无机化学课件-过渡元素

过渡元素过渡元素是周期表中位于第至第族元素，它们表现出多种化学性质和物理312性质过渡元素在化学领域至关重要，在工业生产、生物化学和材料科学等方面发挥着重要作用过渡元素概述位置特点

1.

2.12过渡元素位于周期表中第过渡元素的原子轨道电子层3-d族，介于主族元素和镧系不完全填充，具有特殊的电子

12、锕系元素之间构型和化学性质重要性

3.3过渡元素及其化合物在工业、农业、医药等领域发挥着重要作用，例如催化剂、合金材料、染料等过渡元素的电子构型过渡元素是元素周期表中区元素，其电子构型为过渡元素的电子构型决定了其化学性质，例如氧化态、磁性和d n-1d1-10ns1-2催化活性过渡元素的电子构型可以通过原子轨道填充规则来确定例如，铁的电子构型为，这意味着铁原子的第电子层有Fe3d64s236个电子，第电子层有个电子42过渡元素的电子构型可以解释其在化学反应中的行为例如，过渡元素可以形成多种氧化态，这是由于其轨道上的电子可以参与化学d键形成过渡元素的物理性质熔点和沸点密度硬度延展性过渡元素的熔点和沸点通常很过渡元素的密度通常很高，也大多数过渡元素的硬度很高，过渡元素通常具有良好的延展高，这是由于它们原子之间金是因为它们原子之间金属键的这也是由于它们原子之间金属性和韧性，可以被拉伸成细线属键的强度强度键的强度或压成薄片这些金属键是由金属原子之间过渡元素的原子体积相对较小它们原子之间的强相互作用使这归因于它们的金属键允许原共享的电子形成的，而过渡元，而它们的原子量相对较大，它们能够抵抗变形和弯曲，从子在一定程度上滑动而不破坏素的轨道电子参与了金属键导致它们的密度很高而表现出高硬度键，从而导致延展性d的形成，使它们比其他元素更强过渡元素的化学性质形成多种化合物多种氧化态催化活性过渡元素可以形成多种类型的化合物，例如过渡元素可以表现出多种氧化态，这是由于过渡元素及其化合物在许多化学反应中起催氧化物、卤化物、硫化物等它们拥有可变的电子结构，在化学反应中容化剂的作用，例如在工业生产中广泛应用于易失去或获得电子合成氨、石油炼制和氧化反应过渡元素的价电子构型过渡元素的价电子构型是指元素原子的最外层电子排布，也就是价电子层的电子排布过渡元素的价电子构型具有以下特点12轨道多种价态d过渡元素的价电子层中包含部分填满的轨道，这导致了它们的性质复杂由于轨道电子数的不同，过渡元素可以形成多种不同的氧化态d d34多样的化学性质催化活性过渡元素具有多种化学性质，包括形成有色化合物、形成配位化合物等过渡元素具有较强的催化活性，在化学反应中起着重要的作用过渡元素氧化态氧化态电子构型周期性趋势过渡元素可以形成多种氧化态，从到过渡元素的氧化态由其轨道电子数量决定过渡元素的氧化态随着周期数的增加而增加+1d不等+7过渡元素离子半径过渡元素离子半径随着原子序数的增加而减小这是由于核电荷的增加大于电子屏蔽效应的增加元素离子半径pmSc3+

74.5Ti4+

60.5V5+54Cr3+

61.5Mn2+67Fe2+78Co2+

74.5Ni2+69Cu2+72Zn2+74过渡元素的金属性电离能电负性过渡元素的电离能一般较高，随过渡元素的电负性通常较高，且着原子序数的增加，电离能逐渐随着原子序数的增加，电负性逐增大渐增大金属键过渡元素原子之间形成的金属键较强，因此具有较高的熔点和沸点过渡元素的催化活性催化剂例子过渡金属及其化合物是广泛应用于各种工例如，铁是哈伯博世法合成氨的催化剂-业过程的有效催化剂，例如石油精炼、合，而镍是氢化反应的催化剂成氨和塑料生产过渡金属氧化物，如二氧化锰，被用作许过渡金属的催化活性归因于其可变的氧化多有机反应中的催化剂，例如氧化反应态、可变的配位数和轨道的存在，这些d轨道有助于形成中间体并降低反应的活化能过渡金属化合物的专有名称氧化物硫化物卤化物碳化物例如，称为例如，称为例如，称为例如，称为FeO wustite,FeS troilite,KCl sylvite,NaCl WCtungsten称为称为称为称为Fe2O3hematite,CuFeS2chalcopyrite.halite.carbide,TiC titanium称为Fe3O4magnetite.carbide.区元素概述d-区元素又称过渡元素，是元素周期表中第四周期至第七周期，第至族元d-312素的总称区元素包含了重要的金属元素，如铁、铜、银、金等，它们在工业生产和日d-常生活中有广泛的应用区元素的电子配布d-区元素是指周期表中第到第族的元素这些元素的原子核外电子层中d312，能级电子数发生变化，从到个不等区元素的电子配置通常为（d110d），其中代表元素所在的周期数n-1d1-10ns1-2n区元素的电子配置会影响它们的化学性质，例如，区元素的金属键强度和d d熔点区元素的电子配置也会影响它们的氧化态，例如，区元素的最高氧d d化态通常为+7区元素的性质d-多种颜色金属光泽高熔点和沸点形成多种化合物区元素的化合物通常呈现出区元素大多具有金属光泽，由于区元素原子之间存在强区元素能够形成多种类型的d d d d鲜艳的颜色，这是由于电子这是因为它们具有自由电子可金属键，因此它们的熔点和沸化合物，包括离子化合物、共d跃迁引起的以反射光线点都比较高价化合物和金属间化合物区元素的应用d-合金催化剂许多区元素用于制造合金，例区元素在许多化学反应中起着d d如不锈钢、青铜、黄铜等，它们重要的催化作用，例如在汽车尾具有优异的强度、耐腐蚀性和耐气净化器中，铂、钯和铑被用作热性催化剂电子工业其他领域区元素及其化合物在电子工业区元素还应用于颜料、陶瓷、dd中得到了广泛应用，例如在半导玻璃、医药等领域体制造、磁性材料和太阳能电池等领域区元素概述f-区元素是周期表中第至第周期的第Ⅲ族元素f-37B区元素位于镧系和锕系元素，它们的原子核外电子层中有一个或多个电子f-f区元素的电子配布f-区元素位于元素周期表的第六周期和第七周期，它们是镧系元素和锕系元素它们通常被称为内过渡元素f-区元素的电子组态以或轨道开始，它们是填充的最后一个电子轨道f-4f5f147电子周期区元素每个能级最多可以容纳个电子镧系元素位于第六周期，锕系元素位于第七周期f-14214系列元素区元素包括两个系列镧系元素和锕系元素每个系列包含个元素f-14区元素的性质f-磁性催化

