11-d区、ds区和f区元素(铬-锰)
11_d区、ds区和f区元素
第二节 铬和锰
一、单质的性质及用途
１、铬：
• ①银白色有光泽金属,熔沸点很高,铬的硬度最大。
• ②耐腐蚀性（表面易形成致密的氧化膜）, 不溶于 浓HNO3和王水。 • ③与酸反应(无氧化膜)。与稀HNO3、H2SO4 Cr2+ (蓝色) 、Cr3+ (绿色) • ④与非金属反应 • ⑤易形成合金
２、锰
• ①有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁)
• ②中等活泼，能溶于稀酸
• ③加热下可与许多非金属反应 • ④铁可与热的浓碱反应（熔融碱应选用镍坩埚） • ⑤与CO反应生成羰基化合物
2、重要化合物(+2、+3氧化态)
Ｐ261标准电势图：
• 酸性介质：Fe(Ⅲ)是氧化剂
• 碱性介质： Fe(Ⅱ)是还原剂
a、氧化物
第十一章 d区、ds区和f区元素
Transition Element
第一节 d区、ds区元素的通性
一、原子结构特征与元素性质的关系 二、单质的物理性质 三、单质的化学性质
第二节 铬和锰
一、单质的性质及用途 二、铬的重要化合物 三、锰的重要化合物 四、铬、锰离子的鉴定
第三节 铁系元素和铂
一、铁及其化合物
一、原子结构特征与元素性质的关系
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd：4d105s0) • d电子数较多，d电子可部分或全部成键 • d轨道未充满,可接受电子
d区ds区和f区元素
煤气中毒：是因为血红蛋白优先与CO结合，失 去了载氧功能
二、铁（ Ⅱ 、Ⅲ）离子的鉴定
１、Fe2+离子的鉴定
Fe2++[Fe(CN)6]3-+K+=KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色) ２、Fe3+离子的鉴定
• 白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰钢, 耐磨,抗冲击, 耐腐蚀。 • 化学性质活泼，常温与非氧化性稀酸作 用放出Ｈ2。
二、铬的重要化合物 1、氧化物 CrO3
洗液 ： K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓)=2KHSO4+2CrO3↓+H2O • b、Cr2O3绿色粉末，不溶于酸和碱，作催化剂。 (NH3)2Cr2O7 = Cr2O3+N2+4H2O
一、原子结构特征与元素性质的关系
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd：4d105s0) • d电子数较多，d电子可部分或全部成键 • d轨道未充满,可接受电子
中性原子的原子轨道能量随原子序数的变化：n 和 l 竞争。 例外：Z = 24，41 ~ 46： “能量最低原理” 24 Cr 铬 3d54s1 不是 3d44s2 异常 41 Nb 铌 4d45s1 不是 4d35s2 42 Mo 钼 4d55s1 不是 4d45s2 43 Tc 锝 4d65s1 不是 4d55s2 E4 d < E5 s 44 Ru 钌 4d75s1 不是 4d65s2 45 Rh 铑 4d85s1 不是 4d75s2 46 Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
8第八章d区、dS区和f区元素
2、常见的铬盐 Cr2(SO4)3、CrCl3、KCr(SO4)2
二、铬（Ⅵ）的化合物 三氧化铬、铬酸盐、重铬酸盐
1、三氧化铬的性质
2Na2Cr2O7+2H2SO4=2CrO3↓+2NaHSO4
2、铬酸盐和重铬酸盐 K2CrO4、Na2CrO4、 K2Cr2O7 、 Na2Cr2O7
Cr2O72-+3H2S+8H+=2Cr3++3S↓+7H2O Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++ 7H2O Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+ 7H2O
