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1 第九章过渡元素 2 第一节过渡元素通性 一 电子构型的共同性1 最外层只有1 2个电子 表现出金属性 整个过渡系列元素均为金属元素 故该系列元素又称过渡金属 2 内层d轨道不满 过渡元素的结构特征元素之间的差别在内层d轨道的d电子数 因此整个系列元素具有极大的相似性 3 由于镧系收缩 第三系列与第二系列同族元素的性质极其相似 如 原子半径相近Hf 144pm Zr 145pm 3 二 元素基本性质周期性变化 4 第一过渡系列元素的基本性质 1 过渡元素基本性质规律性变化不明显2 元素性质表现出水平方向的相似性 5 第一过渡系列元素的氧化态 三 多种氧化数 特征之一 d1s2d2s2d3s2d5s1d5s2d6s2d7s2d8s2 6 四 形成配合物 特征之二 过渡元素的原子和离子具有nsnp n 1 d价电子轨道 且有较大的有效核电荷 是很强的配合物的中心形成体 极易形成稳定的配合物 过渡元素的化学 配位化学 配合化学是从过渡元素开始的 7 五 离子或化合物具有颜色 特征之三过渡元素的离子和化合物一般具有颜色 如 第一过渡系列元素水合离子的颜色 8 第一过渡系列元素水合离子的颜色 9 1 无机化合物产生颜色的原因 1 d d电子跃迁f f电子跃迁有于过渡金属离子的d规道在配位体的影响下 发生分裂 其分裂能的大小相当于可见光的能量范围 对于d1 d9组态的金属或金属离子 d电子吸收可见光的能量后 可以在不同的d轨道之间跃迁 即发生d d跃迁 从而显色 d d跃迁吸收的能量与轨道分裂能有关 所以配合物的颜色与配位体有关 CuCl4 2 淡黄色 Cu H2O 4 2 蓝色 Cu NH3 4 2 深蓝色 Cu en 2 2 深蓝紫色 10 2 电荷跃迁 电子从一个原子 或离子 转移到另一个原子 或离子 过程称为电荷跃迁 电荷跃迁吸收能量从而使物质具有颜色 电荷跃迁产生的颜色比较深 如 MnO4 紫红色 CdS 黄色 常见的三种电荷跃迁形式 1 阴离子或配位体的电子跃迁的金属离子上 即LM跃迁a 半径大 易变形的阴离子易失电子 电荷跃迁越容易 b 电荷高 极化能力大的阳离子易得电子 电荷跃迁越容易 跃迁容易的物质的颜色深 如 AgCl AgBr AgI 11 2 金属成键 轨道上的电子向配位体的 轨道上跃迁即ML越迁低价金属或离子易发生这种跃迁如 Fe phen 32 Fe bipy 32 3 金属混价化合物中的电荷跃迁 物质有极深的颜色混价化合物 同一化合物中的同一元素具有不同的氧化数 如 KFe Fe CN 6 Fe II Fe III 这种跃迁是电子在同一金属元素不同的氧化数的原子之间发生的 即MM 12 2 无机化合物显色的一般规律 1 d1 d9f1 f13组态的离子或化合物具有颜色 d5 f7组态的离子或化合物颜色较浅 2 5 6周期元素的溴化物 碘化物 硫化物 氧化物一般具有颜色 3 主族元素的含氧酸根一般没有颜色 过渡元素的含氧酸根一般具有颜色 4 混价化合物的颜色一般比同一元素单一价态化合物的颜色深 13 5 同种配合物其顺式结构比反式结构的颜色波长短 Co NH3 4Cl2 Cl 顺式 紫色 400 430nm 反式 绿色 490 540nm 6 无色晶体如掺有杂质 物质显色 Fe Ti 蓝色 蓝宝石Al2O3Cr2O3红色 红宝石7 金属晶体有金属光泽 多为银白色 金属粉末为黑色 14 六 单质的物理性质 过渡元素都是金属 其单质与主族元素相比交有如下特点 1 密度大Os22 4g cm 32 硬度大Cr