过渡金属元素解析PPT教学课件

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离子中未配对的电子数
离子在水溶液中的颜色
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Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Sc3+、Ti4+（无色）
1
Cu2+（蓝色）、Ti3+（紫色）
2
Ni2+（绿色）
3
Cr3+（蓝紫色）、Co2+（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。
• （1）金属活泼性 • （2）多种氧化数 • （3）易形成配合物
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（1）金属活泼性
元素
E (M2+/M)/V 可溶该金 属的酸
Sc
— 各种
酸
Ti
-1.63 热HF HCl
V
Cr
-1.13 -0.90
浓H2SO4 稀HCl HNO3、HF H2SO4
Mn -1.18 稀H2SO4 HCl等
+2
+2 +2 +2 +2 +2 +1 +2
+3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +2
+4 +4
+4
+5
+6 +6 +7
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
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（2）多种氧化数
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
第一过渡系 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
同族元素(除Sc分族外)自上往下金属活泼性降低
第一过渡系 第二过渡系 第三过渡系
ⅡB E (M2+/M)/V Ⅷ Zn -0.7626 Ni Cd -0.403 Pd Hg +0.8535 Pt
E (M2+/M)/V -0.257 +0.92 +1.2
第二、第三过渡系金属都不活泼，与氧化性酸在 加热时才能发生反应。
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；
➢20其20/1价0/16层电子构型为(n-1)d1~10ns1~2(Pd为4d105s0)
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6.1.1 物理性质
• 过渡元素的单质显示典型的金属性质，有 金属光泽，延展性，是热和电的良导体等。
元素
Fe Co
Ni
E (M2+/M)/V -0.44 -0.277 -0.257
可溶该金 属的酸
稀HCl 稀HCl H2SO4 等
等 (缓慢)
稀H2SO4 HCl等
Cu
0.34
浓 H2SO4
Zn -0.7626
稀HCl H2SO4等
值同2I0其。I20一I/1B可活0第/族1周6溶泼一是期于性过过迅元非减渡渡速素氧元弱氧系从素化化金左中，性属到最与稀除活右水酸C泼作总u置的用外趋换金释,势出E属放E，氢出(MS(氢气Mc2+、气。/2M+Y/M、)均L)增为a 能大负11
（2）水合离子的颜色
• 过渡金属的水合离子、含氧酸根离子和配离子常 是有颜色的，与此相反，主族金属的相应离子是 无色的。
• 过渡元素的离子通常在d轨道上有未成对电子，这 些电子的基态和激发态的能量比较接近，一般只 要是可见光中的某些波长的光就可使电子激发， 这些离子大都具有颜色。
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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
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6章 过渡金属元素
6.1 过渡元素的通性 6.2 ⅣB~ⅥB族金属元素及其化合物 6.3 ⅦB~ⅧB族金属元素及其化合物 6.4 稀土金属及其应用
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• 过渡元素是指长周期表中d区和ds区元素，在周期 表中包括IIIB族~IIB族。通常按同元素的性质相 近把过渡元素分成三个系列。
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过渡元素熔点、沸点的递变规律是自IIIB至VIB依次升
高，VIB族金属的熔点、沸点最高，VIIB族以后逐渐
降低，IIB族已是低熔点金属，汞的熔点（234.13K）
最20低20/1。0/16VIB族的铬硬度最大（9）。
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IVB~VIIB族元素的单质具有高熔、沸点、高硬度的原 因，主要是它们的原子半径较小，有效核电荷较大， 价电子层有较多的未成对d电子（铬有5个），这些d电 子20也20/1参0/16与成键，因而增强了金属的强度和晶格能。 7
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• 过渡元素是指长周期表中d区和ds区元素，在周期 表中包括IIIB族~IIB族。通常按同元素的性质相 近把过渡元素分成三个系列。
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
Mo只能与浓硝酸和热浓硫酸反应，铌、铑、钽、 锇、铱与王水都很难反应
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（2）多种氧化数
族
元素
3dn 主 要 氧 化 数
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
Ⅷ
ⅠB ⅡB
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
3d1 3d2 3d3 3d5 3d5 3d6 3d7 3d8 3d9 3d10
（1）熔点、沸点及硬度
• 过渡金属大多熔点、沸点高，硬度大，强 度高，密度也大（如Os、Ir 的密度为 22.6×103kg·m-3)，属重金属。
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熔点、沸点最高的金属主要集中在d区，尤其是
IVB、VB、VIB、VIIB族的金属，其中钨的熔点、
2沸020/点10/1最6 高（熔点3683K，沸点6200K）。
氧化数
+3 +3 +4 +3 +2 +2 +2 +2 +1 +2
• 通常，基态和激发态的能量差越小，电子吸收光的 波长越长，物质呈现的颜色就越深；反之，电子吸 收光的波长越短，则物质呈现的颜色就越浅。
• 如果离子中的电子都已配对，如d0、d10等就比较稳
定，不易激发，这些离子一般无色，如Sc3+、Ag+、
Zn 等。 2+
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6.1.2 化学性质