过渡金属元素分解
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
磁光效应：过渡金属的磁场可以影 响其光学性质，产生磁光效应
过渡金属在自然界 中的存在和提取
矿物和矿床
过渡金属主要存在于地壳中的矿物中，如铁矿、镍矿、钴矿等。 矿物中过渡金属的含量和分布受地质条件和成矿过程的影响。 提取过渡金属主要通过矿物冶炼和化学提纯等方法实现。 不同矿物中过渡金属的含量和纯度不同，提取方法也不同。
硬度：过渡金属的硬度较大，具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
电导率和热导率
过渡金属的电导率通常较低，这是因为它们的电子结构相对稳定，难以被激发或离解。
热导率的变化趋势与电导率相反，过渡金属的热导率通常较高，这是因为它们具有较高的 声子平均自由程。 过渡金属的电导率和热导率还受到温度、纯度、金属的种类等因素的影响。
半径对性质的影响：较大的原子半径使得过渡金属容易形成金属间化合物， 而较小的离子半径则使得它们具有较高的离子键强度。
氧化态和氧化还原性质
氧化态：过渡金属具有多种氧化态，表现 出多种价态的特性。
氧化还原性质：过渡金属在氧化还原反应 中具有较高的反应活性，可以参与多种氧 化还原反应。
电子结构和光谱特征：过渡金属的电子结 构和光谱特征与其氧化态和配位环境密切 相关。
提取方法和工艺
火法和湿法 电解法和化学法 萃取法和离子交换法 溶剂萃取法和沉淀法
资源保护和可持续性发展
过渡金属在自然界中的分布和储量 提取技术和方法 资源保护和可持续性发展 循环利用和再生利用
过渡金属的用途和 展望
在工业和科技领域的应用
过渡金属在工 业中广泛应用， 如钢铁、有色
金属等。
未来研究和探索的方向
探索过渡金属在新能源领域的应用 研究过渡金属与其他元素的相互作用 深入了解过渡金属的物理和化学性质 开发新型过渡金属材料
第10章过渡金属元素
例：八面体配合物[Cr(NH3)2(H2O)2Br2]+
例：顺-[CoCl2(en)2]+
动植物体内含有许多具有旋光活性的有机 化合物，这类配合物对映体在生物体内的生理 功能有极大的差异。例如存在于烟草中左旋尼 古丁的毒性要比人工合成出来的右旋尼古丁毒 性大的多。旋光异构体的拆分及合成研究是目 前研究热点之一。
配合物的化学组成相同，而配体在空间的 排列位置不同而产生异构现象称为的立体异 构。立体异构又称为空间异构。立体异构又分 为几何异构和旋光(对映)异构两类。
1.几何异构
几何异构中最常见是顺反异构。 如四配位的MA2B2四边形和六配位的MA2B4 八面体中，均存在顺反异构现象。
例：平面四边形配合物[PtCl2(NH3)2]
（3）由杂化类型确定配合物空间构型（参 照下表）
杂化 类型
空间 构型
sp
直线 型
sp2
三角 形
sp3
正四 面体
dsp2
正方 形
sp3d dsp3
三角 双锥
sp3d2 d2sp3
正八 面体
（4）由杂化类型确定是内轨型还是外轨型 (只要有(n-1)d轨道参与杂化就是内轨型配合物, 否则为外轨型配合物)，成单电子数为0或1等 低电子数的为低自旋配合物，成单电子数多的 (一般>2)为高自旋配合物。
3.不能解释[Cu(H2O)4]2+的正方形构形等。 4.很难满意地解释夹心型配合物，如二茂 铁、二苯铬等的结构。
10.3 配合物的晶体场理论
10.3.1 基本要点 10.3.2 晶体场中的能级分裂 10.3.3 晶体场中的d电子排布
—高自旋与低自旋 10.3.4 晶体场稳定化能 10.3.5 晶体场理论的应用
元素周期表中的内过渡金属元素特性
元素周期表中的内过渡金属元素特性元素周期表是化学家们用来分类和组织化学元素的一张表格。
通过对元素周期表的研究，科学家们逐渐了解了不同元素的特性和行为。
在元素周期表中，内过渡金属元素是一类重要的元素，具有独特的特点和性质。
本文将介绍内过渡金属元素的特性，包括电子结构、化学反应和应用领域。
一、电子结构内过渡金属元素是指周期表中d区的元素，包括镧系和锕系元素。
它们的电子结构具有一定的特点，主要体现在d轨道的使用上。
内过渡金属元素的轨道层级为(n-2)f^(1-14)(n-1)d^0-10ns^0-2，其中n表示元素所在的主能级。
由于f轨道占据在d轨道之前，内过渡金属元素的电子结构复杂多样，使其具有丰富的化学行为和多种配位方式。
二、化学反应内过渡金属元素在化学反应中表现出独特的特性。
首先，内过渡金属元素的化合价较高，常见的化合价为+2和+3。
内过渡金属元素可以通过氧化还原反应改变氧化态，以适应不同环境的要求。
此外，内过渡金属元素还可以形成不同的配合物，与其他原子或离子形成稳定的配位化合物。
内过渡金属元素也具有良好的催化性能。
许多内过渡金属元素在化学反应中作为催化剂发挥重要作用。
例如，铁、铂和铑等元素被广泛应用于氢气的加氢反应和有机物的氧化反应。
内过渡金属元素的催化性能主要与其电子结构和配位方式有关。
三、应用领域内过渡金属元素具有广泛的应用领域，主要体现在以下几个方面。
1. 金属合金：内过渡金属元素具有良好的强度和耐腐蚀性，在金属合金中起到增加硬度和耐久性的作用。
例如，钛合金中的钛是一种重要的内过渡金属元素，具有轻质、高强度和耐热性的特点，被广泛应用于航空航天工业和生物医学领域。
2. 催化剂：如前所述，内过渡金属元素在化学反应中具有良好的催化性能。
它们可以提高反应速率、降低反应温度，并在合成化学、能源转化和环境保护等领域起到重要作用。
3. 发光材料：内过渡金属元素可以作为荧光粉等发光材料的组成部分。
例如，铑和镧被广泛用于制备LED、荧光灯等发光材料，具有高亮度和长寿命的特点。
