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过渡金属

过渡元素(英語:Transition element)是指元素周期表中位於d区化學元素,由於它們皆為金屬元素,因此也稱過渡金屬(英語:Transition metal)。一般来说,这一域包括312一共十个元素,且包括f区内过渡元素

“过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出,用于代表8910三族元素。他认为从碱金属锰族是一个“週期”,铜族卤素又是一个,那么夹在两个周期之间的元素就有过渡的性质。而現今雖然過渡金屬这个词还在使用,但已和原本的意思不同。

过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系,第456周期的元素分别属于第过渡系。

族→ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一過渡系 21
Sc

44.96
22
Ti

47.87
23
V

50.94
24
Cr

52.00
25
Mn

54.94
26
Fe

55.84
27
Co

58.93
28
Ni

58.69
29
Cu

63.55
30
Zn

65.38
第二過渡系 39
Y

88.91
40
Zr

91.22
41
Nb

92.91
42
Mo

95.95
43
Tc

[99]
44
Ru

101.1
45
Rh

102.9
46
Pd

106.4
47
Ag

107.9
48
Cd

112.4
第三過渡系 71
Lu

175.0
72
Hf

178.5
73
Ta

180.9
74
W

183.8
75
Re

186.2
76
Os

190.2
77
Ir

192.2
78
Pt

195.1
79
Au

197.0
80
Hg

200.6
第四過渡系 103
Lr

[262]
104
Rf

[261]
105
Db
𨧀
[262]
106
Sg
𨭎
[266]
107
Bh
𨨏
[264]
108
Hs
𨭆
[277]
109
Mt

[268]
110
Ds

[281]
111
Rg

[272]
112
Cn

[285]

圖解:

  卤素
  待確認化學特性

標準狀況下,序號綠色者為氣體;序號藍色者為液體;序號黑色者為固體;序號灰色者為未知相態

性质

过渡金属由于具有未充满的价殼层d轨道,所以有人將排除在过渡金属之外, 因它們有充满的价殼层d轨道(有10個電子在d轨道上)。过渡金属基於十八電子規則,性质与其他元素有明显差别。

由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子(锰这一族尤为突出,為d5构型),较容易失去,所以这些金属都有可变价态,例如等金屬还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显+7()、+8(氧化态,前者由于单电子的存在,后者由于能级太高,价电子结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根酰基中(如:VO43−钒酸根,VO22+钒酰基)。

对于第一过渡系,高氧化态经常是强氧化剂,并且它们都能形成有还原性的二价金属离子。对于二、三过渡系,由于原子半径大、价电子能量高的原因,低氧化态很难形成,其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质,这是由于镧系收缩造成的。

由于空的d轨道的存在,过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用混成軌域接受电子以达到1618價电子的稳定状态。当配合物需要价殼层d轨道参与杂化时,d轨道上的电子就会发生重排,有些元素重排后可以使电子完全成对,这类物质称为反磁性物质。相反,当价层d轨道不需要重排,或重排后还有单电子时,生成的配合物就是顺磁性的。

大多数过渡金属都是以氧化物硫化物等的形式存在于地壳中,只有等几种单质可以稳定存在。

最典型的过渡金属是4-10族。铜族元素能形成配合物,但由于d10构型太稳定,最高只能达到+3。靠近主族的稀土金属只有很少可变价态。12族元素只有有可变价态,基本上就是主族金属[1]由于性质上的差异,有时铜族锌族两族元素并不看作是过渡金属[2],这时铜锌两族合称ds区元素

参考文献

  1. ^ . [2020-04-20]. (原始内容存档于2020-11-27). 
  2. ^ Jensen, William B. The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table (PDF). Journal of Chemical Education. 2003, 80 (8): 952–961 [2019-12-14]. Bibcode:2003JChEd..80..952J. doi:10.1021/ed080p952. (原始内容存档 (PDF)于2012-05-08). 
  • VIIIB、IB族过渡金属元素低维纳米结构的稳定性与形成规则 - Materials Views 中国 (页面存档备份,存于互联网档案馆

