过渡金属

合集下载

探索过渡金属的特性与应用

探索过渡金属的特性与应用过渡金属是指周期表中第4B至第11B族元素以及第5B至第12B族元素，也就是4d、5d和3d系列的元素，这些元素具有独特的物理和化学性质，广泛应用于不同领域。

本文将探索过渡金属的特性和应用，以期加深对其重要性和价值的理解。

一、过渡金属的特性过渡金属具有以下几个显著的特点，使其成为科技领域不可或缺的重要元素。

1. 傅里叶电子结构：过渡金属具有特殊的电子结构，即傅里叶电子结构。

这种结构使它们具有良好的导电性和热导性，适用于制造导线、电池、电阻器等电子器件。

2. 多价态：过渡金属的电子结构使其能够在不同氧化态之间转变，形成多种离子。

这使得过渡金属广泛应用于催化剂、电池、涂层等领域，发挥了重要作用。

3. 良好的耐腐蚀性：过渡金属的氧化膜稳定性较高，能够形成致密的氧化层保护金属不受腐蚀。

这使得它们在航空航天、汽车制造、化工等行业的耐腐蚀材料中得以应用。

4. 催化性能：过渡金属催化剂在化学反应中起到重要的作用。

它们能够降低化学反应的活化能，加速反应速率，被广泛应用于石油加工、人工合成等领域。

二、过渡金属的应用领域基于过渡金属独特的特性，它们在多个领域中发挥着重要作用。

以下是几个主要的应用领域：1. 电子器件制造：过渡金属的导电性和热导性使其成为电子器件制造的关键元素。

铜、铝等过渡金属在导线、电路板等电子产品中得到广泛应用。

2. 车辆制造：过渡金属的高强度和耐腐蚀性使其成为汽车制造领域的理想材料。

铁、钛、锌等金属被广泛用于汽车车身和发动机零部件的制造。

3. 催化剂：过渡金属催化剂在化学反应中起到重要的作用。

铂、钯、铑等过渡金属作为催化剂广泛应用于石油加工、生物制药、环境保护等领域。

4. 生物医药：过渡金属在生物医药领域发挥着重要的作用。

铁、铜、锰等金属离子在体内参与多种生命过程，如血红蛋白中的铁离子承载氧气，铜离子参与酶的催化反应等。

5. 材料科学：过渡金属的特性使其成为材料科学中的研究热点。

元素周期表中的过渡金属元素

元素周期表中的过渡金属元素元素周期表是一张记录了所有已知元素的表格，它按照一定规律排列了元素的原子序数和化学性质。

其中，过渡金属元素是周期表中的一类重要元素。

本文将介绍过渡金属元素的定义、特性以及在各个领域的应用。

一、过渡金属元素的定义过渡金属元素是指元素周期表中第4至第11族的元素，它们的电子配置在填充d轨道时出现了不规则的变化。

这类元素包括钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、镍(Ni)等，共有38个元素。

过渡金属元素以其独特的物理和化学特性而备受关注。

二、过渡金属元素的特性过渡金属元素具有一系列独特的特性，使其在化学、材料科学以及生物学等领域具有重要应用价值。