MnS↓鉴定Mn2+
（二）锰（Ⅳ）的化合物 MnO2
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O 实验室制氯气 2MnO2+2H2SO4=2MnSO4+O2↑+2H2O 3MnO2+6KOH+KClO3 熔融 3K2MnO4 +KCl+3H2O
（三）锰（Ⅶ）的化合物 KMnO4水溶液显紫红色 KMnO4具有强氧化性
酸性溶液中，亚汞离子稳定存在。
Hg2+ + Hg
Hg22+
11 d区、ds区和f区元素(铬,锰)
多种氧化态
红色为常见的氧化态
形成多种配合物
金属有机配合物
5. 化合物的颜色特征
水合离子颜色：由d电子d-d跃迁的吸收光谱决定
Ti+ V3+ Cr3+ Mn3+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d1
紫红
d2
绿
d3
蓝紫
d4
紫红
d5
肉色
d5
淡紫
d6
浅绿
d7
粉红
d8
绿色
在铬的化合物中，Cr(VI)的生物毒性最
大，Cr(III)次之，Cr(VI)中毒时，能引起肝，肾，
神经系统和血液系统的广乏病变，国家规定排
放废水中的Cr(VI)最大浓度为0.5 mg· -1． L
Cr3＋的鉴定
1. 加入过量的NaOH溶液，再加入H2O2，溶液颜色由
绿色变为黄色： Cr3＋ ＋ 4OH－ ＝ CrO2－＋ 2H2O 2CrO2－＋ 3H2O2 ＋ 2OH－ ＝2 CrO42－黄色＋ 4H2O 2. 在以上反应的基础上，加入Ba2＋，生成BaCrO4黄 色沉淀： CrO42－＋ Ba2＋＝BaCrO4↓
H+
Cr2O72- Orange red + H2O CrO42－
OH－
ds区,d区和f区元素
CrCl3的稀溶液呈紫色，其颜色随温度的升高和Cl－浓度 增大而变绿色，[CrCl(H2O)5]2+（浅绿），[CrCl2(H2O)4]+ （暗绿）。
水解性：Cr3+和亚铬酸盐均易水解： Cr3+ + H2O [Cr(OH)]2+ + H+ 呈酸性。
亚铬酸盐即CrO2-，在碱性溶液中有较强的还原性，能 被H2O2、Na2O2、Cl2、Br2等氧化成铬（Ⅵ）酸盐CrO42而Cr(Ⅲ)在酸性溶液中很稳定，只有在很强的氧化剂 （高锰酸钾等）作用下才能将其氧化。
1. 氧化物及其水合物 Cr2O3难溶难熔，化学惰性，是两性氧化物，但只有 酸性熔剂（如K2S2O7）和强碱共熔才反应生成盐。
Cr2O3为绿色固体，是一种绿色颜料，称铬绿。
Cr2O3· 2O可用Cr(Ⅲ)盐溶液中加入适量碱得到灰 xH 绿色胶状沉淀，即水合氧化铬，其含水量是可变的， 通常称为氢氧化铬，习惯上以Cr(OH)3表示。 Cr(OH)3难溶于水，是典型两性氢氧化物之一，
(dsp2杂化)如[Cu(H2O)4)]2+、[CuCl4]2-、[Cu(NH3)4]2+等，
[Cu(NH3)4]2+为深蓝色。分析上，根据颜色深浅进行比
色分析测Cu的含量。它还能溶解纤维，在所得纤维素
溶液中加酸或水时，纤维又可析出，因此工业上用于 制人造丝。Cu(Ⅱ)还与一些有机配合剂(如乙二胺)形成 稳定的螯合物。
d-ds-f区元素
过渡金属
金属性 略有减弱
金属性略有减 精品课件
弱
过渡元素变价的普遍性
元素
常 见 价 态
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
+7
+6 +6
+5
+4 +4
+4
+3 +3 +3 +3 +3 +3 +3
+2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2
+1
氧化态先升高后降低
化合物有较明显的共价性； 化合物一般是有颜色的。
化合物大多是离子型的； 正离子一般是无色的。
离子形成配 有很强的生成配合物的倾向 合物的能力
仅能与极强的配位剂形成配合物
氢氧化物的 氢氧化物碱性较弱，易脱水形成氧 氢氧化物是强碱，对热稳定
碱性
化物
精品课件
锌族元素和碱土金属对比
锌族元素
熔、沸点
低
金属活泼性 本族内从上到下减弱
