化学第讲副族元素
副族元素性质
（三）铬分族
3、铬及其化合物的性质
（1）铬
铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+ 溶液，
而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液： Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑ 4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 （2）铬(III)的化合物 向Cr3+ 溶液中逐滴加入2 mol· dm–3 NaOH，则生成灰绿 色
5. 某些d区元素水合离子的颜色
电子构型 3d0 3d1 3d2 3d3 3d4 3d5 3d6 未成对电子数 0 1 1 2 3 4 4 5 5 4 阳离子 Sc3+、Ti4+ Ti3+ V4+ V3+ V2+、Cr3+ Mn3+ Cr2+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ 水合离子颜色 无色 紫色 蓝色 绿色 紫色 紫色 蓝色 肉色 浅紫色 绿色
（2）五氧化二钒
V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得： 2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl 在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。 V2O5比TiO2具有较强的酸性和氧化性，主要显酸性，易溶于碱： V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O 也能溶解在强酸中（pH＜1）生成VO2+ 离子。V2O5是氧化剂： V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O （3）钒酸盐和多钒酸盐 钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐（M4V2O7、 M3V3O9）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于10－4 mol· L－1）且溶 液呈强碱性（pH＞13）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当pH下 降，溶液中钒的总浓度小于10－4 mol· L－1时，溶液中以酸式钒酸根离子形式 存在，如HVO42-、H2VO4-；当溶液中钒的总浓度大于10－4 mol· L－1时，溶液 中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如V2O74-、V3O93-、V4O124-、V10O286-等。
元素周期表中的副族元素
元素周期表中的副族元素元素周期表是化学领域中最重要的工具之一，它按照元素的原子序数和化学性质进行了分类和排列。
其中，副族元素是周期表中的一类元素，它们位于周期表的B族元素区域。
副族元素具有一些独特的特征和应用，本文将对副族元素进行探讨。
一、副族元素的概述副族元素是指周期表中的B族元素，它们包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、锡（Sn）、锑（Sb）、铅（Pb）和气态元素氮（N）、磷（P）。
这些元素在周期表中的位置使它们具有一些共同的特征，同时也有一些差异。
二、副族元素的物理特性1. 电子结构：副族元素的电子结构在一定程度上决定了它们的化学性质。
例如，副族元素的外层电子数在2至6个之间变化，这使得它们具有不同的化学反应性和价态变化能力。
2. 密度和熔点：副族元素的密度和熔点各不相同。
例如，铅是副族元素中最重的元素，其密度和熔点都相对较高，而铝则是副族元素中密度最低的元素之一。
3. 金属性质：副族元素大多数为金属，具有良好的导电性和热导性。
其中，铝是一种常见的金属材料，被广泛应用于建筑、航空航天和汽车制造等领域。
三、副族元素的化学性质1. 氧化性：副族元素具有不同的氧化态，可以与氧气反应形成氧化物。
例如，锡可以形成二氧化锡（SnO2），铅可以形成氧化铅（PbO）。
2. 酸碱性：副族元素的化合物可以表现出酸性或碱性。
例如，锡和铅的氧化物可以与碱反应生成相应的盐。
3. 合金形成：副族元素常用于制备合金。
例如，铝和锡常与其他元素形成合金，以提高材料的性能和应用范围。
四、副族元素的应用1. 金属材料：副族元素中的铝、锡和铅等金属广泛应用于工业生产中。
铝被用于制造飞机、汽车和建筑材料等；锡常用于制作罐头和焊接材料；铅则用于电池和防辐射材料等。
2. 半导体材料：副族元素中的砷、锑和铟等元素是半导体材料的重要组成部分。
它们在电子行业中被广泛应用于制造晶体管、太阳能电池等。
3. 医药和生物学：副族元素在医药和生物学领域也有重要应用。
副族元素
第五章副族元素I ds区铜族和锌族元素一、单质的物理性质和化学性质1、物理性质（1）铜族元素铜是红色金属，银是银白色金属，金是黄色金属。
与碱金属相比，它们有较高的密度、硬度和熔点、沸点，导电性和传热性在所有金属中是最好的，其中以银最好，其次是铜和金。