1. 变价性：过渡金属元素的最外层电子数较少，因此它们容易失去或吸收电子，表现出多样的化合价态。

例如，铁在+2和+3价之间变化，形成不同的化合物。

2. 高熔点和良好的热导性：过渡金属元素由于其复杂的电子结构和强大的金属键，具有相对较高的熔点和良好的热导性。

因此，它们常被用于高温环境下的合金制备和热传导材料。

3. 催化性能：过渡金属元素在催化反应中起到重要作用。

它们能够改变反应的速率和方向，提高反应的效率。

例如，铂是许多重要催化剂的组成部分，广泛应用于汽车排放控制和化学工业中。

4. 彩色化合物的形成：过渡金属元素形成的化合物常常具有鲜艳的颜色。

这是由于它们d轨道电子的能级结构引起的。

例如，铜(II)离子形成的化合物呈现出蓝色，铬(III)离子形成的化合物呈现出绿色。

三、过渡金属元素的应用由于其独特的化学性质和物理特性，过渡金属元素在许多领域有着广泛的应用。

1. 工业领域：过渡金属元素被广泛应用于材料工程、电子工业和制药工业等领域。

例如，钢中的铁是由铁和碳以及其他过渡金属元素组成的合金，具有高强度和抗腐蚀性。

2. 能源产业：某些过渡金属元素在能源领域具有重要的作用。

铂、钴等元素被用作燃料电池的催化剂，提高其效率和稳定性。

铬和钒等元素则广泛应用于储能材料中。

元素周期表中的过渡金属元素及其性质研究

过渡金属元素在自然界中的存在和开采
地壳中过渡金属元素的种类和分布
地壳中过渡金属元素的开采难度和成本
地壳中过渡金属元素的应用领域和价值
地壳中过渡金属元素的丰度排名
过渡金属元素在自然界中的分布：主要存在于地壳中，如铁、铜、锌等
开采方法：根据元素性质和矿床类型选择合适的开采方法，如露天开采、地下开采等
镍的化合物：硫酸镍、氯化镍、硝酸镍等
Hale Waihona Puke 铜元素：原子序数29，位于元素周期表第四周期
铜的物理性质：红色金属，具有良好的导电性和导热性
铜的化学性质：在空气中稳定，不易氧化，但在高温下可与氧气反应生成氧化铜
铜的化合物：包括氧化铜（CuO）、硫酸铜（CuSO4）、氯化铜（CuCl2）等，具有不同的物理和化学性质
汇报人：
元素周期表中的过渡金属元素及其性质研究
目录
添加目录标题
过渡金属元素概述
过渡金属元素的物理性质
过渡金属元素的化学性质
常见过渡金属元素及其化合物
过渡金属元素在自然界中的存在和开采
添加章节标题
过渡金属元素概述
过渡金属元素位于周期表的第4、5、6周期
过渡金属元素包括铁、钴、镍、铜、锌、钼、钨、钽、铌、钌、铑、钯、银、金、铂、汞等
过渡金属元素在工业上广泛应用，如铁、铜、铝等
过渡金属元素在生物体内具有重要作用，如铁、锌等
过渡金属元素在环保领域也有广泛应用，如铬、锰等
过渡金属元素在化学实验中常用作催化剂，如镍、铂等
过渡金属元素的物理性质
过渡金属元素的原子结构：原子半径、电离能、电子亲和能等
电子排布：过渡金属元素的电子排布规律和特点
原子结构对物理性质的影响：如熔点、沸点、导电性等

