：单质的物理性质

单质的物理性质：多呈银白色、灰白色，有金属光泽除Sc、Ti为轻金属外，其它均为重金属PtIrOs其它TiScLi金属21.4522.6522.61>54.53.00.535密度g∙cm-3最大最小

第10页：单质的物理性质多呈银白色

单质的物理性质多呈银白色：灰白色,有金属光泽除Sc、Ti为轻金属外，其它均为重金属除ⅡB外，多数金属熔点、沸点高，硬度大沸点/℃熔点/℃硬度(金刚石=10)5660W3410W9Cr最大(高)22.8Cs0.2Cs最小(低)

第11页：金属活泼性

金属活泼性：MnCrVTiSc元素-1.18-0.90-1.13-1.63—E(M2+/M)/V稀H2SO4HCl等稀HClH2SO4浓H2SO4HNO3、HF热HFHCl各种酸可溶该金属的酸ZnCuNiCoFe元素-0.76260.34-0.257-0.277-0.44E(M2+/M)/V稀HClH2SO4等浓H2SO4稀H2SO4HCl等稀HCl等(缓慢)稀HClH2SO4等可溶该金属的酸Sc、Y、La是过渡元素中最活泼金属1.第一过渡系金属除Cu外,E(M2+/M)均为负值其活泼性减弱2.同一周期元素从左到右总趋势E(M2+/M)增大,

第12页：同族元素

同族元素：(除Sc分族外)自上往下金属活泼性降低E(M2+/M)/VⅧE(M2+/M)/VⅡB-0.257Ni-0.7626Zn第一过渡系+0.92Pd-0.403Cd第二过渡系+1.2Pt+0.8535Hg第三过渡系

第13页：氧化数

氧化数：具有多种氧化数ⅡBⅠBⅧⅦBⅥBⅤBⅣBⅢB族ZnCuNiCoFeMnCrVTiSc元素3d103d93d83d73d63d53d53d33d23d13dn+2+1+2+2+3+2+3+2+3+2+3+4+6+7+2+3+6+3+4+5+3+4+2+3主要氧化数稳定氧化数不稳定氧化数1.从左到右,元素最高氧化数升高, ⅦB后又降低

第14页：具有多种氧化数

具有多种氧化数：ⅡBⅠBⅧⅦBⅥBⅤBⅣBⅢB族ZnCuNiCoFeMnCrVTiSc一过渡系+2+1+2+2+2+2+3+2+4+6+7+3+6+4+5+3+4+3主要氧化数CdAgPdRhRuTcMoNbZrY二过渡系+2+1+2+3+4+7+6+5+4+3主要氧化数HgAuPtIrOsReWTaHfLu三过渡系+1+2+1+3+2+4+3+4+8+7+6+5+4+3主要氧化数2.从上往下,高氧化数化合物稳定性增加

第15页：具有多种氧化数（续）

具有多种氧化数（续）：3.有的过渡元素可形成氧化数为0、-1、-2、-3的化合物如形成体氧化数配合物0[Ni(CO)4]-1[Co(CO)4]--2[Cr(CO)5]2--3[Mn(CO)4]3-

第16页：非整比化合物

非整比化合物：如1000℃时FeO的实际组成为Fe0.89O~Fe0.96OFe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+O2-O2-O2-O2-O2-O2-O2-O2-过渡元素易形成非整比化合物

第17页：化合物颜色

化合物颜色：ZnCuNiCoFeMnCrVTiSc元素1098765432-M2+中d电子数无浅蓝绿粉红浅绿浅红天蓝紫褐-[M(H2O)6]2+颜色ZnCuNiCoFeMnCrVTiSc元素76543210M2+中d电子数粉红绿浅紫红蓝紫绿紫无[M(H2O)6]3+颜色过渡元素形成的配离子大多有颜色d0、d10构型的离子无色

第18页：化合物颜色（续）

化合物颜色（续）

• 过渡元素形成的配离子大多有颜色同一中心离子与不同配体形成配合物时,
• 由于晶体场分裂能不同, d-d跃迁时所需能量不同,而显不同的颜色[Ni(NH3)6]2+[Ni(H2O)6]2+配合物9251176d-d跃迁时吸收光波长(λ)/nm蓝绿配离子颜色13-1-6化合物颜色

第19页：配位催化

配位催化：过渡元素易形成配合物过渡元素的原子或离子具有部分空的(n-1)d，空的ns、np轨道可接受配体的孤电子对过渡元素及化合物有催化特性过渡元素的离子一般具有较高的电荷、较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸引力反应催化剂合成氨Fe/Mo氨氧化为NOPt/RhSO2氧化为SO3V2O5Ni催化加氢Pd Raney

第20页：配位催化（续）

配位催化（续）

• 磁性多数过渡元素或离子具有顺磁性多数过渡元素的原子或离子有未成对电子，
• 所以具有顺磁性Cu2+Ni2+Co2+Fe2+Mn2+Cr3+V3+VO2+离子98765321d电子数12345321未成对电子数1.732.833.874.905.923.832.831.73磁矩(μ)/B.M.未成对d电子越多，μ越大

第21页：配位催化（续）

配位催化（续）