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。
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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，位于第四周期第训I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/cm 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 ==2FeCl3 Fe+S= FeSFe+I2= FeI2②跟水反应：3Fe+4H20==（高温）==Fe3O4+4H2炼铁料化学原理铁矿石、焦炭、石灰石、空气在高温下用还原剂从铁矿石里还原出来I①还原剂的生成炼钢生铁、空气（或纯氧、氧化铁）、生石灰、脱氧剂在高温下用氧化剂把生铁里过多的碳和其它氧化为气体或炉清除去I ______________________________________________________________________________________①氧化：2Fe+02fBi温 2FeOC+O2=CO2CO +C 同温2CO 2FeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。
如 C+FeO②铁的还原亘ie+COTFe2O3+3CO ）高2Fe+3CO2②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炉渣的生成③脱氧，并调整Mn、Si含量CaCO3向温 CaO+CO22FeO+SiEL=E2Fe+SiO2③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H t （遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应2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+4.炼铁和炼钢的比较1.过渡元素位于周期表中中部从niB〜ii B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。
过渡元素的配合物的成键理论过渡金属化合物的电子光谱过渡元素
一般地说, 只有惰性配位化合物才表现出异构现象, 因为不 安定的配位化合物常常会发生分子内重排, 最后得到一种最稳定 的异构体。
配合物的立体异构
立体异构可分为几何异构和光学异构两种
1 几何异构 在配合物中, 配体可以占据中心原子周围的不同位置。所研
1 电离异构 名词用于描述在溶液中产生不同离子的异构体, 一个经典
的例子是，[Co(NH3)5Br]SO4紫红色和[Co(NH3)5SO4]Br(红色)， 它们在溶液中分别能产生SO42－和Br－。
2 溶剂合异构 当溶剂分子取代配位基团而进入配离子的内界所产生的溶
剂合异构现象。与电离异构极为相似, 最熟悉的例子是： [Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O 它们各含有6、5、4个配位水分子, 这些异构体在物理和化
◆并非化学式为MX3都是三配位的。如, CrCl3为层状结 构, 是六配位的；而CuCl3是链状的, 为四配位, 其中含有氯桥 键, AuCl3也是四配位的, 确切的分子式为Au2Cl6。
3 四配位化合物
四配位是常见的配位, 包括 平面正方形和四面体 两种构型。
一般非过渡元素的四配位化合物都是四面体构型。这是因 为采取四面体空间排列, 配体间能尽量远离, 静电排斥作用最小 能量最低。但当除了用于成键的四对电子外, 还多余两对电子时 , 也能形成平面正方形构型, 此时, 两对电子分别位于平面的上下 方, 如XeF4就是这样。
十一配位的化合物极少, 理
论上计算表明, 配位数为十一的 配合物很难具有某个理想的配 位多面体。可能为单帽五角棱 柱体或单帽五角反棱柱体, 常见 于大环配位体和体积很小的双 齿硝酸根组成的络合物中。
化学元素周期表基础知识点清单过渡金属
化学元素周期表基础知识点清单过渡金属化学元素周期表基础知识点清单-过渡金属过渡金属是元素周期表中的一类元素，它们的特点是位于周期表的B区，外层电子数为d的1至10个电子。
过渡金属具有许多独特的性质和重要的应用，本文将为您介绍一些过渡金属的基础知识点。
1. 过渡金属的定义过渡金属是指周期表中第4至第11族的元素，包括铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌等。
它们在化学性质上通常表现为多价态和显著的配位能力，可形成复杂的络合物。
2. 过渡金属的电子结构过渡金属的电子结构特点是在外层能级中含有不满的d电子。
举个例子，铁的电子结构是[Ar] 3d^6 4s^2，其中3d轨道的电子数为6个，处于不满的状态，因此具有很强的反应活性。
3. 过渡金属的物理性质过渡金属通常是固态，具有较高的密度和熔点。
它们的硬度较高，具有良好的导电性和导热性。
此外，过渡金属还具有良好的延展性和塑性，可轻松制成细丝或薄片。
4. 过渡金属的化学性质过渡金属的化学性质独特且多样。
它们能够与其他元素形成氧化物或化合物，产生丰富的配位化合物。
过渡金属也可以发生氧化还原反应，并在不同价态之间转变。
5. 过渡金属的催化性质过渡金属在许多化学反应中起到重要的催化作用。
催化剂能够降低化学反应的活化能，提高反应速率。