元素周期表中的过渡金属与稀有金属

元素周期表中的过渡金属与稀有金属元素周期表是化学领域中最重要的工具之一，它将元素按照一定规律排列，让我们可以更好地理解和研究化学元素及其性质。

在元素周期表中，过渡金属和稀有金属是其中两个重要的类别。

本文将深入探讨过渡金属和稀有金属的特点、性质和应用。

一、过渡金属过渡金属是指元素周期表中d区的元素，它们的原子结构有一个或多个不满的d电子壳层。

过渡金属具有以下几个显著特点：1. 高熔点和沸点：过渡金属具有较高的熔点和沸点，这是由于它们之间存在较强的金属键和金属间的相互作用力。

2. 变价性：过渡金属的化合物中，过渡金属离子可出现不同的氧化态，显示出较强的变价性。

这使得过渡金属离子在催化反应、光谱分析等领域具有广泛的应用。

3. 裂变性：过渡金属化合物常常可以通过赋予能量使其电子跃迁，从而发生裂变。

这种特性使得过渡金属化合物在荧光材料、激光器件等领域得到应用。

4. 色彩多样性：过渡金属化合物常常表现出丰富多样的颜色，这是由于不同氧化态的过渡金属离子吸收和发射不同波长的光。

这使得过渡金属化合物在颜料、染料等领域有广泛的应用。

常见的过渡金属包括铁、铜、银、钼、铂等，它们在工业和生活中扮演着重要的角色。

比如铁在建筑、交通工具和机械制造等领域有广泛应用；铜在电子、通讯和建筑等方面发挥着重要作用；银在导电材料、反射材料和摄影等领域具有重要地位。

二、稀有金属稀有金属是指元素周期表中f区的元素，它们的原子结构有一个或多个不满的f电子壳层。

稀有金属具有以下几个主要特点：1. 稀有度高：稀有金属在地壳中的含量较低，因此得名稀有金属。

这使得稀有金属具有较高的经济价值和战略地位。

2. 耐腐蚀性好：稀有金属具有较好的耐腐蚀性，可以抵抗氧化、腐蚀等外界环境的侵蚀。

这使得稀有金属在航空、化工和核工业等领域有广泛应用。

3. 罕见金属：稀有金属的存在形式多为分散态或矿石，因此开采和提炼稀有金属的成本较高，加之其用途广泛，使得稀有金属价格较高。

过渡金属概述

MO2 MX4 水解性，配合性 ZrF4具有高折射率的无色单斜晶体
K2[ZrF6]可溶性，热水中溶度较大
2019-6-7
谢谢观赏
15
ZrSiO4+ K2SiF6＝ K2[ZrF6]+ 2SiO2 锆英砂烧结、1％盐酸浸泡出，结晶 (NH4)2[ZrF6]类似，但稍加热可得ZrF4 (NH4)2[ZrF6]＝ZrF4+ 2NH3 + 2HF
P940 Ti(IV)中，加入H2O2 在强酸中，pH<1 红色
在稀酸中，中性橙黄
2019-6-7
谢谢观赏
13
⒌定量测定Ti
TiO2+__+0.1__Ti3+_-0.37_Ti2+_-1.63__Ti H+＋TiO2++Al→Ti3++Al3++H2O
(放入Al片) Ti3+还原性略比Sn2+强。Sn4+ 0.15 Sn2+ Fe3++Ti3+=Fe2++Ti(IV) 用SCN-为指示剂可进行如下反应：Al+3Ti3+=Al3++3Ti2+ 中性时：
本章过渡（Ⅰ）主要介绍：Ti，V，Cr，Mo， W，Mn ；以及各同族的Zr、Hf、Nb、Ta 等
2019-6-7
谢谢观赏
2
§20—2 Ti副族
Ti
Zr
Hf
价电子结构 (n-1)d2 ns2 ,最稳定价态是+4
钛的含量（0.63%）在地球中十分丰富。过渡金属中含量仅次于Fe；总数第十位。主要有TiO2，钛铁矿FeTiO3，CaTiO3矿等。但钛的应用较晚。首先它纯度不高时，表现为脆性。最主要是Ti 的冶炼十分困难。在高温下，Ti的反应性强，尤其对氧的结合力强，能从其他的氧化物中抢过氧。比Si、B等更加亲氧。

《过渡金属》PPT课件

当pH＝11时，Cr(Ⅵ)几乎100％以CrO42-形式存在；而当pH＝1.2时，其几乎100％以 Cr2O72-形式存在。
Cr6+中(3d0)无d-d跃迁，但都显色，原因是Cr6+有较强的正电场，O一端电子向Cr的3d轨道跃迁（此跃迁属p-d跃迁，是电荷迁移跃迁的一种），吸收可见光区一定波长的光，使化合物显色。
[
C
r2
O
2 7
]
[
C
r
O
2 4
]2 [ H
]2
1014
[
C
r2
O
2 7
]
[
C
r
O
2 4
]
2Байду номын сангаас
1014[H
]2
酸性 [H+]>10-7 [Cr2O72-]>[CrO42-]橙中性 [H+]=10-7 [Cr2O72-]≈[CrO42-] 碱性 [H+]<10-7 [Cr2O72-]<[CrO42-]黄
➢钨丝还用于制做灯丝(温度可高达2600℃不熔化，发光率高、寿命长)，高温电炉的发热元件等。
3、存在和冶炼：存在：铬铁矿[Fe(CrO2)2]，灰鉬矿(MoS2)，白钨矿(CaWO4)，黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]
冶炼：MoO3 + 2Al 灼热 Mo + Al2O3 MoO3 + H2 450-650℃ MoO2 + H2O MoO2 + H2 950-1100 ℃ Mo + 2H2O WO3 + 3H2 650-820℃ W + 3H2O
显然,这是因为这类阳离子铬酸盐有较小的溶度积的原因.

