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过渡元素

【过渡元素】 根据国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的建议,过渡元素是指d电子层中电子数小于10(或生成的离子其d电子数小于10)的一类元素。它们是周期表的IIIB族到ⅠB族共9个纵行的元素(即不包括IIB族在内的所有副族元素)。

对于过渡元素的划分分歧比较大,并有以下几种观点:①过渡元素包括周期表中从IIIB族到Ⅷ族共8个纵行的副族元素。(不包括镧以外的镧系元素和锕以外的锕系元素。)它们的共同点是电子逐个填充在3d,4d,5d轨道上。②过渡元素包括周期表中从IIIB族到IIB族共10个纵行的副族元素。这是因为锌族元素(IIB)形成稳定配合物的能力跟过渡元素很相似。③有时人们把过渡元素的范围扩大到包括镧系元素和锕系元素在内的所有副族元素。

过渡元素有以下共同特征:

(1)过渡元素原子的电子层排布特点是最外层只有1一2个电子(Pd除外),最外层和次外层(除IB和IIB的次外层)都没有填满,增加的电子大多填充在d轨道上。其中镧系元素和锕系元素的原子,增加的电子主要填充在倒数第三层的f轨道上。在化学反应中,过渡元素中的d电子参与形成化学键,所以常常表现可变化合价。最高化合价从IIIB族的+3价增加到Ⅷ族的+8 价。在过渡元素的每个纵行中,元素的最高化合价一般体现在该纵行最下部的元素中。例如,在铁、钌、锇这一纵行里,已知最高价铁是+6价,锇是+8价。

(2)过渡元素都是金属,又叫过渡金属。跟主族元素的金属相比,它们有熔点高、沸点高、硬度高、密度大等特点,并有良好的延展性和高导电、导热性。过渡元素之间或跟其他金属之间容易形成合金。

(3)过渡元素具有ns和np空轨道,以及(n一l)d的部分空轨道,还有较高的电荷/半径比(即离子势),容易形成稳定的配位化合物。例如[Fe(CN)63+ 、[Au(CN)2]-等配离子。血红素是Fe(Ⅲ)的配合物,维生素B12是Co(Ⅲ)的配合物。

(4)大多数过渡元素的离子在水溶液中常呈现各种颜色,这跟它们的离子有未成对的d电子有关。

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