十六章过渡金属元素.ppt
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1、第十六章 过渡金属元素 表8-1 过渡金属元素(d区元素共23种) 周期族 BBBB B 四ScTiCrMnFeCoNi 五YZrNbMoTcRuRhPd 六LaHfTaWReOsIrPt 七Ac B族,d区 (n-1)d19 ns12 (例外 Pd 4d10 5s0 ) Z =1 ,增加的电子填入(n-2)f亚层57La 4f 05d1 6s 2 镧系57La 71Lu(15种元素) 4f 0145d 0-1 6s 2 锕系89Ac103Lr铹(15种元素) 5f 0146d 01 7s 2 内过渡元素 8-1 过渡元素的通性 例外:Z = 24,41 46: 41Nb铌4d45s1不是4d
2、35s2 42W 5d46s2 不是4d55s1 44Ru钌4d75s1不是4d65s2 45Rh铑4d85s1不是4d75s2 46Pd钯4d105s0不是4d85s2 一、价电子构型 通式:(n-1)d19 ns12 决定原子轨道的能量因素 由Z, n, 决定的 : n, l n和l竞争 L. L. PaulingPauling 原子轨道近似能级图(牢记)原子轨道近似能级图(牢记) 1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d 8-1 过渡元素的通性 原因: (n-1)d与ns轨道能量相近,部分(n-1)d电子参
3、与成键 例:Mn: 3 +7均出现,主要+2,+3,+4,+6,+7. Fe : -2 +6均出现,主要+2,+3,+6. (一)同一元素,多种氧化态 二、氧化态的规律 例:Sc +33d 14s 2 Cr +63d 54s 1 Mn +73d 54s 1 B B族:最高氧化态 = 族数 (二)最高氧化态 但族:多数最高氧化态 TiO2+VO2+ Cr2O72- MnO4- FeO42- 其中:A / V Cr2O72 -/ Cr3+ 1.33 MnO4- / Mn2+ 1.49 FeO42- / Fe2+ 1.84 NiO42- / Ni2+ 1.75 BB 最高氧化态 +3+7+6 最高氧
4、化态氧化性 最高氧化态稳定性 低氧化态稳定性 1.水溶液以氧基的形式存在, TiO2+ ,VO2+,有颜色 2.低氧化态的化合物有颜色 高 稳 氧 CrO42-/Cr3+MnO4-/Mn2+ 氧 定 化 MoO4-/M3+TcO4-/Tc+3 化 性 性 WO42-/W3+ReO4-/Re3+ 态 与A A族规律相反! 2. 同一族 (1) I3d I4d I5d (2) 即 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 MoO42- WO42- 最高氧化态氧化性 对比主族元素:恰好相反。 AAA 第六周期 Tl ()Pb()Bi() 强氧化性 (低稳
5、定性) (6s2 惰性电子对效应) 8-1 过渡元素的通性 Z* , r 同亚层:电子数,r 主量子数n = 电子层数,r 影响原子半径的因素 三、原子半径 (一)、同一周期 原子序数增加,电子数增加,半径减小 例外: B B (n-1)d10 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 Ni 125pm Cu 128pm Zn 133pm 原因:d10电子云球形, Z* 增加少,而ns电子数目, 使电子互相作用,r 周期 Z *Z *r/pm 二、三 1ns或np0.350.6510 四、五、六 (d) 1(n-1)d0.850.155 镧镧系 1(n-2)f1很小镧镧系收缩缩 三 、原
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