元素周期表中的过渡金属和内过渡金属

其他化合物的性质
这些化合物具有独特的物理和化学性质，如光学活性、磁有序性和导电性等。
其他化合物的应用
在化学工业、材料科学和新能源领域中，这些化合物具有广泛的应用前景，如太阳能电池、磁性材料和药物等。
06
过渡金属和内过渡金属的工业应用
在冶金工业中的应用
钢铁生产
过渡金属如铁、钴、镍等是钢铁生产中的重要元素，可以提高钢材的强度、韧性和耐腐蚀性。
总结词
包括铜、银、金等元素，具有稳定的价电子构型和良好的导电性。
详细描述
第一过渡系列元素位于周期表的第4至第12族，具有稳定的价电子构型，表现出良好的导电性和延展性。这些元素在工业和日常生活中有广泛应用，如铜用于电线、管道和硬币制造，金则用于珠宝和投资。
第二过渡系列
总结词
包括铁、钴、镍等元素，具有磁性和催化活性。
有色金属冶炼
铜、铝、锌等有色金属的冶炼过程中，过渡金属作为杂质需要进行控制和去除。
在化学工业中的应用
催化剂
过渡金属化合物如铂、钯、铑等广泛应用于各种化学反应的催化，如加氢反应、氧化反应等。
颜料与染料
某些过渡金属化合物具有特殊的颜色和稳定性，用于制造颜料和染料。
在其他领域的应用
磁性材料
过渡金属如铁、钴、镍等及其合金具有优异的磁性能，用于制造磁性材料和器件。
硫化物和硒化物的性质
硫化物和硒化物的应用
在电子工业、光学材料和催化领域中，硫化物和硒化物具有重要应用，如半导体材料、红外探测器和催化剂等。
这些化合物具有不同的物理和化学性质，如颜色、熔点、导电性和磁性等。
其他化合物
其他化合物的种类
除了氧化物和硫化物/硒化物外，过渡金属和内过渡金属还可以形成多种其他类型的化合物，如卤化物、络合物和氢化物等。

