过渡元素的通性范围广义ds区d区和f区；此处d.ppt

4. 锝(Technetium)和铼(Rhenium) （略） 13.3.8 铁族 ●分布? ——铁族包括锰、铁、钴和镍，锰位于VIIB族，铁、钴、镍是VIIIB族。锰和铁为黑色金属，钴和镍是有色金属；锰归入铁族是因为它们的金属单质性质相似，与铁可以形成各种合金材料，统称黑色金属材料。锰和铁的价电子构型分别是3d54s2，3d64s2 ——锰在地壳中有广泛的分布，在海底存在有大量的锰结核 ——铁是丰产元素。主要矿物有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）和黄铁矿（FeS2） ——钴和镍是我国的丰产元素，甘肃金川市被誉为镍都 锰25Mn 铁26Fe 钴27Co 镍28Ni * * 13.3.5 过渡元素的通性 ●范围　广义：ds区，d区和f区；此处：d区III (3)B~VIII(8)B族8个直列，24种元素 1. 过渡元素的结构特点 ?电子结构特点　有未充满的d轨道（Pd除外4d10），最外、次外两个电子层都未充满，特征电子构型为：（n-1）d1~9ns1~2 ?性质特点　各元素间从左到右的水平相似性：不同于主族，周期性变化规律不明显，原子半径、电离能随原子序数增加，虽变但不显著， ?分类　四周期的Sc到Ni为第一(轻)过渡系列（见下页表）；五周期的Y到Pd为第二过渡系列；六周期的La到Pt为第三过渡系列 元素 Sc kang Ti V Cr Mn Fe Co Ni 金属半径/pm 161 145 132 137 137 124 125 128 离子半径/pm -- 90 86 88 80 76 74 72 第一电离能/（kJ/mol） 631 656 650 653 717 762 758 737 2. 单质的物理性质 ——规律　比主族金属有更大的密度和硬度，更高的熔点和沸点。除钪和钛外,密度均大于5，最重的锇为22.48g/cm3；硬度最大的铬，莫氏硬度为9；熔、沸点最高的是钨3410℃ ——原因（略）　过渡金属d电子参与成键，使成键价电子数较多，原子化焓较大 元素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 密度/（g/cm3） 3.2 4.5 6.0 7.1 7.4 7.9 8.7 8.9 莫氏硬度 - 4 - 9 6 4.5 5.5 4 熔点/K 1673 1950 2190 2176 1517 1812 1768 1728 沸点/K 2750 3550 3650 2915 2314 3160 3150 3110 原子化焓/（kJ/mol） 378 470 514 397 281 418 425 430 3. 单质的化学性质 ??一般规律　都是活泼金属，性质相似，都能从酸中置换出氢。但Ti、V、Cr因表面钝化形成致密氧化物膜，有抗酸碱的能力 ??过渡金属的价电子构型特征决定了它们具有多变的氧化态，如Mn可以表现出0、+2、+3、+4、+6和+7等氧化态，特殊情况下可有负氧化态数，如K[Mn(CO)5]中Mn的氧化态为-1 ??由于空d轨道的存在，易形成配位键，产生配位化合物，呈不同颜色 13.3.6 稀土金属 ?1. 结构与性能 ●概况 ——稀土金属　Sc、Y、La和镧系共17种元素。Sc的化学性质与其它16种元素有较大差别，与碱土金属更加相似，故稀土一词一般只包括钪以外的16种元素 ——镧系元素（Lanthanides）Ln　在周期表中，与镧处于同一格内，称镧系元素 　　?范围　包括铈镧到镥（587~71号）加上镧，共145种元素 　　 ?电子构型　除镧外，原子序数增加，新增电子依次进入4f轨道，又称内过渡元素，电子构型通式：4f1~145d0~16s2。镧系元素的外层和次外层构型基本相同，f轨道是充满、半充满或未充满　　 钪21Sc ? 钇39Y ? 镧57La 镧系58~71 元 素 原子序数 相对原子质量 价电子构型 氧化态 原子半径/pm 离子半径(M3+)/ pm ??M3+/M） /V Sc 21 44.956 3d14s2 +3 164.06 73.2 ? Y 39 83.905 4d15s2 +3 180.12 89.3 -2.37 La 57 138.91 5d16s2 +3 187.91 106.1 -2.52 Ce 58 140.12 4f15d16s2 +3, +4 182.47 103.4 -2.48 Pr 59 140.90 4f36s2 +3, +4 182.79 101.3 -