1.

2.12区元素拥有独特的磁性，例区元素在催化剂方面有着广f-f-如钕磁铁泛的应用，例如铈发光放射性

3.

4.34区元素的化合物在荧光灯和许多区元素具有放射性，例f-f-电视机屏幕中发挥重要作用，如铀和钚例如铕区元素的应用f-原子能磁性材料医药照明区元素，如铀和钚，是核区元素，如钕和镝，是制区元素，如钆和铕，用于区元素，如铕和铽，是荧f-f-f-f-反应堆和核武器的重要组成部造强磁铁的关键材料磁共振成像技术光灯和灯中使用的发光材MRI LED分料这些磁铁广泛应用于各种电子它们可以帮助医生诊断疾病并它们在核能领域起着至关重要设备，如硬盘驱动器和电动汽监测治疗效果它们可以产生明亮、高效的灯的作用，为人类提供清洁能源车光，并提高照明效率钒族元素钒族元素包括钒（）、铌（）和钽（）V NbTa这些元素属于过渡金属，具有独特的性质和广泛的应用钪钪族元素钪钪族元素是过渡元素中的重要组成部分，它们具有独特的物理和化学性质钪钪族元素在工业、医疗和科学领域具有广泛的应用，例如合金材料、催化剂和医疗设备钼钨族元素钼钨族元素位于周期表的第族，包括钼、钨和海VIB它们是过渡金属，具有较高的熔点和沸点，化学性质比较稳定铁钴镍铜族元素铁钴镍铜族元素包括铁（）、钴（）、镍（）和铜（）Fe CoNi Cu这些元素在地壳中含量丰富，具有重要的工业应用价值银铜族元素银铜族元素包括铜、银和金它们是过渡元素，位于周期表中第族11银铜族元素具有良好的导电性、导热性和延展性，并具有独特的化学性质，使其在各种领域得到广泛应用，例如电子、珠宝、货币和催化铂金族元素铂金族元素包括钌、铑、钯、锇、铱、铂六种元素它们具有高熔点、高密度、高抗腐蚀性等特点钒钙钛钪基合金高强度轻量化

1.

2.12钒钙钛钪基合金具有很高的强钒钙钛钪基合金的密度低，适度，远超其他金属合金合航空航天领域耐高温抗腐蚀

3.

4.34钒钙钛钪基合金具有优异的耐钒钙钛钪基合金对多种化学物高温性能，在高温环境下依然质具有良好的抗腐蚀性，延长保持稳定性合金的使用寿命永磁合金稀土永磁合金钕铁硼磁铁钐钴磁铁稀土永磁合金具有高磁能积、高矫顽力、高钕铁硼磁铁是最常用的永磁合金之一，具有钐钴磁铁具有良好的温度稳定性和耐腐蚀性剩磁等优点，广泛应用于各种电子产品和电高磁能积、高矫顽力等优点，广泛应用于电，广泛应用于航空航天、军事等领域机机、传感器、磁性分离等领域催化剂表面催化剂反应物在固体催化剂表面发生反应.均相催化剂催化剂和反应物处于同一相.酶催化剂生物催化剂，通常是蛋白质.染料和颜料染料颜料染料是可溶于溶剂的物质，可以颜料是不溶于溶剂的物质，可以使材料着色它们通常用于纺织用作颜料它们通常用于油漆、品、纸张和皮革的染色塑料和陶瓷过渡金属化合物示例过渡金属化合物在染料和颜料中例如，钴蓝色用于陶瓷釉料和颜起着重要作用它们可用于制造料，而钛白用于油漆和塑料各种颜色的染料和颜料放射性同位素放射性同位素应用安全过渡元素中含有许多放射性同位素，例如铀核能放射性同位素具有辐射性，需要严格管理和•、钚、钋等安全防护医学诊断•工业检测•。