元素周期表中的过渡金属特点与应用

元素周期表中的过渡金属特点与应用过渡金属是指位于d区的元素，它们在原子内外电子的排布上具有特殊性质，呈现出独特的化学性质和广泛的应用价值。

下面将从元素周期表的角度出发，详细介绍过渡金属的特点和应用。

一、元素周期表中的过渡金属特点过渡金属具有以下特点：1. 化合价多变性：过渡金属能够在化合物中以不同的化合价存在。

这一特点使得它们可以形成多种不同的化合物，从而拓展了它们的应用领域。

2. 原子尺寸和离子半径变化规律：过渡金属的原子尺寸和离子半径在周期表中呈现出规律性的变化。

随着元素周期数的增加，原子半径逐渐减小，而离子半径则呈现复杂的变化规律。

3. 异常磁性：过渡金属具有较强的磁性，其中铁、镍和钴是常见的磁性过渡金属。

这一特点使得它们在制造电磁设备、磁性材料等方面具有重要的应用。

4. 催化性能：过渡金属具有优良的催化性能，尤其是在工业生产过程中的应用广泛。

比如，钯金属催化剂常用于化学合成中的氢化反应和氧化反应。

5. 彩色离子：过渡金属的化合物往往呈现出丰富多彩的颜色。

这是由于过渡金属能够吸收和发射可见光范围内的电磁波，使物质呈现不同的颜色。

二、过渡金属的应用1. 催化剂应用：过渡金属常被用作催化剂，广泛应用于各个行业。

铂金属催化剂在汽车尾气净化中起到催化还原的作用，使有害气体转化为无害物质；钯金属催化剂在有机合成中能够加速氢化和氧化反应，提高反应速率。

2. 电池材料：过渡金属氧化物常被用作电池材料。

锰酸锂是一种常用的正极材料，在锂离子电池中具有高能量密度和长循环寿命的特点。

3. 金属合金：过渡金属是制备金属合金的重要成分。

例如，钢中加入适量的铬、钼等过渡金属可以提高钢的硬度和耐腐蚀性，使其具备更广泛的应用领域。

4. 光电器件：过渡金属氧化物和硫化物是光电器件的重要组成部分。

如氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜广泛应用于显示器和太阳能电池等领域。

5. 颜料和染料：过渡金属化合物常被用作颜料和染料，给产品带来丰富的颜色。

元素周期表中的过渡金属

医学应用
01
02
03
药物合成
过渡金属在药物合成中发挥重要作用，如铂、钴、镍等金属的配合物用于治疗癌症的药物研发。
诊断试剂
某些过渡金属离子如铁、铜、锌等参与生物体内的代谢过程，可作为生物标记物用于诊断疾病。
医疗器械
一些具有特殊物理和化学性质的过渡金属及其合金用于制造医疗器械，如手术刀具、植入物等。
环境治理
污水处理
过渡金属化合物在污水处理中具有重要作用，能够有效去除水中的重金属离子和有害物质，保障水质安全。
大气治理
利用过渡金属化合物去除大气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物等，有助于改善空
气质量。
谢谢您的聆听
THANKS
元素周期表中的过渡金属
CONTENTS
• 过渡金属的概述 • 过渡金属的化学性质 • 过渡金属的物理性质 • 过渡金属的应用 • 过渡金属的发现与开采 • 过渡金属的未来发展
01
过渡金属的概述
定义与特性
定义
过渡金属是元素周期表中d区和ds区的金属元素，它们具有未填满的d电子壳层。
特性
过渡金属具有多种氧化态，可以形成多种复杂的化合物，具有丰富的化学性质和物理性质。
功能材料
过渡金属化合物在磁性、光学、电学等方面具有优异性能，可用于信息存储、光电器件、传感器等领域。
新能源开发
燃料电池催化剂
过渡金属（如铂、钯等）具有良好的催化性能，是燃料电池中重要的催化剂，有助于提高燃料电池的效率和稳定性。
太阳能电池
过渡金属化合物在太阳能转换方面具有潜在应用价值，能够提高太阳能电池的光电转换效率和稳定性。
详细描述
过渡金属具有多种氧化态，这是因为它们的d电子可以轻易地参与成键，形成不同的价态。此外，由于d电子的存在，使得相邻氧化态间的电离能差较小，这使得过渡金属在化学反应中容易发生氧化还原反应。

《过渡金属元素》课件

佩戴防护设备：如防护服、手套、口罩等
遵守操作规程：严格按照操作规程进行操作
定期进行安全培训：提高员工安全意识和技能
建立应急处理机制：应对突发安全事故
遵守法律法规：遵守国家及行业相关法律法规
定期进行安全检查：及时发现并消除安全隐患
过渡金属元素废弃物的分类和处理方法资源化利用的技术和设备资源化利用的经济效益和社会效益资源化利用的法律法规和政策支持
氧化还原反应是化学反应中常见的反应类型
过渡金属元素在氧化还原反应中具有较高的活性
过渡金属元素在氧化还原反应中能够形成多种化合物
过渡金属元素在化学反应中具有催化作用催化作用可以提高化学反应速率催化作用可以降低化学反应的活化能催化作用可以改变化学反应的方向和产物
PART FIVE
过渡金属元素在合金材料中的作用：提高合金的强度、硬度、耐磨性等性能
有重要作用
过渡金属元素在自然界中主要以矿物和矿石的形式存在常见的过渡金属矿物有铁、铜、镍、钴等矿石是含有过渡金属元素的岩石，如铁矿石、铜矿石等过渡金属元素在矿石中的含量和分布会影响其经济价值
过渡金属元素在自然界中主要以矿物形式存在
提取方法：物理提取法、化学提取法、生物提取法等
纯化方法：溶剂萃取法、离子交换法、电化学法等
纯化程度：根据应用需求选择合适的纯化程度
PART FOUR
配位键：过渡金属元素与配体形成的化学
键
作用：稳定过渡金属元素的电子结构，增强其化学活性
应用：在化学反应中，配位键可以促进过渡金属元素的
反应速率
例子：铁离子与水形成配位键，生成氢氧
化铁沉淀
过渡金属元素在氧化还原反应中起到重要作用