由于铜族元素均属面心立方晶体，有较多的滑移面，所以它们都有良好的延展性，其中以金最好。
（2）锌族元素：锌、镉、汞都是银白色元素金属。
锌由于表面覆盖着一层碱式碳酸锌而略显蓝灰色。
本族元素的单质为低熔点低沸点金属，汞是唯一在室温下为液态的金属，具有高密度、导电性和流动性。
汞在273～573K之间体积膨胀系数均匀，汞的蒸气压很低且有毒，所以在使用汞时应务必小心，若不甚将汞撒落，应尽可能收集起来，然后在疑还有汞的地方撒上硫磺粉并加以研磨，使其转变为HgS。
2、化学性质（1）与碱金属相比，铜族元素的金属活泼性较差，并按铜、银、金顺序减弱。
铜在潮湿的含有二氧化碳的空气中，表面会生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+CO2+H2O = Cu2(OH)2CO3银在含H2S的空气中表面会变暗变黑：4Ag + 2H2S +O2 = 2Ag2S +H2O铜族元素不能从盐酸和稀硫酸中置换出氢气，但铜、银可以溶于硝酸和热浓硫酸，而金只能溶于王水：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O3Cu +8 HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2OCu +2 H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑+ 2H2O3Ag +4 HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O2Ag +2 H2SO4(浓) = Ag2SO4 + SO2↑+ 2H2OAu + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO↑+ 2H2O锌族元素中锌，镉较为活泼，汞则惰性。
锌在含有二氧化碳的潮湿空气中表面可生成一层碱式碳酸盐：4Zn+2O2+CO2+3H2O=ZnCO3∙3Zn(OH)2它可以保护内部的锌不被继续浸蚀，镀锌铁之所以具有强的抗腐蚀能力，就基于此。
元素周期表主族和副族分别是什么？
4、包含的元素:氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫、镁、钙、锶、钡、镭。
二:副族介绍:
1、英语名称:subgroup B element
2、包含的元素:钛、钒、铬、锰、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。
周期表中除了过渡金属镧系元素锕系元素惰性气体之外的都是主族元素
元素周期表主族和副族分别是什么？
（1）主族元素:s区和p区的元素。
（2）副族元素:d区元素是指IIIB~VIII族元素，ds区元素是指IB、IIB族元素。
一、主族介绍:
1、主族元素的另外一种定义:除了最外层电子层以外的电子层的电子数都是满电子的化学元素。
《无机化学》课件——第19章 铜副族元素和锌副族元素
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
元素周期表主族和副族分别是什么
元素周期表主族和副族分别是什么元素周期表是化学家们根据元素的性质和结构进行分类和排列的一张桌面工具。
在这张周期表上，元素按照从左上到右下的顺序排列，按照原子序数的增加而逐渐增加。
元素周期表中的元素被分为主族和副族两大类别。
那么，主族和副族分别代表着什么呢？下面将为您详细解释。
主族元素是指元素周期表中IA至VIII A族的元素，也称作A族元素或者常规元素。
它们是在元素周期表中位于两侧的18个元素群，分别是IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA和VIIIA。
主族元素的共同特点是它们最外层的电子层中含有相同数量的电子，这个数字决定了它们的化学性质。
例如，位于IA族的锂、钠和钾等元素都只有一个电子存在于最外层的s轨道上，因此它们具有相似的性质，例如在水中剧烈反应产生氢气。
主族元素在自然界中非常常见，并且具有重要的生物和工业价值。
其中，IA、IIA和IIIA族的元素被称为典型元素，因为它们的性质非常经典和典型。
这些元素通常具有较低的电负性，形成阳离子或共价化合物时倾向于失去电子。
主族元素在周期表上的位置也反映了它们的原子结构和电子配置的规律性。
与主族元素相对应的是副族元素，也被称为B族元素或过渡元素。
副族元素位于元素周期表的区域是从IIIB到VIIIB族，以及下面两行的元素。
副族元素的特点是它们的最外层电子数不同，在各个周期中都有较大的变化。
这就使得副族元素的化学性质非常丰富多样，它们可以形成各种不同化合价的化合物。
例如，位于VB族的钒元素可以形成V2O5（五氧化二钒）和VO2（二氧化钒）两种不同化合价的氧化物。
副族元素在化学反应中经常具有多种氧化态，这使得它们在催化剂、电池、合金和材料科学等领域中发挥着重要作用。
副族元素的其它特点是它们通常具有较高的原子质量和较高的熔点。
其中，第一列和最后一列的副族元素被称为过渡金属，它们具有良好的导电性和良好的催化性能。
总结起来，元素周期表中的主族元素和副族元素分别代表了元素的外层电子结构和化学性质的不同。
ds元素