过渡金属的多价态和丰富的配位能力使其成为优秀的催化剂，广泛应用于工业生产和环境保护等领域。
6. 过渡金属的重要应用过渡金属及其化合物在许多领域都有重要的应用。
铁和钢是构建基础设施和制造机械的关键材料；铜被广泛用于电气工程和通信技术；钴广泛用于电池制造和催化剂领域。
此外，许多药物和颜料也包含过渡金属元素。
总结：过渡金属作为元素周期表的重要一部分，具有独特的物理和化学性质。
了解过渡金属的基础知识对于深入研究和应用化学非常重要。
通过掌握过渡金属的电子结构、物理和化学性质，我们可以更好地理解和利用这些元素在催化、材料科学、医药和环境等领域中的重要性。
过渡金属 促进 li2o 可逆分解 锂电池
初三数学升中试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 下列哪个选项是二次函数的一般形式？A. y = ax^2 + bx + cB. y = a(x - h)^2 + kC. y = ax^2 + bx + c + dD. y = ax^2 + bx答案：A2. 一个数的立方根是它本身，这个数可能是：A. 1B. -1C. 0D. 以上都是答案：D3. 一个圆的直径是10cm，那么它的半径是：A. 5cmB. 10cmC. 20cmD. 15cm答案：A4. 一个等腰三角形的两条腰长分别为5cm和5cm，底边长为8cm，那么这个三角形是：A. 锐角三角形B. 直角三角形C. 钝角三角形D. 不能确定答案：B5. 以下哪个选项是不等式的解集？A. x > 2B. x ≤ 2C. x < 2D. x = 2答案：A6. 一个数的相反数是-5，那么这个数是：A. 5B. -5C. 0D. 1答案：A7. 一个数的绝对值是5，那么这个数可能是：A. 5B. -5C. 5或-5D. 0答案：C8. 以下哪个选项是整式的乘法法则？A. (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bdB. (a + b)(c + d) = ac + bc + ad + bdC. (a - b)(c + d) = ac - ad + bc - bdD. (a - b)(c + d) = ac + ad - bc - bd答案：A9. 一个数的平方是9，那么这个数是：A. 3B. -3C. ±3D. 9答案：C10. 一个数的平方根是它本身，这个数可能是：A. 1B. -1C. 0D. 1或0答案：D二、填空题（每题3分，共30分）11. 一个数的立方等于它本身，这个数是______。
答案：0, 1, -112. 一个圆的周长是31.4cm，那么它的半径是______。
答案：5cm13. 一个等腰三角形的顶角是90度，那么这个三角形是______。
镍络合物催化分解-概述说明以及解释
镍络合物催化分解-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镍络合物催化分解是一种重要的化学反应，它在能源转化、环境保护和有机合成领域具有广泛的应用前景。
镍是一种重要的过渡金属元素，其络合物具有良好的催化性能和稳定性，可以促进化学反应的进行。
本文将以镍络合物催化分解为研究对象，探讨其机理和应用领域。
在大部分的催化分解反应中，镍络合物被广泛应用作为催化剂。
镍络合物催化分解的机理是指在镍络合物的催化作用下，原料分子发生分解反应，生成产物，同时催化剂通常会发生变化，但在反应结束后可以通过再生或再利用来提高催化剂的稳定性和降低成本。
值得注意的是，镍络合物催化分解的应用领域非常广泛。
首先，镍络合物催化分解在能源转化领域具有重要作用。
例如，在化学能源储存和转化中，镍络合物可以作为催化剂促进氢气的产生和释放。
此外，在光催化水分解中，镍络合物也展现出优秀的催化性能，可以有效地将太阳能转化为化学能。
其次，镍络合物催化分解在环境保护领域也发挥着重要的作用。
例如，在废水处理领域，镍络合物可以作为催化剂分解有机物污染物，有效地降解水中的有害物质。
此外，镍络合物还可以用于汽车尾气净化等环境治理技术中，促进有害气体的转化与降解。
最后，镍络合物催化分解在有机合成领域也有广泛的应用。
在有机合成中，镍络合物可以被用作催化剂促进复杂有机分子的转化和合成。
例如，通过镍络合物催化的氢化反应可以有效地将有机化合物转化为目标产物，实现高效、高选择性的合成。
综上所述，镍络合物催化分解是一种重要而广泛应用的化学反应。
本文将以探讨镍络合物催化分解的机理及其在能源转化、环境保护和有机合成等领域的应用为主题，旨在深入了解镍络合物催化分解的优势和前景，为相关领域的研究和应用提供参考。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍本文的整体架构和各个章节的组成。
本文总共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
过渡金属元素及其化合物
过渡金属元素及其化合物
过渡金属元素是指元素周期表中3B～12B族元素，这些元素具有许多独特的性质，包括多种不同的化合价和合金形成能力。
过渡金属元素及其化合物在许多领域的应用广泛，如催化剂、电池材料、磁性材料等。
以下将针对几种常见的过渡金属元素及其化合物进行介绍。
铁（Fe）
铁是一种重要的过渡金属元素，其常见化合物包括氧化铁、碱式氧化铁、羟基氧化铁等。
氧化铁常用于制备磁性材料，如磁性记录材料和磁性试验棒等。
碱式氧化铁是一种具有半导体性质的化合物，在传感器和光电器件中有广泛的应用。
铜（Cu）
铜是另一种常见的过渡金属元素，其化合物包括氧化铜、硫化铜等。
氧化铜是一种重要的半导体材料，常用于制备光电器件和传感器。