元素周期表中的过渡金属

元素周期表中的过渡金属元素周期表是化学中的重要工具，它按照原子序数将化学元素分类，并提供了有关元素性质的重要信息。

在周期表中，过渡金属是一组独特的元素，它们在化学和物理性质上与其他元素有所不同。

本文将介绍元素周期表中的过渡金属，并探讨它们的特点、应用和重要性。

1. 过渡金属的定义过渡金属是周期表中位于d区的元素，它们的电子结构具有特殊的特点。

这些元素的外层电子结构通常包含一个或多个d电子，因此它们被称为“过渡元素”。

过渡金属的一些典型代表包括铁、铜、铬和钼等。

2. 过渡金属的特性过渡金属具有许多独特的化学和物理性质，使其在许多应用领域中非常重要。

以下是一些过渡金属的典型特性：2.1 变价性：过渡金属的不同价态具有不同的电子配置，这使它们在化学反应中能够转移电子，从而形成不同的化合物。

2.2 良好的导电性和导热性：过渡金属通常具有良好的导电性和导热性，使其在电子工业和热传导领域得到广泛应用。

2.3 高熔点和高沸点：大多数过渡金属具有较高的熔点和沸点，这使其在高温环境下稳定性较好。

2.4 形成彩色化合物：过渡金属离子可以吸收和发射可见光，因此它们在形成彩色化合物和催化剂中具有重要作用。

3. 过渡金属的应用由于过渡金属的特殊性质，它们在许多不同的领域中得到广泛应用。

以下是一些常见的应用领域：3.1 电子工业：过渡金属的良好导电性使其成为电子器件中常用的材料，如导线、接插件和电路板等。

3.2 催化剂：许多过渡金属离子具有良好的催化活性，因此它们广泛应用于化工工业中的反应催化剂。

3.3 金属合金：过渡金属与其他元素的合金形成具有特殊性能的金属材料，如钢铁、铜合金和镍基合金等。

3.4 医学应用：一些过渡金属离子在医学领域具有抗菌、止血和治疗特定疾病的作用，如铁离子在贫血治疗中的应用。

4. 过渡金属的重要性过渡金属在化学和材料科学中的重要性不可忽视。

它们的独特性质为我们提供了研究和开发新材料、催化剂和技术的基础。

元素周期表中的过渡金属

元素周期表中的过渡金属元素周期表是描述元素的分类和性质的重要工具。

其中，过渡金属是指在周期表中位于主族元素和稀土金属之间的一组元素。

它们具有一系列独特的性质和应用，对我们的日常生活和科学领域都有重要影响。

过渡金属的定义在元素周期表中，过渡金属通常被定义为具有部分填充的d轨道的元素。

它们的原子结构特点是d电子层不是满电子层，即d轨道中存在未配对或未填满的电子。

这使得过渡金属具有许多独特的性质，例如可变的氧化态、良好的导电性和热导性等。

典型的过渡金属元素过渡金属包括铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）等。

它们具有共同的特征，如高熔点、高密度、良好的导电性和热导性等。

这些元素在自然界中广泛存在，且大多数用途广泛。

性质和应用过渡金属具有许多重要的物理和化学性质，为它们带来了广泛的应用。

以下是一些常见的例子：1. 催化剂：过渡金属广泛用于催化反应，例如铂（Pt）催化剂在汽车尾气净化和氢气燃料电池中起着重要作用。

2. 磁性材料：铁、钴和镍等过渡金属是制造磁性材料的重要成分。

它们被广泛应用于电子设备、电动机和磁存储介质等领域。

3. 合金：过渡金属在合金制备中起着关键作用。

例如，钢是由铁和碳以及其他过渡金属组成的合金，拥有优异的强度和耐腐蚀性能。

4. 荧光材料：某些过渡金属离子在激发条件下能够发出明亮的荧光，例如钐（Sm）和铕（Eu）等离子常用于荧光显示器和照明装置中。

5. 生物学应用：许多过渡金属离子在生物体内具有重要的生理功能，如铁在血红蛋白中的运输氧气。

过渡金属的周期性和趋势过渡金属元素在元素周期表中按照原子序数的增加排列。

它们的性质和趋势在一定程度上与原子序数的变化相吻合，但也存在一些异常现象。

1. 电子结构：过渡金属的电子结构具有一定的规律性。

它们的原子结构中的d电子数目逐渐增加，从Sc（21）到Cu（29）的元素具有各自特定的电子组态。

2. 原子半径：在过渡金属族中，原子半径从左到右逐渐减小。

过渡金属元素

21
2. 羰基簇合物（分子中含有M—M键的化合物）
过渡元素能和CO形成许多羰基簇合物。羰基簇合物中金属原子多为低氧化态并具有适宜的d轨道。双核和多核羰基簇合物中羰基与金属原子的结合方式：
(1) 端基（1个CO和1个成簇原子相连）；(2) 边桥基（1个CO
与2个成簇原子相连）；(3) 面桥基（1个CO与3个成簇原子相连）。
第7章过渡金属元素
表7-1 过渡金属元素（d 区元素除第七周期外, 共23种）
周期\族
四
IIIB
Sc
IVB
Ti
VB
Ⅴ
VIB
Cr
VIIB
Mn Fe
VIII
Co Ni
五
六
Y
La
Zr
Hf
104Rf
Nb
Ta
105Db
Mo
W
106Sg
Tc
Re
107Bh
Ru
Os
108Hs
Rh
Ir
109Mt
Pd
Pt
110Uun
近时，两个Re3+的dz2轨道以
“ 头碰头 ”重叠形成σ键；两个Re3+ 的dxz轨道、dyz轨道以
“ 肩并肩 ”重叠形成两个 d—d
π键；而两个Re3+ 的dxy轨道以 “面对面”重叠形成δ键，说明 Re与Re之间形成四重键。
26
Re 5d56s2
-3e
Re3+ 5d4
dsp2杂化
5d4 (dsp2)0( dsp2)0( dsp2)0( dsp2)0 σ σ σ σ (3px)2 (3px)2 (3px)2 (3px)2 Cl Cl Cl Cl

