过渡金属

维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索

过渡元素英语Transition element)是指元素周期表中d区的一系列金属元素,又称过渡金属英语Transition metal)。一般来说,这一区域包括312一共十个族的元素,但不包括f区内过渡元素

“过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出,用于指代8910三族元素。他认为从碱金属锰族是一个“周期”,铜族卤素又是一个,那么夹在两个周期之间的元素就一定有过渡的性质。这个词虽然还在使用,但已失去了原意。

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一、二、三过渡系。

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一过渡系 21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
第二过渡系 39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
第三过渡系 71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
第四过渡系 103
Lr
104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn

性质[编辑]

过渡金属由于具有未充满的价层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,d5构型),较容易失去,所以这些金属都有可变价态,有的(如铁)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。金属元素采用杂化轨道接受电子以达到16或18电子的稳定状态。当配合物需要价层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[來源請求]12族元素只有有可变价态,基本上就是主族金属[來源請求]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[來源請求],这时铜锌两族合称ds区元素

参见[编辑]