硫化铜是一种重要的农药原料，也可用于制备颜料和电池。
铬（Cr）
铬是一种重要的过渡金属元素，其化合物包括氧化铬、硫化铬等。
氧化铬是一种重要的耐磨涂料材料，可用于保护金属表面免受腐蚀和磨损。
硫化铬是一种具有抗菌性能的化合物，常用于制备抗菌剂和防腐剂。
钼（Mo）
钼是一种重要的过渡金属元素，其化合物包括氧化钼、硫化钼等。
氧化钼是一种重要的催化剂材料，可用于制备燃料电池和制药中间体。
硫化钼是一种重要的润滑剂材料，常用于制备高温润滑脂和润滑油。
通过以上介绍，可以看出过渡金属元素及其化合物在各个领域具有重要的应用价值，对于推动科学技术的发展具有重要意义。
希望未来能有更多的研究和应用能够进一步发掘过渡金属元素及其化合物的潜力，为社会进步做出更大的贡献。
元素周期表中的过渡金属元素性质分析
元素周期表中的过渡金属元素性质分析元素周期表是化学领域中最重要的工具之一，它将所有已知的化学元素按照一定的规律排列在一起。
其中，过渡金属元素是周期表中的一个重要类别，它们具有独特的性质和广泛的应用。
本文将对过渡金属元素的性质进行分析和探讨。
过渡金属元素是指周期表中3至12族元素，它们的电子排布在d轨道中。
这使得过渡金属元素具有一系列特殊的性质。
首先，过渡金属元素常常具有多种氧化态。
这是因为它们的d轨道能级相对较低，容易失去或获得电子，形成不同的氧化态。
例如，铁元素可以呈现2+、3+、4+等多种氧化态，这使得它在生物体内起着重要的作用，如参与氧气的运输和储存。
其次，过渡金属元素具有良好的催化性能。
由于它们的d轨道能级接近反应物和产物的能级，过渡金属元素能够提供活化能，促进化学反应的进行。
铂金、钯等过渡金属元素常被用作催化剂，广泛应用于化学工业、环境保护和能源领域。
例如，铂金催化剂可用于汽车尾气净化，将有害气体转化为无害物质。
此外，过渡金属元素还具有良好的磁性和导电性。
这是因为它们的d轨道中存在未填充的电子，这些电子能够自由移动，形成电流。
铁、钴、镍等过渡金属元素是常见的磁性材料，它们在电子学和材料科学中有着重要的应用。
例如，硬盘驱动器中的磁性材料就是由过渡金属元素构成的，它们能够存储和读取大量的数据。
过渡金属元素还表现出丰富的颜色。
这是由于它们的d轨道能级与可见光的能级相近，能够吸收或散射特定波长的光。
铬元素的化合物常常呈现绿色，铜元素的化合物呈现蓝色。
这些颜色不仅赋予了过渡金属元素化合物独特的外观，还在颜料、染料等领域中得到广泛应用。
最后，过渡金属元素在生物体内发挥着重要的生理功能。
铁元素是血红蛋白的组成部分，它能够与氧气结合并在体内进行氧气的运输。
锌元素是许多酶的辅助因子，参与多种生化反应。
这些生理功能使得过渡金属元素在医学和生物学研究中具有重要的地位。
综上所述，过渡金属元素具有多种独特的性质和广泛的应用。
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。
NCM111失效分析：过渡金属元素溶解
NCM111失效分析：过渡金属元素溶解NCM111材料是技术最成熟，也是较为常用的三元材料，NCM111材料具有成本低，合成工艺简单，倍率性能好等优点，因此被广泛的应用于电动工具和电动汽车等领域。
特别是近年来，电动汽车产业发展迅猛，因此市场对三元材料的需求呈持续上升的趋势，据不完全统计，仅力神一家每年对三元材料的需求就高达2000吨以上。
但是目前NCM111材料所面临着的最大的问题就是循环寿命的问题，在使用中电池衰降速度要明显快于钴酸锂材料锂离子电池，这其中很大的因素是由于NCM111材料的本身的衰降造成的，特别是过渡金属元素的溶解，造成NCM111材料的结构破坏，同时溶解的Mn元素还会对负极的SEI膜造成破坏，这是造成NCM电池寿命衰降快的重要原因，因此十分有必要对过渡金属的溶解机理进行深入的研究。
需要的注意的是，过渡金属溶解并不是NCM材料性能衰降的唯一机理，在高截至电压的条件下，其他机理还包括：1)释放氧；2)循环过程中电池阻抗增大；3)电极材料不可逆的相变。
德国明斯特大学的Marco Evertz等人针对NCM111材料在不同的截至电压下的过渡金属元素溶解机理进行了深入的研究。
实验中采用的NCM材料由户田工业株式会社提供，电池采用了软包方形电池结构，在150mA/g的电流密度下，将电池分别充电至4.3V和4.6V，放电截止电压控制在2.5V。
实验发现，在4.3V截止电压下，循环100次，容量保持率可达91.4%，但是当把截止电压提高4.6V时，容量保持率仅有36.8%。
但是需要注意的一点是，根据Kasnatscheew 等人的研究，NCM材料的容量的损失，很大一部分是表观容量损失，并不是真正上的不可逆损失，通过相应手段促使Li+重新嵌入的NCM材料中，这部分容量损失是可以恢复的。
针对过渡金属元素溶解的研究发现，在4.3V的截止电压下，负极表面的过渡金属含量仅随着循环次数的增加，发生了轻微的增长。
第21章 过渡金属(II) 第22章 镧系元素和锕系元素
过渡金属（II）§21-1 铁系元素一、概述铁系元素：Fe ---3d64s2；氧化态：+2，+3，+4，+5，+6Co---3d74s2；+2，+3，+4Ni---3d84s2；+2，+3，+4最高氧化数低于族数元素电势图（P1013）：酸性条件下：Fe2+, Co2+, Ni2+最稳定，但Fe2+易被氧化Fe(VI), Co(III), Ni(IV)有强氧化性碱性条件下：M（II）的还原性增强4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(快)4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3(慢)Ni(OH)2+O2→不反应单质性质：Fe Fe+2H+=Fe2++H2↑3Fe+4H2O(g) 850K Fe3O4+4H2Fe+NH3→Fe2NFe+O(S2,Cl2,P) 猛烈反应Co Co+2H+=Co2++H2↑(反应慢)Ni Ni+2H+=Ni2++H2↑Co、Ni在碱中的稳定性高于Fe；三者都在冷的浓HNO3中钝化；Fe在含有重铬酸盐的酸中也钝化。