第十一章副族元素化学第十章ds区元素第节素概述第一节ds区元素概述ds 区元素是指元素周期表中的ⅠB 、ⅡB 两族元素包括族元素，包括铜、银、金、锌、镉、汞等6种自然形成的金属元素及两种人工合成元素。
ds 区的名称是因为它们的外层电子构型:ⅠB : (n-1)d 10s 1或ⅡB :(n-1)d 10s 2从广义的角度看，ds区实际上是d区的一部分。
因本区元素次外层(n-1)d轨道已填满电子,而最外电子层构型和区相同，所以满电子,而最外电子层构型和s区相同，所以将此区域元素称为ds区元素。
ds区元素都是过渡金属。
但由于其d层电子是全充满的，所以体现的性质与其他过渡金属有所不同。
如：最高氧化态只能达到+3如：最高氧化态只能达到+3。
3第二节铜族元素（一）铜族元素的单质1.物理性质(1) 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)(2) 溶、沸点较其它过渡金属低(3) 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au(3)导电性导热性好且(4)延展性好铜族元素2.化学性质(1)与O 2作用)2CuO(O 2Cu 2黑⎯→⎯+∆)(CO (OH)Cu CO O H O 2Cu 322222绿⎯→⎯+++∆碱式碳酸铜Au 、Ag O 发生反应，当有沉淀剂或g 不与2发生反应，有沉淀剂或配合剂存在时，可发生反应。
5=铜族元素−−−+⎯→⎯+++4OH]4[M(CN)8CN O 2H O 4M AuAg Cu M 222，，−++⎯→⎯+++OH)(])4[Cu(NH 8NH O 2H O 4Cu 23322无色)(])[Cu(NH 243蓝+不可用铜器盛氨水O 2→O2H S 2Ag O S 2H 2Ag 2222+⎯→⎯++6银器年久变黑(2) 与酸作用铜族元素c Cu、Ag、Au不能置换稀酸中的H +d 若生成难溶物或配合物，单质还原能力则增强()2A I 2A (g)H S(s)Ag S H 2Ag 222+⎯→⎯+(g)H 2AgI 4I 2H 2Ag 2-2+⎯→⎯++−+③Cu 、Ag 、Au 可溶于氧化性酸7（二）铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水，易溶于酸热稳定性稳定,1235熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O + 2H +→Cu 2++ Cu + H 2OC O +2HCl 2C Cl +H Cu 2O + 2HCl →2CuCl + H 2O 10004CuO Cu O +O C (白色)CuO + 2H +→Cu 2++ H 2O4CuO Cu 2O + O 28（二）铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水，易溶于酸热稳定性稳定,1235 熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O+4NH 3+H 2O →2[Cu(NH 3)2]++2OH -在空气中被氧化4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3+2H 2O →蓝94[Cu(NH 3)4]2+(深蓝)+4OH -CuOH 不稳定，至今尚未制得为浅蓝色难溶于水2-Cu(OH)2为浅蓝色，难溶于水1.受热易脱水2[Cu(OH)4]+C 6H 12O 6(葡萄糖)→Cu 2O +C 6H 12O 7+4OH -+2H 2O Cu(OH)2 CuO + H 2O 80~90C 两性以碱性为主(葡萄糖酸)2.两性：以碱性为主+2H + →2+ O (用此反应可检查尿糖Cu(OH)2+ 2H Cu +H 2O (浅兰色)Cu(OH)2+ 2OH -→[Cu(OH)4]2-(亮兰色)3. 溶于氨水2++2OH-10Cu(OH)2+4NH 3→[Cu(NH 3)4]2 + 2OH制取:1.,Cu 2+ + Cu + 4Cl -→2[CuCl 2]-1. 在热、浓HCl 溶液中, 用Cu 粉还原CuCl 2(无色)2. 用水稀释-→2CuCl ()+2Cl -总反应：Cu 2+ + Cu + 2Cl -→ 2CuCl2[CuCl 2]2CuCl (白色) + 2Cl 应用：CuCl + CO + HCl →[CuCl(CO)] ·H 2O 11（测CO ）2无水CuCl 2为棕黄色固体,是共价化合物易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮)CuCl 2溶液随c (Cl -)不同而呈不同颜色[C Cl 24H O [C (H 2+4Cl [CuCl 4]2-+ 4H 2O [Cu(H 2O)4]2+ + 4Cl -)(12(黄色) (浅蓝色)无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色，可检验有机液体中的微量水分。
副族元素
4.配合物 4.配合物
1). NH3 配合物
Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+
NH3·H2O
Fe(OH)2↓ Fe(OH)3↓
NH3·H2O
不溶解 不溶解