过渡金属的配位数

过渡金属的配位数一、过渡金属的基本概念过渡金属，又称过渡元素，是一类在周期表中位于d区元素的统称。

它们具有不完全充满的d轨道，因此表现出较强的金属性。

过渡金属广泛应用于催化剂、磁性材料、合金等领域。

二、过渡金属的配位数定义与分类过渡金属的配位数是指一个过渡金属原子与周围配体原子形成的化学键的数量。

根据配体与过渡金属原子之间的键的复杂程度，过渡金属配位数可以分为简单配位数和复杂配位数。

1.简单配位数简单配位数指的是过渡金属原子与周围配体原子通过单一化学键相连的情况。

在这种情况下，过渡金属原子与配体原子之间的相互作用较弱，配位数较低。

2.复杂配位数复杂配位数是指过渡金属原子与周围配体原子通过多种化学键（如单键、双键、三键等）相连的情况。

在这种情况下，过渡金属原子与配体原子之间的相互作用较强，配位数较高。

三、过渡金属配位数的计算方法过渡金属配位数的计算方法主要有以下几种：1.配体电子对数法：根据配体的电子构型，计算其提供的电子对数，从而确定配位数。

2.配体原子数法：统计配体中与过渡金属原子形成化学键的原子数量，即为配位数。

3.晶体场理论法：根据晶体场理论，分析过渡金属原子在晶体中的环境，确定其配位数。

四、过渡金属配位数在实际应用中的重要性过渡金属配位数在实际应用中具有重要意义，它直接影响着过渡金属化合物的性质和功能。

例如，在催化剂领域，过渡金属配位数会影响催化剂的活性、选择性和稳定性；在磁性材料领域，过渡金属配位数会影响材料的磁性性能等。

五、常见过渡金属化合物的配位数举例1.铁（Fe）催化剂：常见的铁催化剂有Fe-EDTA（配位数6）、Fe-CN（配位数4）等。

2.钴（Co）催化剂：常见的钴催化剂有Co-PN（配位数6）、Co-BIPY （配位数6）等。

六、总结与展望过渡金属的配位数研究对于理解过渡金属化合物的性质和功能具有重要意义。

随着科学技术的不断发展，过渡金属配位数的研究将不断深入，为指导实际应用提供理论依据。

过渡金属

第二十章过渡金属（I）§20-1 引言（Ⅲ→“§20-2 钛（Titanium）副族2-1 钛副族概述2-2钛的在重要化合物TiO2 + 6HF ─→[TiF6]2-+ 2H+ + 2H2O （1）二氧化钛(2) 四氯化钛沸点分别为-23.2℃和136.4℃, 常温下为无色液体，易（3）Ti(Ⅳ）的配位化合物2-3 锆和Hf的化合物（自学）§20-3钒副族3-1 钒副族概述Vanadium3-2钒的重要化合物V2O5为两性氧化物（以酸性为主），溶于强碱（如V2O5 + 6 OH -2VO43-+ 3H2OV2O5 + 2OH-2VO3-+ H2O黄色淡黄V2O5 + 6H++ 2Cl-─→2VO2+ + Cl2↑+ 3H2O蓝（1）五氧化二钒（2）钒酸盐和多钒酸盐VO 43- −−→−+H V 2O 74- −−→−+H V 3O 93- −−→−+H V 10O 286-pH ＞13.0 13.0~8.4 8.4~8.0 8.0~3.0颜色无无黄红棕−−→−+H [H 2V 10O 28]4- −−→−+H V 2O 5 (s) −−→−+H VO 2+（aq ）pH 3.0~2.0 H +反极化 2.0~1.0 1.0作用颜色红棕红棕黄要求记忆： VO 43- −−→−+H 多钒酸盐，且聚合度↑−−→−+H V 2O 5↓ −−→−+H VO 2+ 强碱性溶液二氧基钒阳离子强酸性溶液无V 5+ , 也无 V(H 2O)x 5+ !3-3 铌和Ta的化合物§20-4铬副族4-1 铬副族概述4-2铬的重要化合物⏹(a) 三氧化铬（1）铬(Ⅵ)化合物⏹可使上述平衡向生成CrO42-的方向移动，生成相应的铬酸盐沉淀。