精品课件
ds区元素
周期表IB族和ⅡB族的元素，其价电子
构型分别为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2 。
d区元素
周期表ⅢB～Ⅷ族所有的元素，价电子构
27个化学元素周期表
27个化学元素周期表
小编在此整理了27个化学元素周期表，希望能帮助到您。
元素读音第一周期元素：
1 氢(qīng)
2 氦(hài)
元素周期表正确金属汉字写法第二周期元素：
3 锂(lǐ)
4 铍(pí)
5 硼(péng)
6 碳(tàn)
7 氮(dàn)
8 氧(yǎng)
9 氟(fú) 10 氖(nǎi)
第三周期元素：
11 钠(nà) 12 镁(měi) 13 铝(lǚ) 14 硅(guī) 15 磷(lín) 16 硫(liú) 17 氯(lǜ) 18 氩(yà)
第
四周期元素：
19 钾(jiǎ) 20 钙(gài) 21 钪(kàng) 22 钛(tài) 23 钒(fán) 24 铬(gè) 25
锰(měng) 26 铁(tiě) 27 钴(gǔ) 28 镍(niè) 29 铜(tóng) 30 锌(xīn) 31 镓(jiā) 32
锗(zhě) 33 砷(shēn) 34 硒(xī) 35 溴(xiù) 36 氪(kè)
第五周期元素：
37 铷(rú) 38
锶(sī) 39 钇(yǐ) 40 锆(gào) 41 铌(ní) 42 钼(mù) 43 锝(dé) 44 钌(liǎo) 45 铑(lǎo)
46 钯(bǎ) 47 银(yín) 48 镉(gé) 49 铟(yīn) 50 锡(xī) 51 锑(tī) 52 碲(dì) 53
碘(diǎn) 54 氙(xiān)
第六周期元素：
55 铯(sè) 56 钡(bèi) 57 镧(lán) 58 铈(shì) 59
镨(pǔ) 60 钕(nǚ) 61 钷(pǒ) 62 钐(shān) 63 铕(yǒu) 64 钆(gá) 65 铽(tè) 66 镝(dī)
27个化学元素周期表
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元素读音第一周期元素：
1 氢(qīng)
2 氦(hài)
元素周期表正确金属汉字写法第二周期元素：
3 锂(lǐ)
4 铍(pí)
5 硼(péng)
6 碳(tàn)
7 氮(dàn)
8 氧(yǎng)
9 氟(fú) 10 氖(nǎi)
第三周期元素：
11 钠(nà) 12 镁(měi) 13 铝(lǚ) 14 硅(guī) 15 磷(lín) 16 硫(liú) 17 氯(lǜ) 18 氩(yà)
第
四周期元素：
19 钾(jiǎ) 20 钙(gài) 21 钪(kàng) 22 钛(tài) 23 钒(fán) 24 铬(gè) 25
锰(měng) 26 铁(tiě) 27 钴(gǔ) 28 镍(niè) 29 铜(tóng) 30 锌(xīn) 31 镓(jiā) 32
锗(zhě) 33 砷(shēn) 34 硒(xī) 35 溴(xiù) 36 氪(kè)
第五周期元素：
37 铷(rú) 38
锶(sī) 39 钇(yǐ) 40 锆(gào) 41 铌(ní) 42 钼(mù) 43 锝(dé) 44 钌(liǎo) 45 铑(lǎo)
46 钯(bǎ) 47 银(yín) 48 镉(gé) 49 铟(yīn) 50 锡(xī) 51 锑(tī) 52 碲(dì) 53
碘(diǎn) 54 氙(xiān)
第六周期元素：
55 铯(sè) 56 钡(bèi) 57 镧(lán) 58 铈(shì) 59
镨(pǔ) 60 钕(nǚ) 61 钷(pǒ) 62 钐(shān) 63 铕(yǒu) 64 钆(gá) 65 铽(tè) 66 镝(dī)
第8章d区、ds区和f区元素
§8.1 §8.2 §8.3
d区、ds区、f区元素
d区、 ds区元素通性 铬和锰 铁系元素和铂
§8.4 铜、锌、汞 §8.5 d区、 ds区元素的生物 效应及常用药物(自学) §8.6 f 区元素通性