二、铁的化合物1.氧化数为+2的化合物a.FeO和Fe(OH)2FeO的制备：FeC2O4隔绝空气ΔFeO+CO+CO2性质：碱性氧化物Fe(OH)2的制备：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(白)性质：还原性+O2+2H2O=4Fe(OH)32酸碱性：主要呈碱性，酸性弱Fe(OH)2+4OH-(浓)=[Fe(OH)6]4-b.FeSO4制备：2FeS2(黄铁矿)+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2OFe2(SO4)3+Fe=3FeSO4性质：热稳定性2FeSO4573K Fe2O3+SO2+SO3溶解性：易溶于水水解性：微弱水解Fe2++H2O=Fe(OH)-+H+还原性：4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO46FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+K2SO4+Cr2(SO4)3+7H2O氧化性：Zn+Fe2+=Zn2++Fec.Fe(II)的配位化合物多为六配位的，配体如H2O、CN-、C5H5-等[Fe(H2O)6]2+淡绿色2KCN+FeS=Fe(CN)2+K2S4KCN+Fe(CN)2=K4[Fe(CN)6]K4[Fe(CN6).3H2O 即黄血盐K4[Fe(CN)6] 373K 4KCN+FeC2+N2K++Fe3++[Fe(CN)6]4-=KFe[Fe(CN)6 ]↓(普鲁士蓝)---检Fe3+2C5H5MgBr+FeCl2=(C5H5)2Fe(二茂铁)+MgBr2+MgCl22.氧化态为+3的铁的化合物a.氧化物及氢氧化物Fe2O3: α型---顺磁性由Fe(NO3)3或Fe2(C2O4)3分解制备γ型----铁磁性由Fe3O4氧化制得Fe3O4(FeO.Fe2O3):=Fe3O426FeO+O2=2Fe3O43Fe+4H2O=Fe3O4+4H2↑Fe(OH)3(即Fe2O3.nH2O): 两性偏碱性Fe(OH)3+3OH-(浓)=[Fe(OH)6]3-b.FeCl3共价分子，易升华，蒸气中双聚氧化性（酸性介质中）：2Fe3++2I-=2Fe2++I22Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+水解性：Fe3++H2O=Fe(OH)2++H+Fe(OH)2++H2O=Fe(OH)2++H+H[Fe(H2O)5OH]2++[Fe(H2O)6]3+=[(H2O)5Fe-O-Fe(H2O)5]5++H2OOH 2[Fe(H2O)5OH]2+=[(H2O)4FeFe(H2O)4]4++2H2OOH当pH=0时[Fe(H2O)6]3+占99%pH=2-3时聚合度>2的多聚体pH>3 Fe(OH)3胶状↓Fe2(OH)24+、Fe2(OH)42+等聚合离子可与SO42-结合成一种浅黄色复盐晶体M2Fe6(SO4)4(OH)12 (M=K+, Na+,NH4+)，例Na2Fe6(SO4)4(OH)12(黄铁矾)的制备过程如下：(SO4)3+6H2O=6Fe(OH)SO4+3H2SO424Fe(OH)SO4+4H2O=2Fe2(OH)4SO4+2H2SO 42Fe(OH)SO4+2Fe2(OH)4SO4+Na2SO4+2H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+H2SO4配合性：六配位，配体如H2O、CN-、F-、SCN-等2K4[Fe(CN)6]+Cl2=2KCl+2K3[Fe(CN)6](赤血盐)K3[Fe(CN)6]在碱性介质中有氧化性：4K3[Fe(CN)6]+4KOH=4K4[Fe(CN)6]+O2↑+2 H2OK++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓(縢式蓝)---检Fe2+Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n(血红色)----检Fe3+还原性：2Fe3++10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O3.氧化数为+6的铁的化合物FeO42-+8H++3e-= Fe3++4H2Oφo A=2.20VFeO42-+4H2O+3e-= Fe(OH)3+5OH-φo B=0.72VClO-+H2O+2e-=Cl-+2OH-φo B=0.89V2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-(紫红色)+3Cl-+5H2OFe2O3+3KNO3+4KOH=2K2FeO4+3K NO2+2H2OBa2++FeO42-=BaFeO4↓FeO42-在酸性条件下不稳定：4FeO42-+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O钴的化合物1.