Cr2O72-+ 2Ba2+ +H2O ─→2BaCrO4↓+ 2H+柠檬黄Cr2O72-+ 2Pb2+ +H2O ─→2PbCrO4 ↓+ 2H+铬黄Cr2O72-+ 4Ag+ + H2O ─→2Ag2CrO4↓+ 2H+砖红上列第二个反应可用于鉴定CrO42-。

过渡金属(Fe,Al,Cu)

I.铁Fe一、铁的结构和性质1.铁是26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素。

原子结构示意图：主要化合价：+2，+32.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。

纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。

还原铁粉为黑色粉末。

3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。

①跟非金属反应：点燃点燃△3Fe+2O2 == Fe3O42Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S= FeSFe+I2= FeI2②跟水反应： 3Fe+4H2O==(高温)== Fe3O4+4H2③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H2，且氧化性酸过量时生成Fe3+)④与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+3.生铁与钢的比较4.炼铁和炼钢的比较①还原剂的生成C+O2CO2CO2+C2CO ②铁的还原Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③炉渣的生成CaCO3CaO+CO2①氧化：2Fe+O22FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。

如C+FeOFe+CO②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。

③脱氧，并调整Mn、Si含量2FeO+Si2Fe+SiO2CaO+SiO2CaSiO31.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB～ⅡB族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。

过渡元素都是金属，又叫过渡金属。

过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。

过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。

所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。

元素周期表中的过渡金属元素

元素周期表中的过渡金属元素元素周期表是化学领域中最为基础的工具之一，它将所有已知的化学元素按照一定的规律排列起来。

其中过渡金属元素是周期表中的一类重要元素，它们的性质和应用广泛而深入。

本文将探讨元素周期表中的过渡金属元素及其在生活中的重要性。

一、什么是过渡金属元素过渡金属元素是指周期表中的d区元素，它们的电子结构特点是在最外层电子壳中含有d电子。

这些元素包括铁、铜、锌、铬、钴等，它们在化学反应中具有独特的性质，如高反应活性、多种氧化态等。

过渡金属元素的化学性质使得它们在许多重要的应用中发挥着重要的作用。

二、过渡金属元素的物理性质过渡金属元素的物理性质与其电子结构密切相关。

由于d电子的存在，过渡金属元素具有较高的熔点和沸点，以及较高的硬度和密度。

这些特性使得过渡金属元素在材料科学中的应用广泛，如用于制造高强度的合金和耐高温材料。

三、过渡金属元素的化学性质过渡金属元素的化学性质多样且丰富。

它们通常具有多种氧化态，可以与其他元素形成多种化合物。

这些化合物在催化剂、电池、磁性材料等方面有着广泛的应用。

例如，铁是最常见的过渡金属元素之一，它在生活中的应用非常广泛，如用于制造钢铁、电器、建筑材料等。

四、过渡金属元素的生物学意义过渡金属元素在生物学中也扮演着重要的角色。

例如，铁是血红蛋白中的关键成分，它在输送氧气和维持身体正常功能方面起着至关重要的作用。

锌是许多酶的重要成分，它参与了许多生物化学反应。

过渡金属元素的生物学功能对于人类的健康和生命至关重要。

五、过渡金属元素的应用过渡金属元素在各个领域都有广泛的应用。

在工业上，铁、铜、锌等过渡金属元素用于制造汽车、航空器、电子设备等。

在能源领域，钴、镍等过渡金属元素被用于制造电池和催化剂。

在医学领域，铂等过渡金属元素被用于制造抗癌药物。

过渡金属元素的应用范围广阔，对于人类社会的发展起着重要的推动作用。

六、过渡金属元素的环境影响尽管过渡金属元素在许多领域有重要的应用，但它们的排放和使用也会对环境造成一定的影响。