O2 Cl2
NH3·H2O NH3·H2O
NH3·H2O
Co(OH)Cl↓ Ni2(OH)2SO4↓
NH3·H2O
Co(NH3)62+ Ni(NH3)62+
(09浙江省）已知右图中所有物质均为化合物，A、 C的 浙江省）已知右图中所有物质均为化合物， 浙江省
水溶液呈碱性， 是一种强碱， 水溶液呈碱性，且C是一种强碱， 的水溶液呈酸性。 F、G的水溶液呈酸性。B为红褐色 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 其水溶液是一种常见的强酸， 其水溶液是一种常见的强酸，A、C、 焰色反应呈黄色。 D、E焰色反应呈黄色。A、D的水溶 液都有杀菌消毒作用。 液都有杀菌消毒作用。 A、B、C反 应时，物质的量之比为3 应时，物质的量之比为3：2：4。其它物质相互间的转 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生； 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生；多数反应 的生成物没有写完整) 请写出：(1)A的化学 的生成物没有写完整)。请写出：(1)A的化学 的电子式： 式 NaClO ，C的电子式： ； (2)A、 三者发生反应的离子方程式： (2)A、B、C三者发生反应的离子方程式： 3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O 。 (3)已知 已知D (3)已知D和G反应时还有使带火星的木条复燃的气体产 反应的化学方程式为： 。 生，则D和G反应的化学方程式为： 4Na2FeO4+20HCl=3O2↑+ 4FeCl3 + 8NaCl + 10H2O
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10
（2）二氧化钛
白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢 氟酸和热的浓硫酸中。
TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
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（3）钛酸盐和钛氧盐：
由于TiO2为两性偏碱性氧化物 最重要的压电陶瓷材料
同族元素从上到下（除ⅢB外）活泼性减弱，第 二、三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反 应，但和浓碱或熔碱可反应，生成相应的含氧化数 （1）有多种氧化数 （2）同周期变化趋势：从左到右由“低→高→低”， 这是因(n-1)d5半满后d电子作为价电子趋势变弱； （3）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更 趋稳定 ；同族最高价ⅢB-ⅦB、ⅡB与族数相同， Ⅷ 只有两种元素达+8，IB特别。 （4）同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为1， （5）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。
TiCl4 和硫酸钛都易形成配合物 TiCl4+2HCl(浓)=H2[TiCl6]
Ti(SO4)2与碱金属硫酸盐也可生成配合物M2[Ti(SO4)3] 如K2[Ti(SO4)3]。
若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的(NH4)2[TiCl6]
14
三、钒副族 1、钒副族元素基本性质 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们
碱 钛酸盐 : 酸 钛氧盐
大多难溶于水
BaCO3+TiO2 → BaTiO3+CO2 Na2TiO3+2H2O → H2TiO3+2NaOH TiOSO4+2H2O → H2TiO3+H2SO4
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（4）TiCl4 最重要的Ti卤化物，通常同TiO2、氨气 和焦炭高温反应而得。
7
一、过渡元素概述
（七）催化性 许多过渡元素及其化合物具有独特的催化
性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程 中，过渡元素可形成不稳定的配合物，这是配 合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是 接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面， 如V2O5催化制H2SO4。 （八）磁性
多数过渡元素的原子或离子有未成对电子， 所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距μ越 大。
89-103 104 Rf 105 Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 Mt 110