+2价的钴的化合物CoO(灰绿)：由CoCO3(或CoC2O4、Co(NO3)2隔绝空气加热制得难溶于水，不溶于碱，溶于酸Co3O4(黑)：由CoCO3(或CoC2O4、Co(NO3)2在空气中加热制得Co(OH)2:Co2++OH-+Cl-=Co(OH)Cl↓(蓝)Co(OH)Cl+OH-=Co(OH)2↓(粉红)弱两性，偏碱性Co(OH)2+2OH-(浓)=Co(OH)42-还原性：4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3↓(棕褐色)Co(OH)2+Br2(或Cl2, ClO-)→Co(OH)3 Co2+的配合性：易与NH3、CN-、SCN-、NO3-等形成配合物，配合物还原性强，不稳定CoCl2.6H2O 325K CoCl2.2H2OCoCl2.H2O 393K CoCl2粉红紫红蓝紫蓝[Co(NH3)6]3++e-=[Co(NH3)6]2+φo=0.10V4[Co(NH3)6]2++O2+2H2O=4[Co(NH3) ]3++4OH-64[Co(H2O)6]2++20NH3+4NH4++O2=4[ Co(NH3)6]3++26H2O2[Co(H2O)6]2++10NH3+2NH4++H2O2 =2[Co(NH3)6]3++14H2O2K4[Co(CN)6]+2H2O 微热2K3[Co(CN)6]+2KOH+H2↑Co2++4SCN- =[Co(SCN)4]2-(蓝色，在有机溶剂中较稳定，水中易解离)Hg2++[Co(SCN)4]2-=Hg[Co(SCN)4]↓(蓝)Co2++4NO3-=[Co(NO3)4]2-(八配位，NO3-为双齿配体)2.+3价的钴的化合物----氧化性O3.H2O 573K Co3O4+O2↑22Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+6H2OCo3+的配合性：配合物稳定，与NH3、CN-、NO2-、F-等形成六配位的配合物，只有F-的配合物为高自旋Co2++7NO2-+3K++2HAc ΔK3[Co(NO2)6]↓+NO↑+H2O+Ac-易通过OH-、NH2-、NH2-、O22-、O2-为桥形成多核配合物O2[(NH3)4CoCo(NH3)4]Cl3NH2配合物的异构体多，如：[(ONO)Co(NH3)5]Cl2红色[(NO2)Co(NH3)5]Cl2黄棕色四、镍的化合物+2价的镍的化合物NiO: 暗绿色，溶于酸，难溶于水，不溶于碱Ni(OH)2: 苹果绿，碱性还原性：2Ni(OH)2+Br2+2OH-=2Ni(OH)3↓(棕黑)+2Br-稳定性：在空气中稳定Ni2+的配合性：[NiCl4]2-四面体构型[Ni(CN)4]2-平面正方形构型Na2[Ni(C N)4].3H2O 黄色K2[Ni(CN )4].H2O 橙色[Ni(NH3)6]2+天蓝色[Ni(en)3]2+紫红色与丁二酮肟形成鲜红色的内配盐沉淀，用于鉴定Ni2+2.+3、+4价的镍的化合物------氧化性β-NiO(OH)：黑色，碱性2Ni2++KBrO+4OH-=2 β-NiO(OH)+KBr+H2ONiO2.nH2O: 黑色，强氧化性，不稳定Ni2++ClO-+2OH-+(n-1)H2O=NiO2.nHO+Cl-2Ni(OH)3:2Ni(OH)2+Br2+2OH-=2Ni(OH)3↓(棕黑)+2Br-2Ni(OH)3+6HCl(浓)=2NiCl2+Cl2↑+6H2O五、铁、钴、镍的低氧化态的配合物如Fe(CO)5、HCo(CO)4存在反馈π键Ni+4CO 325K, 1atm Ni(CO)4(无色液体)Fe+5CO 373-473K, 2.02×107Pa Fe(CO)5淡黄液体)2CoCO3+2H2+8CO 393-473K,2.53-3.03×107Pa Co(CO)8+2CO2+2H2O2羰基配合物的特点：熔、沸点低，易挥发，易分解，有毒Fe(CO)5473-523K Fe+5COFe(CO)5+2NO=Fe(CO)2(NO)2+3 COCo2(CO)8+2NO=2Co(CO)3(NO) +2CO(NO为三电子配位体)§21-2 铂系元素一、概述Ru Rh Pd Os(蓝灰)Ir PtRu、Rh、Os、Ir不溶于王水Pt、Pd溶于王水Pd还溶于稀或浓硝酸及热的硫酸中室温下仅有粉末状的Os被氧化成挥发OsO4Ru+O2ΔRuO2Rh+O2炽热Rh2O3升温分解Pd+O2炽热PdO 升温分解Pt+O2ΔPtO Δ分解铂系金属不与N2作用，与S、P、Cl2、F2等在高温下反应Pt+Cl2(干燥) >523K PtCl2H2PtCl5+Cl2573K PtCl4(红棕色) 643-708K PtCl(暗绿)3708-854K PtCl2855K Pt苛性碱或Na2O2对Pt腐蚀严重Pt易与S, M2S, Se, Te, P4, M3PO4, 磷化物作用二、铂和钯的重要化合物1.H2[PtCl6] 及其盐PtCl4+2HCl=H2[PtCl6]H2[PtCl6].6H2O 橙红：两性4Pt(OH)4+6HCl=H2[PtCl6]+4H2OPt(OH)4+2NaOH=Na2[Pt(OH)6]PtCl4+2NH4Cl=(NH4)2[PtCl6]PtCl4+2KCl= K2[PtCl6]Na2[PtCl6]易溶于水、酒精(NH4)2[PtCl6]及M2[PtCl6] (M=K,Rb,Cs)均为难溶于水的黄色晶体氯亚铂酸盐：K2[PtCl6]+K2C2O4=K2[PtCl4]+2KCl+2CO2↑(NH4)2[PtCl6] ΔPt+2NH4Cl+2Cl2↑3(NH4)2[PtCl6] Δ3Pt+2NH4Cl+16HCl+2N2↑稳定性：[PtF6]2- < [PtCl6]2-< [PtBr6]2- < [PtI6]2-K盐颜色：黄深红黑Pt(II)-乙烯配位化合物[PtCl4]2-+C2H4 =[Pt(C2H4)Cl3]-+Cl-2[Pt(C2H4)Cl3]- =[Pt(C2H4)Cl2]2+2Cl-3.PdCl2PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2↑+2HCl第二十二章镧系元素和锕系元素§22-1引言1.