参见

过渡金属, 注意, 本页面含有unihan新版汉字, 𨧀, 𨭎, 𨨏, 𨭆, 有关字符可能會错误显示, 詳见unicode扩展汉字, 过渡元素, 英語, transition, element, 是指元素周期表中位於d区的化學元素, 由於它們皆為金屬元素, 因此也稱過渡金屬, 英語, transition, metal, 一般来说, 这一区域包括3到12一共十个族的元素, 且包括f区的内过渡元素, 过渡元素, 这一名词首先由门捷列夫提出, 用于代表8, 10三族元素, 他认为从碱金属到锰族是一个, 週期, 铜族到卤. 注意 本页面含有Unihan新版汉字 䥑 𨧀 𨭎 𨨏 𨭆 有关字符可能會错误显示 詳见Unicode扩展汉字 过渡元素 英語 Transition element 是指元素周期表中位於d区的化學元素 由於它們皆為金屬元素 因此也稱過渡金屬 英語 Transition metal 一般来说 这一区域包括3到12一共十个族的元素 且包括f区的内过渡元素 过渡元素 这一名词首先由门捷列夫提出 用于代表8 9 10三族元素 他认为从碱金属到锰族是一个 週期 铜族到卤素又是一个 那么夹在两个周期之间的元素就有过渡的性质 而現今雖然過渡金屬这个词还在使用 但已和原本的意思不同 过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系 第4 5 6周期的元素分别属于第一 二 三过渡系 本模板 查看讨论编辑 族 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12第一過渡系 21 Sc鈧44 96 22 Ti鈦47 87 23 V釩50 94 24 Cr鉻52 00 25 Mn錳54 94 26 Fe鐵55 84 27 Co鈷58 93 28 Ni鎳58 69 29 Cu銅63 55 30 Zn鋅65 38第二過渡系 39 Y釔88 91 40 Zr鋯91 22 41 Nb鈮92 91 42 Mo鉬95 95 43 Tc鎝 99 44 Ru釕101 1 45 Rh銠102 9 46 Pd鈀106 4 47 Ag銀107 9 48 Cd鎘112 4第三過渡系 71 Lu鎦175 0 72 Hf鉿178 5 73 Ta鉭180 9 74 W鎢183 8 75 Re錸186 2 76 Os鋨190 2 77 Ir銥192 2 78 Pt鉑195 1 79 Au金197 0 80 Hg汞200 6第四過渡系 103 Lr鐒 262 104 Rf鑪 261 105 Db𨧀 262 106 Sg𨭎 266 107 Bh𨨏 264 108 Hs𨭆 277 109 Mt䥑 268 110 Ds鐽 281 111 Rg錀 272 112 Cn鎶 285 圖解 碱金属 碱土金属 镧系元素 锕系元素 过渡金属 主族金屬 类金属 非金屬 卤素 稀有气体 待確認化學特性 在標準狀況下 序號綠色 者為氣體 序號藍色 者為液體 序號黑色 者為固體 序號灰色 者為未知相態 性质 编辑过渡金属由于具有未充满的价殼层d轨道 所以有人將锌 镉 汞 鎶排除在过渡金属之外 因它們有充满的价殼层d轨道 有10個電子在d轨道上 过渡金属基於十八電子規則 性质与其他元素有明显差别 由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子 锰这一族尤为突出 為d5构型 较容易失去 所以这些金属都有可变价态 例如鐵等金屬还有多种稳定存在的金属离子 过渡金属最高可以显 7 锰 8 锇 氧化态 前者由于单电子的存在 后者由于能级太高 价电子结合的较为松散 高氧化态存在于金属的酸根或酰基中 如 VO43 钒酸根 VO22 钒酰基 对于第一过渡系 高氧化态经常是强氧化剂 并且它们都能形成有还原性的二价金属离子 对于二 三过渡系 由于原子半径大 价电子能量高的原因 低氧化态很难形成 其高氧化态也没有氧化性 同一族的二 三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质 这是由于镧系收缩造成的 由于空的d轨道的存在 过渡金属很容易形成配合物 金属元素采用混成軌域接受电子以达到16或18價电子的稳定状态 当配合物需要价殼层d轨道参与杂化时 d轨道上的电子就会发生重排 有些元素重排后可以使电子完全成对 这类物质称为反磁性物质 相反 当价层d轨道不需要重排 或重排后还有单电子时 生成的配合物就是顺磁性的 大多数过渡金属都是以氧化物 硫化物等的形式存在于地壳中 只有金 银等几种单质可以稳定存在 最典型的过渡金属是4 10族 铜族元素能形成配合物 但由于d10构型太稳定 最高价只能达到 3 靠近主族的稀土金属只有很少可变价态 12族元素只有汞有可变价态 锌基本上就是主族金属 1 由于性质上的差异 有时铜族 锌族两族元素并不看作是过渡金属 2 这时铜锌两族合称ds区元素 参考文献 编辑 存档副本 2020 04 20 原始内容存档于2020 11 27 Jensen William B The Place of Zinc Cadmium and Mercury in the Periodic Table PDF Journal of Chemical Education 2003 80 8 952 961 2019 12 14 Bibcode 2003JChEd 80 952J doi 10 1021 ed080p952 原始内容存档 PDF 于2012 05 08 VIIIB IB族过渡金属元素低维纳米结构的稳定性与形成规则 Materials Views 中国 页面存档备份 存于互联网档案馆 参见 编辑 化学主题 元素周期表 d区元素 F区元素 配位场理论 貧金屬 過渡金屬氧化物 取自 https zh wikipedia org w index php title 过渡金属 amp oldid 74752468, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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