目标： 1.掌握过渡元素通性； 2.掌握铬、锰、铁、铂、铜、汞元素的基本性质； 3.了解各元素在工业中、医药中的应用 重点： 1.铬、锰、铁、铂、铜、汞元素的基本性质及其各 氧化态之间相互转换关系； 2.上述元素离子的鉴定 难点： 1. 各种相关反应的准确书写 2．各相关重要化合物的性质
•导电性，导热性，延展性好。
熔 点 变 化 示 意 图
8.1.3 d区ds区元素的化学性质
元素
E
M
2
/M V
Sc --各种酸 Fe -0.409 稀 HCl H2 SO4 等
Ti -1.63 热 HCl HF Co -0.282 缓慢溶解 在 HCl 等 酸中
V -1.2 (估算值) HNO3 ， HF 浓 H2 SO4 Ni -0.236 稀 HCl H2 SO4 等
224.7g L-1 (2 MKOH) 6.4 溶液稀释至 形成绿色溶 1:500000 液 ,静止或 时 ,仍能看 水量较多 出颜色 时 ,变为紫 红色
58℃， 200℃ 54℃时溶于结 ~230℃ 部分分解出 晶水中 ,无水 MnSO4 为白色 , HCl ,无水 灼烧变为 MnCl2 红色 Mn3 O4 片状，熔点为 650℃
1～20号元素周期表
1～20号元素周期表
元素读音第一周期元素：
1 氢(qīng)
2 氦(hài)
元素周期表恰当金属汉字读法第二周期元素：
3 锂(lǐ)
4 铍(pí)
5 硼(péng)
6 碳(tàn)
7 氮(dàn)
8 氧(yǎng)
9 氟(fú) 10 氖(nǎi)
第三周期元素：
11 钠(nà) 12 镁(měi) 13 铝(lǚ) 14 硅(guī) 15 磷(lín) 16 硫(liú) 17 氯(lǜ) 18 氩(yà)
第
四周期元素：
19 钾(jiǎ) 20 钙(gài) 21 钪(kàng) 22 钛(tài) 23 钒(fán) 24 铬(gè) 25
锰(měng) 26 铁(tiě) 27 钴(gǔ) 28 镍(niè) 29 铜(tóng) 30 锌(xīn) 31 镓(jiā) 32
锗(zhě) 33 砷(shēn) 34 硒(xī) 35 溴(xiù) 36 氪(kè)
第五周期元素：
37 铷(rú) 38
锶(sī) 39 钇(yǐ) 40 锆(gào) 41 铌(ní) 42 钼(mù) 43 锝(dé) 44 钌(liǎo) 45 铑(lǎo)
46 钯(bǎ) 47 银(yín) 48 镉(gé) 49 铟(yīn) 50 锡(xī) 51 锑(tī) 52 碲(dì) 53
碘(diǎn) 54 氙(xiān)
第六周期元素：
55 铯(sè) 56 钡(bèi) 57 镧(lán) 58 铈(shì) 59
镨(pǔ) 60 钕(nǚ) 61 钷(pǒ) 62 钐(shān) 63 铕(yǒu) 64钆(gá) 65 铽(tè) 66 镝(dī)
无机化学：第十一章 d区、ds区和f区元素
六、过渡元素的生物学效应
人们已经认识到，微量元素在机体不同的组 织和体液中严格地保持一定的浓度，缺乏或 过量都会对机体产生不良影响；由这些元素 参与构成的活性配合物在生命活动中，起着 非常大的作用。
1/2 O2 + 2 V(+4) = O 2- + 2 V(+5)
+) SO2 + 2 V(+5) + O 2- = 2 V(+4) + SO3 总反应：1/2 O2 + SO2 = SO3
一、d区和ds区元素的原子结构特征
结构特点 (n-1)d1-10 ns 1-2 (n-1)d轨道 刚满或未充满 最外层ns轨道仅有 １~２个电子（个别除外）属于不稳定构型，容 易发生失去d电子
四 单质的化学性质
１．金属活泼性 第IIIB族元素在过渡金属中是最活泼的
2Sc + O2 = Sc2O3 2Sc + 6H2O = 2Sc(OH)3 + 3H2 ↑ 在通常情况下，其它过渡元素不能与水作用
２．氧化数 +II, +III, +IV, +V, +VI, +VII ３．酸碱性
+II
+III
一、考试内容范围
复旦大学2021年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲
