過渡金屬

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過渡元素英語Transition element)是指元素周期表中d區的一系列金屬元素,又稱過渡金屬英語Transition metal)。一般來說,這一區域包括312一共十個族的元素,但不包括f區內過渡元素

「過渡元素」這一名詞首先由門捷列夫提出,用於指代8910三族元素。他認為從鹼金屬錳族是一個「周期」,銅族鹵素又是一個,那麼夾在兩個周期之間的元素就一定有過渡的性質。這個詞雖然還在使用,但已失去了原意。

過渡金屬元素的一個周期稱為一個過渡系,第456周期的元素分別屬於第一、二、三過渡系。

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一過渡系 21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
第二過渡系 39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
第三過渡系 71
Lu
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
第四過渡系 103
Lr
104
Rf
105
Db
𨧀
106
Sg
𨭎
107
Bh
𨨏
108
Hs
𨭆
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn

性質[編輯]

過渡金屬由於具有未充滿的價層d軌道,所以有人將排除在過渡金屬之外, 因它們有充滿的價層d軌道(有10個電子在d軌道上)。過渡金屬基於十八電子規則,性質與其他元素有明顯差別。

由於這一區很多元素的電子構型中都有不少單電子(錳這一族尤為突出,d5構型),較容易失去,所以這些金屬都有可變價態,有的(如鐵)還有多種穩定存在的金屬離子。過渡金屬最高可以顯+7(錳)、+8(鋨)氧化態,前者由於單電子的存在,後者由於能級太高,價電子結合的較為鬆散。高氧化態存在於金屬的酸根或醯基中(如:VO43−釩酸根,VO22+釩醯基)。

對於第一過渡系,高氧化態經常是強氧化劑,並且它們都能形成有還原性的二價金屬離子。對於二、三過渡系,由於原子半徑大、價電子能量高的原因,低氧化態很難形成,其高氧化態也沒有氧化性。同一族的二、三過渡系元素具有相仿的原子半徑和相同的性質,這是由於鑭系收縮造成的。

由於空的d軌道的存在,過渡金屬很容易形成配合物。金屬元素採用雜化軌道接受電子以達到16或18電子的穩定狀態。當配合物需要價層d軌道參與雜化時,d軌道上的電子就會發生重排,有些元素重排後可以使電子完全成對,這類物質稱為反磁性物質。相反,當價層d軌道不需要重排,或重排後還有單電子時,生成的配合物就是順磁性的。

大多數過渡金屬都是以氧化物硫化物等的形式存在於地殼中,只有等幾種單質可以穩定存在。

最典型的過渡金屬是4-10族。銅族元素能形成配合物,但由於d10構型太穩定,最高只能達到+3。靠近主族的稀土金屬只有很少可變價態[來源請求]12族元素只有有可變價態,基本上就是主族金屬[來源請求]由於性質上的差異,有時銅族鋅族兩族元素並不看作是過渡金屬[來源請求],這時銅鋅兩族合稱ds區元素

參見[編輯]