镧系元素2.稀土元素3.轻稀土（铈组稀土）：La, Ce, Pr, Nd, Pm,Sm, Eu4.重稀土（钇组稀土）:Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu(Sc)，Y§22-2镧系元素的电子层结构及通性一、镧系元素在周期表中的位置及其电子层结构电子层结构：P1070二、镧系收缩势是随着原子序数的增大而缩小，这个现象称“镧系收缩”。
过渡金属元素解析
族
周期
IIIB IVB VB VIB VIIB
第一过渡系 Sc Ti V Cr Mn
VIIIB Fe Co Ni
IB IIB Cu Zn
第二过渡系 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
离子中未配对的电子数
离子在水溶液中的颜色
0
Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Sc3+、Ti4+（无色）
1
Cu2+（蓝色）、Ti3+（紫色）
2
Ni2Co2+（桃红色）
4
Fe2+（淡绿色）
5
Mn2+（淡红色）、 Fe3+ （浅紫色）①
① Fe3+在溶液中由于水解等原因，水溶液常呈现黄色或褐色。
族
周期
IIIB IVB VB VIB VIIB
第一过渡系 Sc Ti V Cr Mn
VIIIB Fe Co Ni
IB IIB Cu Zn
第二过渡系 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
第三过渡系 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
原子结构特点：
➢随核电荷的递增，电子依次填充在次外层的d轨道上， 最外层有1~2个电子； ➢其价层电子构型为(n-1)d1~10ns1~2(Pd为4d105s0)
第三过渡系 La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg
自左至右按族依次为：钪副族、钛副族、钒副族、铬 副族、锰副族、VIIIB族元素、铜副族和锌副族元素。 这些元素的(n-1)d能级正在填充，所以称为过渡元素。
第12章过渡元素分解
四、过渡元素的氧化值
过渡元素大都可以形成多种氧化值的化合物。 一般说来，过渡元素的高氧化值化合物比其低氧化 值化合物的氧化性强。过渡元素与非金属元素形成 二元化合物时，只有电负性较大、阴离子较难被氧 化的非金属元素(氧或氟)才能形成高氧化值的二元 化合物；而电负性较小、阴离子较易被氧化的非金 属元素(如碘、溴、硫等)，则很难与过渡元素形成 高氧化值的二元化合物。在过渡元素的高氧化值化 合物中，含氧酸盐比较稳定。
同一周期过渡元素的原子半径随着原子序数 的增大而缓慢地减小。同一族过渡元素的原子半 径，除部分元素外，从上到下随电子层数的增加 而增大，但是第二过渡系元素的原子半径比第一 过渡系元素的原子半径增大得较少，而第三过渡 系比第二过渡系元素原子半径增大的程度更小， 这主要是由于镧系收缩所导致的结果。
图 12-1 过渡元素的原子半径
ds 区元素包括 IB 族和 IIB 族元素。ds 区元素 的价层电子组态为 (n-1)d10ns1~2。
d 区和 ds 区元素位于元素周期表中部，左邻 s 区元素，右邻 p 区元素。可以把 d 区和 ds 区看成是 s 区和 p 区间的桥梁和过渡，因此把 d 区元素和 ds 区元素称为过渡元素。
根据过渡元素所在周期的不同，常将过渡元素 分为第一过渡系、第二过渡系和第三过渡系。
过渡元素单质能与活泼非金属单质直接形成化 合物。过渡元素也能与氢元素形成金属型氢化物， 又称过渡型氢化物，这类氢化物的特点是组成大多 不固定，通常是非化学计量的，如 VH1.8、TaH0.76 等。金属型氢化物基本上保留着金属的一些物理性 质，其密度小于相应金属。
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其中：ΦA / V
Cr2O72 -/ Cr3+ MnO4- / Mn2+ FeO42- / Fe2+ NiO42- / Ni2+
1.33 1.49 1.84 1.75
（三）氧化态的稳定性
2．同一族
高稳氧 氧定化 化性性 态↗↘
Ⅵ
CrO42-/Cr3+ MoO4-/M3+ WO42-/W3+
Ⅶ
MnO4-/Mn2+ TcO4-/Tc+3 ReO4-/Re3+
低稳 氧定 化性 态
↗
与ⅢA ~ ⅤA 族规律相反！
反映过渡金属元素 5d, 6d 电子参与成键倾向↑
原因：
（1）（n-1）d 电子电离能
n ↗, (n-1)d 电子电离倾向↘ （d 电子云发散）
（2）形成 d-p 键能力：
3d < 4d < 5d
稳定性： 氧化性：
CrO42- < MoO42- < WO42-
二、氧化态
（一）同一元素，多种氧化态
原因：（n-1）d 与 ns 轨道能量相近，部分(n-1)d 电子参与成键。
例：Mn 2 ~ +7 均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7. Fe 2 ~ +6 均出现，主要+2，+3，+6.