的制备（Williamson合成法）及性质；1, 2-环氧化合物的开环反应；硫醇及硫醚的性质。
5．烯烃
掌握：烯烃的结构和几何异构；烯烃的相对稳定性；烯烃的亲电加成反应和机理；烯烃的亲电加成取向（马氏规则）；烯烃和溴化氢的反马氏加成；烯烃的氧化反应；烯烃烯丙位的卤代。
6．炔烃和共轭双烯
掌握：炔烃的结构和加成反应；炔烃的酸性；末端炔烃的反应；共轭二烯的结构和稳定性；共轭二烯的亲电加成反应；动力学和热力学控制，共轭加成；Diels-Alder反应；烯丙型卤代烃化学行为；共振论的一般概念和共振结构的写法，共振结构贡献大小；共轭效应的概念。
7．芳烃
掌握：芳香族亲电取代反应及其机理；取代基的定位效应(取代基对反应活性和对反应取向的影响，取代基的分类)；芳香性。
8．羰基化合物（醛和酮）
掌握：醛酮的亲核加成反应和加成的立体化学（影响因素）；羰基氢的酸性和卤代反应、卤仿反应；缩醛（酮）的形成和羰基保护；羟醛缩合（包括Claisen-Schmidt,分子内羟醛缩合反应）； Cannizzaro反应；醛酮的还原和氧化；Wittig反应；Darzen反应；Benzoin 缩合；Michael加成和Robinson 关环；D-A反应；醛酮化合物的制备；，-不饱和羰基化合物的化学反应行为。
9．酚和醌
掌握：酚的酸性；酚的制备；苯酚及其衍生物的反应（成醚反应和Claisen 重排、成酯反应和Fries重排，亲电取代反应，Reimer-Tiemann反应、Kolbe-R.Schmitt反应）；对苯醌的反应。
d区元素和f区元素
第12章d区元素和f区元素
【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。
解：d 区元素最后一个电子填充到d 轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB -ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高, 密度大, 导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
或：d 区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d 轨道上的电子数不同。又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。【12-2】完成下列反应式：
（1）TiO2+H2SO4(浓)→
（2）TiO2++Zn+H+→
（3）TiO2+C+Cl2→
（4）V2O5+NaOH→
第11章-ds区元素
电离能大得多，因此，没有s区元素活泼。
Cu,主要+2 Ag,主要+1 Au,主要+3
IB: (n-1)d10ns1
+1，+2，+3
IIB: Zn, Cd, Hg。(n-1)d10ns2 +2
11-2 单质
Cu在干燥空气中或水中无反应，但在含有CO2的潮湿空气中形成绿色的铜 锈。
2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3
80℃
CuO + H2O
800℃
Ag2O 300 ℃ Ag + O2 Cu2O + O2 HgO 300 ℃Hg + O2
● Cu(OH)2略显两性
Cu(OH)2 + 2OH- = [Cu(OH)4]2[Cu(OH)4]2- + C6H12O6 = Cu2O(s) + 2H2O + C6H12O7 + 4OH- (检验糖尿病)
° = 0.268V，甘汞电极
Hg2Cl2遇NH3, OH-, I-, S2- 能使Hg22+发生歧化反应，因为Hg2+形成沉淀或络合 物，降低了Hg2+的浓度，也降低了°[Hg2+(络合物或沉淀)/Hg22+]。 Hg2+(络合物或沉淀形式)
第十四章 d区元素(一) 铬锰铁钴镍
第十四章d区元素（一）铬锰铁钴镍
第一节d区元素通论（p290）
一、原子的电子层结构和原子半径
ⅢB～ⅠB，d区和ds区，价电子构型：（n-1）d1-10ns1-2，见p111面原子的电子层结构。同一过渡系元素，随着原子序数的增加，原子半径依次减小，但从第5族开始变得缓慢。见p292面图14-2。
