文档介绍：过渡元素的性质
及其应用
过度元素小组
2004年04月
摘要
过度元素是化学走棋表中元素最多的一部分鉴于人员有限和个人兴趣我们主要介绍了钛、锰、铂、铁四种元素。首先我们从总体上对化学元素进行了一些介绍,即为第一章;第二章是钛,元素钛(Ti)是一种过渡金属,从20世纪40年代以后,钛及其化合物被广泛应用于制造、催化以及石油化工等领域。本文将就其重要性质、工业制取及应用作出阐述;第三章是锰,主要介绍了二氧化锰的吸附性;第四章对铁的化合物进行了较为系统的介绍。而第五章主要介绍了铂的化学性质和铂在催化,只要等方面的应用。
第二章是本报告的重点。
目录
过度元素简介与性质 1
钛金属的性质和应用 2
锰的性质及应用 6
铁及其化合物的应用 7
铂的性质及应用 9
附言 10
词汇表
词汇。
过渡元素
外过渡元素(d-过渡元素)
内过渡元素(f-过渡元素)
钛的性质、制取、应用、钛粉的应用
氨冷凝器
复合半导体
零点电荷
螯和作用
第一章、过渡元素简介与性质
一、简介
(1)过渡元素是位于周期表中央的金属元素(接于碱土族之后),不象一般的典型金属元素(A族元素),同一行有相似的化学性质,其化学性质相差很大。
(2)过渡元素分为两类
外过渡元素(d-过渡元素):最后一个电子填入d轨道;
内过渡元素(f-过渡元素):最后一个电子填入f 轨道。
 性质
 过渡元素均为金属元素,具有金属光泽,并为电、热的良导体。
(1)除ⅡB族的锌、镉、汞因ns及(n-1)d价轨道已完全填满,阳离子电荷密度小,故金属键较弱导致熔点、沸点,汽化热低外,其余的过渡元素均为高熔点、高沸点及高汽化热。
(2)具有多种氧化态,可形成各种化合物,如锰具+2、+3、+4、+6及+7氧化数:钴具有+2,+3氧化数;铁具+2,+3氧化数等。
化合物中的过渡元素大都具有未填满电子的d轨道及未成对电子
Þ具有颜色
二、过渡元素的性质
1.   过渡元素:Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等
价电子组态:3d1-104s2(Cu、Cr例外)
Cr→3d54s1
Cu→3d104s1
2.    原子量随原子序增大而增大(例外:Co>Ni)
3.    地壳存量:以铁最丰富;铜之活性较小,可以游离态存在
4.    原子半径及离子半径由Sc至Ni大致随原子序增大而减小,但变化不大
5.    游离能不高,相近
IE1最大:Zn;IE2最大:Cu;IE3最大:Zn
而IE1、IE2及IE3最小者均为Sc。
6.    除锌外,熔点、沸点、汽化热均高。
7.    密度:除锌外,大致随原子序数的增加而增大。
8.    标准还原电位大致随原子序数的增加而增大
除Cu外,其余皆为负值
9.    氧化数:随原子序的增加而先增后减
Sc(+3)、Ti(+4)、V(+5)、Cr(+6)、Mn(+7)、Fe(+3)、Co(+2)、Ni(+4)、Cu(2+)、Zn(+2)
第一列过渡元素在高氧化态时均非以其阳离子的水合离子存在(即无V5+(aq)、Cr6+(aq)、Mn7+(aq)),而以共价性的含氧离子存在,如VO2+、CrO42-及MnO4-,最大氧化数不超过最外层3d与4s轨道的价电子总数
第一列过渡元素的典型氧化数如下表
符号
代表之化合物
氧化数
价电子数
(3d,4s)
Sc
Sc2O3
+3
3
Ti
TiO、Ti2O3、TiO2
+2、+3、+4
4
V
VO、V2O3、VO2、V2O5
+2、+3、+4、+5
5
Cr
CrO、Cr2O3、CrO3
+2、+3、+6
6
Mn
MnO、Mn2O3、MnO2、K2MnO4、KMnO4
+2、+3、+4、+6、+7
7
Fe
FeO、Fe2O3
+2、+3
8
Co
CoO、Co2O3
+2、+3
9
Ni
NiO、Ni2O3
+2、+3
10
Cu
Cu2O、CuO
+1、+2
11
Zn
ZnO
+2
12
 

离子
颜色
化合物
颜色
化合物
颜色
化合物
颜色
Cu2+
蓝
CuO、CuS
黑
2+
血红
Fe(OH)3
红褐
Mn2+
水红
Cu2O
红
)64-
黄
Fe(OH)2
白
Cr3+
绿
Cu(NH3)42+
深蓝
)63-
红
MnS
粉红
Cr2+
蓝
CuSO4
白
CrO42-
黄
KMnO4
紫
Fe3+
浅黄

蓝
Cr2O72