中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)第八章過(guò)渡元素 山東大學(xué)期末考試知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)

山東大學(xué)化學(xué)院《中級(jí)無(wú)機(jī)化學(xué)》期末復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)第八章過(guò)渡元素1．過(guò)渡元素的電子構(gòu)型與特性過(guò)渡元素廣義上包括價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d1～9ns1～2。的d區(qū)元素和價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d10ns1～2的ds區(qū)元素。通常將第4，第5和第6周期的過(guò)渡元素分別稱為第一、第二和第三系列過(guò)渡元素。第一系列過(guò)渡元素又常稱為輕過(guò)渡元素，第二、第三系列過(guò)渡元素又常稱為重過(guò)渡元素。d軌道的特性：d軌道比s，p軌道數(shù)目多，因此成鍵可能性增多；(n-1)d軌道的能量與ns，np比較接近，可參與成鍵；根據(jù)空間的角度分布，d軌道可分為兩類：dx2-y2和dz2軌道波函數(shù)的極大值在坐標(biāo)軸上，dxz，dxy，dyz軌道波函數(shù)的極大值在坐標(biāo)軸間45°分角線上；d軌道與價(jià)層不同主量子數(shù)的軌道之間能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象普遍。過(guò)渡元素電子構(gòu)型的重要特征是價(jià)層具有未充滿的d軌道，因而表現(xiàn)出離子多有色、多變價(jià)、易形成配合物的特征。2．過(guò)渡元素的性質(zhì)(1)原子化焓過(guò)渡元素的原子化焓比堿土金屬和鋅族的大很多，而重過(guò)渡元素的原子化焓又普遍比輕過(guò)渡元素的大很多。同一系列過(guò)渡元素，原子化焓從左到右先是逐漸增大，于第5，第6族達(dá)到最大值，然后逐漸減小。金屬與原子化焓有關(guān)的性質(zhì)，如硬度、熔點(diǎn)表現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。原子化焓高的金屬硬度大、熔點(diǎn)高。(2)電離能同一系列過(guò)渡元素的同級(jí)電離能從左到右總體上逐漸增大，但在破壞半滿和全滿構(gòu)型以及生成半滿和全滿構(gòu)型處分別出現(xiàn)增大和減小的折點(diǎn)；同族元素的同級(jí)電離能比較接近；同一元素，I1，I2比較接近，I3比I2高很多；第一系列過(guò)渡元素的I2比第二系列過(guò)渡元素的大很多。(3)氧化態(tài)第一系列過(guò)渡元素兩端元素的氧化態(tài)變化少、氧化態(tài)低，中間氧化態(tài)變化多、氧化態(tài)高。+1，0和-1，-3低氧化態(tài)常見于羰基、亞硝?；蓉Ｋ崤潴w配合物、含有機(jī)共軛π鍵的配合物和有機(jī)金屬原子簇化合物中。+2，+3中等氧化態(tài)常見于離子型化合物、簡(jiǎn)單水合離子、簡(jiǎn)單離子配體配合物中。第7族之前的第一系列過(guò)渡元素均可達(dá)到最高(族價(jià))氧化態(tài)，此后的元素則通常不能。重過(guò)渡元素的最高氧化態(tài)比輕過(guò)渡元素穩(wěn)定。處于最高氧化態(tài)的過(guò)渡金屬化合物通常是含氧化合物(氧化物或含氧酸根離子)或氟化物，含氧化合物更為普遍。3．第一系列過(guò)渡元素的化學(xué)性質(zhì)除Cu外，在1mol·L-1H+的水溶液中，金屬可自發(fā)轉(zhuǎn)化為M2+。從左向右金屬轉(zhuǎn)化為M2+變難。各元素最穩(wěn)定氧化態(tài)是+2或+3。第一系列過(guò)渡元素的重要物種如下：4．第二、三系列過(guò)渡元素的性質(zhì)第二、三系列過(guò)渡元素的特點(diǎn)：基態(tài)電子構(gòu)型特例多；有幾對(duì)同族元素原子半徑、離子半徑非常接近；第三級(jí)電離能較低；高氧化態(tài)穩(wěn)定，低氧化態(tài)不穩(wěn)定；通常具有很大的原子化焓；一般只形成低自旋配合物；自旋一軌道偶合顯著；比第一系列過(guò)渡元素更易形成原子簇。(1)第4～7族過(guò)渡元素的性質(zhì)第4～7族過(guò)渡元素都是高熔點(diǎn)、高硬度、性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定的金屬，其中W是目前已知的熔點(diǎn)最高的金屬。同族元素的單質(zhì)及化合物性質(zhì)很相似，但從左到右相似性減弱。配合物不如第一系列過(guò)渡元素和鉑系元素普遍，常見配合物主要有鹵素配合物和羰基配合物。形成各樣多酸是Mo，W的重要特點(diǎn)之一?？尚纬赏榛?、芳基化合物。Nb，Ta，Mo，W，Tc，Re易形成原子簇。(2)鉑系元素(第8～10族重過(guò)渡元素)的性質(zhì)鉑系元素的性質(zhì)彼此相似，并與鐵族元素差異大。單質(zhì)：高熔點(diǎn)稀有金屬，彼此間易形成合金；不活潑，能以游離態(tài)存在于自然界；大部分化合物受熱易生成金屬?；衔铮褐饕獮榕浜衔?，簡(jiǎn)單水合陽(yáng)離子不常見。易形成有機(jī)金屬化合物，易形成兀酸配體(CO，NO，CN-，PR3)配合物，易形