二、氧化态
ns和(n-1)d能量相差不大，d电子也能部分参与成键，形成多种可变氧化态。见p293面。三、单质的物理性质
ⅡB族：Zn、Cd、Hg，低熔点金属，其余m.p.、b.p.、密度、硬度都较高。见p293面。许多过渡元素的单质及其化合物呈现顺磁性（顺磁，定义为左旋物质体系，S极向上）。
四、单质的化学性质
活泼性差别很大。第一过渡系元素都是比较活泼的金属，从左至右，金属性逐渐减弱。与第一过渡系元素相比，第二、三过渡系元素较不活泼，即同族元素自上而下，金属活泼性逐渐减弱。
五、氧化物及其水合物的酸碱性
d区元素高氧化态的氧化物是酸性氧化物，相应的水合物为酸。低价态的氧化物为碱性氧化物，其相应的水合物为碱。同一过渡系的氧化物及其水合物的碱性，从左至右逐渐减弱，高氧化态时表现为从碱到酸。在同一族中各元素自上而下，氧化态相同时酸性减弱而碱性增强。见p295面表14-4。
六、配合物形成体
易生成配位化合物（有空轨道，半径小，对配位体有较强吸引力）。
七、水合离子的颜色
Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+，（n-1）d10ns0构型，无未成对电子，水合离子无色。见p296面表14-5。
八、催化性
催化性与电子在d轨道未填满有密切关系。
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应用
建筑工地上打桩声骤然震响,有一位过客却倒 在地上抱头打滚，痛苦不堪。他的颅骨曾因工伤 而破损，每遇声浪震荡，便头痛欲裂。
医生用一片合金片覆盖病人颅骨缺损处，再 用一种“热激励铆钉”将合金固定在颅骨上。这 种铆钉在低温下可以松松地置入骨孔，当它达到 人体温度后就自动膨胀定位。从此，这位头痛症 患者不再惧怕声波冲击了。
例如,V2O5催化 SO2 氧化的反应，可能涉及到 V(+5) 与 V(+4) 氧化态之间的转换:
1/2 O2 + 2 V(+4) = O 2- + 2 V(+5)
+) SO2 + 2 V(+5) + O 2- = 2 V(+4) + SO3
总反应：1/2 O2 + SO2 = SO3
20
7. 过渡元素的生物学效应
第一过渡系 Sc – Zn 第四周期 第二过渡系 Y – Cd 第五周期 第三过渡系 La – Hg 第六周期
一、d区和ds区元素的原子结构特征
结构特点 (n-1)d1-10 ns 1-2 (n-1)d轨道 刚满或未充满 最外层ns轨道仅有 １~２个电子（个别除外）属于不稳定构型,容 易发生失去d电子
d轨道可以全部或部分参与成键
二、d区和ds区元素的基本性质变化特征
同一周期从左到右过渡元素的基本性质 有许多相似之处,第一电离能比较接近，金属 性变化不显著，原子半径随d电子数目变化 而缓慢变化。
(一)原子半径
Atomic radius (pm)
190 La
180 Y
170
原子半径先降低,后增大？
人们已经认识到,微量元素在机体不同的组 织和体液中严格地保持一定的浓度，缺乏或 过量都会对机体产生不良影响;由这些元素 参与构成的活性配合物在生命活动中，起着 非常大的作用。
常见地方病
克山病,大骨节病——低硒（非唯一的致病因素） 补硒－防癌 缺硒——体内自由基过多——肿瘤产生——硒作为
自由基清除剂或自由基反应抑制剂 高硒——中毒，发育迟缓，脱毛，死亡 食管癌（钼、锌、镁、铁），肝癌，鼻咽癌
子有效核电荷数依次增大，对外层电子云的 吸引力增大，所以直到第VIII族元素后， d轨 道趋于充满，屏蔽效应增强，核对外层电子 云的吸引力减小，所以原子半径依次增大．
(二)电负性、电离能和金属性
同一周期从左到右过渡元素的基本性 质有许多相似之处,电负性和电离能比较 接近，金属性变化也不显著。
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三、单质的物理性质
Sc
Hf
160
Zr
Hg
Ta
150 140 130
Ti
Au Cd
Nb V
W
Mo
Re Tc
Os
Mn Ru
Pt Ir
Pd Rh
Ag