Ac-Lr 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 Uun
过渡系元素
第一过渡 系元素
第二过渡 系元素
第三过渡 系元素
2
一、过渡元素概述
（一）过渡元素原子的特征
同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的d轨 道上，最外层只有1~2个电子（Pd例外），其价层电子 构型为(n-1)d1~10ns1~2。
的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子 都可以参加成键，因此最高氧化态为 +5， 相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一 种氧化态。
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2、钒及其化合物 （1）钒 金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性
5
一、过渡元素概述
（五）离子的颜色 过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显
色（与s区、p区不同），主要是因为此时过渡元素离 子的d轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光d 电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。规律为：没 有未成对d电子的水合离子或配合物是无色的，如Zn2+、 Hg2+，具有未成对d电子的水合离子或配合物一般呈现 明显的颜色Cu2+蓝色、Ni2+绿色、Co2+粉红色。
结构：TiCl4中Ti取sp3杂化，形成正四面 体构型，为共价化合物。
性质：
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在水或潮湿空气中都极易水解 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 当溶液中有一定盐酸时部分水解 TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl
在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4蒸气可得海绵钛 TiCl4+2Mg = 2MgCl2+Ti
与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般 比较小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢 减小（有效核电荷增加），在IB前后又稍增大，因Cu 副族前后d亚层接近或达全充满状态，屏蔽作用增大， 所以半径稍增大。
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一、过渡元素概述
（二）单质的物理性质 由于过渡元素最外层一般为1~2个电子，容易失
去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白 色或灰白色，有光泽。 （三）金属活泼性
副族元素
1
通性
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
钪钛 钒 铬锰铁钴镍
39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd
钇 锆铌 钼 锝 钌 铑钯 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt La-Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂
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二、钛副族
1、钛副族元素的基本性质
钛副族元素原子的价电子层结构为
(n－1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定
氧化态是+4，其次是+3，+2氧化态则比
较少见。在个别配位化合物中，钛还可以
呈低氧化态0和 – l。锆、铪生成低氧化态
的趋势比钛小。
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2、钛及其化合物 （1）钛 钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多
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一、过渡元素概述
（六）配位性 过渡元素易形成配合物，原因：①过渡元
素的原子或离子具有能级相近的价层电子轨道 (n-1)d 、 ns 和 np ， 易 形 成 杂 化 轨 道 ； 其 中 ns 和np轨道可能是空的（对原子，不空），(n1)d轨道是部分空的，可以接受配体的孤电子 对；②过渡元素的离子一般具有较高的电荷和 较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸收 力。