（二）最高氧化态
ⅢB ~ ⅦB 族：最高氧化态 == 族数
例： Sc Cr Mn
24Cr
3d54s1
不是 3d44s2
41Nb 铌
4d45s1
不是 4d35s2
42Mo
4d55s1
不是 4d45s2
43Tc 锝
4d65s1
不是 4d55s2
E4 d < E5 s
44Ru 钌
4d75s185s1
不是 4d75s2
46Pd 钯
4d105s0
不是 4d85s2
Ⅵ
五
Y
Zr
Nb
Mo
六 La-Lu Hf Ta W
3．同一副族（ⅣB ~ Ⅶ）第一电离能 I1 相近
第五周期
第六周期
r 相近，第六周期元素 Z*↑↑, I1 相近
（二）同一副族原子半径：第四周期元素 < 五 ~ 六
过渡金属元素
（ⅢB~ⅤⅢ族，d 区）
(n-1)d1~9 ns1~2 (例外 Pd 4d10 5s0 )
表 过渡金属元素（d 区元素共 25 种）
周期\族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
四 Sc Ti Ⅴ Cr Mn Fe Co Ni
五 Y Zr Nb Mo Tc
Ru Rh Pd
六 La Hf Ta W Re
ⅢB ⅦB Ⅷ
+3 +7 +6 最高氧化态氧化性↗ 最高氧化态稳定性↘
低氧化态稳定性↗
例 第一过渡系列：
氧化性 稳定性
Sc3+ < TiO2+ < VO2+ < Cr2O72 - < MnO4- < FeO42Sc3+ > TiO2+ > VO2+ > Cr2O72- > MnO4- > FeO42-
例：r / pm 57 La 187.7, 71 Lu 173.5
Δr
187.7 173.5 = 71 57
≈ 1 pm
三、原子半径：
“镧系收缩”
——从 57 Ln – 71 Lu，随着原子序数递增，增加的电子进入 (n-2) f（即 4f）轨道(4f 0 ~145d 0~16s 2)；对于最外层 6s 电子而言，4f 电子位于次外层， Z*增加很小，因此
原子序 Z↗，Z*↗，（电子数↗），r ↘ (总趋势)
右
Ⅷ
(n-1)d10
Ni 125pm
ⅠB
(n-1)d10ns1
Cu 128pm
ⅡB
(n-1)d10ns2
Zn 133pm
原因：d 10 电子云球形，对核电荷 Z 屏蔽作用↑，Z* 增加少，而 ns 电子数目↑， 使电子互相作用↑，r↑
三、原子半径：
Os Ir Pt
七 Ac
● 分为三个系列。第四周期的Sc—Ni为第一过渡系列元素； 第五周期中的Y—Pd为第二过渡系列元素；第六周期中的La—Pt为
第三过渡系列元素。 习惯上把第一过渡系列元素称为轻过渡元素，把第二、第三过渡系列 称为重过渡元素。
此外：ΔZ =1 ，增加的电子填入(n-2)f 亚层
镧系 57La ~ 71Lu（15 种元素）。
五Y
198.3
180.3
180.1
六 La-Lu
离子半径/pm
67Ho3+
Y 39 3+
68Er3+
89.4
89.3
88.1
习惯上，把 Y 列入“重稀士”。
“镧系收缩”的影响：
2．紧随镧系之后的第六周期几种元素 Hf（铪）,Ta（钽）和
（钼）与同族第五周期元素原了半径相近，性质相似难以分离：
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
>
>
系 列：
一
二三
对比主族元素：恰好相反。
ⅢA
ⅣA
ⅤA
第六周期
Tl （Ⅲ)
Pb(Ⅳ)
Bi(Ⅴ)
强氧化性
（低稳定性）
（6s2 惰性电子对效应）
r Z*↗
（
占 优
次 要 ）
三、原子半径：
影响原子半径因素
Z* ↗， r ↘ 同亚层：电子数↑，r↑ 主量子数n = 电子层数↑，r↑
（一）同一周期：
左
例外：
同一周期，相邻两元素原子半径平均减小值Δr：
周期
ΔZ 增加的电子 σ
ΔZ*
进入
(slater 规
则)
二、三（短） 1
ns 或 np
0.35 0.65 10
四、五、六
1
(n-1)d
0.85 0.15 5
(d 区)
镧系
1
(n-2)f
→1 很小 1
Δr /pm
二 12.2,三 9.1 四 5.6, 五 6.1, 六 7.0 “镧系收缩”
4f 2~145d 0-1 6s 2 锕系 89Ac~103Lr 铹（15 种元素）
→“内过渡元素”
5f 0~146d 0~1 7s 2
过渡元素的通性
一、价电子构型
通式：(n-1)d1~9 ns1~2
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”
+3
Ⅲ
+6
Ⅵ
+7
Ⅶ
3d 14s 2 3d 54s 1 3d 54s 1
（二）最高氧化态
但Ⅷ族：
多数最高氧化态 < 族数，
反映 Z *↑↑，不是所有(n-1)d 电子均可参与成键。
例：仅见 RuO4 OsO4
而 FeO42-
NiO42-
高铁酸根 高镍酸根
强氧化性
（三）氧化态的稳定性
1．同一周期
最高氧化态
1．相邻两元素原子半径仅略为缩小 (Δr ≈ 1pm)； 2．但 57 Ln – 71 Lu 共 15 种元素，累积的原子半径缩小值Δr 相当大，达
14.2 pm 。
“镧系收缩”的影响：
1．第五周期，ⅢB 族元素钇（Y）成为“稀士”一员 ：
四 Sc
金属半径/pm
63Eu 4s76s2 39Y 4d15s2 64Gd 4f75d16s2