Zn
120
Cr
Fe Co Ni Cu
Fig. 1 Atomic radius of transition elements
原因 过渡元素的d轨道未充满,对核的屏蔽作用
较小，原子半径依次减小。 随着原子序数递增，d电子数目增多，原
密度大,硬度大，熔点高，沸点高， 导电性和导热性良好，配位数高
用途:形状记忆合金 Ti-Ni系合金
形状记忆合金
记忆合金是一种颇为特别的金属条,极易被弯曲， 把它放进盛着热水的玻璃缸内，金属条向前冲 去;将它放入冷水里，金属条则恢复了原状。
在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形 状，在较低的温度下合金可以被拉伸，但若对 它重新加热，它会记起它原来的形状，而变回 去。这种材料就叫做记忆金属（memory metal）。
d区和ds区元素一系列特征几乎都与未充满或刚 充满的d轨道有关,因此有人认为，d区和ds区 元素的化学就是d电子的化学．
多种氧化态
红色为常见的氧化态
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形成多种配合物
16
17
金属有机配合物
18
5. 化合物的颜色特征
水合离子颜色:由d电子d-d跃迁的吸收光谱决定
Ti+ V3+ Cr3+ Mn3+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+
四 单质的化学性质
１．金属活泼性 第IIIB族元素在过渡金属中是最活泼的
2Sc + O2 = Sc2O3 2Sc + 6H2O = 2Sc(OH)3 + 3H2 ↑ 在通常情况下,其它过渡元素不能与水作用
２．氧化数 +II, +III, +IV, +V, +VI, +VII ３．酸碱性
+II
+III
+IV +VI
+VII
Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4
碱性
弱碱性 两性 酸性 强酸性
结论 低价碱性,高价酸性
4.过渡元素的配位性
过渡元素最突出的特征之一是易形成配合物
常见的配体 F-, CN-, C2O42-, NH3, en, EDTA, bpy (bpy = 2,2‘-bipyridine联吡啶, phen (phen = 1,10-phenanthroline菲咯啉)
第十一章 d区、ds区和f区元素
第一节 d区和ds区元素的通性 第二节 铬与锰
第一节 d区、ds区元素的通性
d 区元素 周期系中IIIB ~ VIIB, VIII族 ds 区元素 IB ~ IIB
d区电子排布特征 (n-1)d1-9 ns 1-2 ds 区电子排布特征 (n-1)d10 ns 1-2
例如,一根螺旋状高温合金，经过高温退火后， 它的形状处于螺旋状态。在室温下，即使用很 大力气把它强行拉直，但只要把它加热到一定 的“变态温度”时，这根合金仿佛记起了什么似 的，立即恢复到它原来的螺旋形态。
原理 某些合金在固态时晶体结构随温度发生变化的规律
例如,镍-钛合金在40oC以上和40oC以下的晶体 结构是不同的，但温度在40oC上下变化时，合金就 会收缩或膨胀，使得它的形态发生变化。这里， 40oC就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。各种合 金都有自己变态温度。
头发的色泽与所含的微量元素
d1 d2 d3 d4 d5
d5 d6 d7 d8 d9
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紫红 绿 蓝紫 紫红 肉色 淡紫 浅绿 粉红 绿色 蓝色
当过渡金属的电子由基态跃迁至激发态所需 要的能量在可见光范围时,电子就会吸收某一 波长范围可见光，发生d-d跃迁，从而使化合 物显示特种颜色.
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6. 过渡金属与工业催化
d 区元素较高的催化活性认为与电子容易失去、 容易得到、或容易由一种能级迁移至另一能级的 事实有关;