无机化学-过渡金属概述
无机化学主族与过渡金属的特性与反应性
无机化学主族与过渡金属的特性与反应性无机化学是研究无机物质及其反应的学科，其中主族元素和过渡金属元素是无机化学中两个重要的分类。
主族元素是周期表中的1A到7A族元素，而过渡金属元素则是3B到12B族元素。
主族元素和过渡金属元素具有不同的特性和反应性，本文将对它们进行详细的比较和分析。
1. 主族元素的特性和反应性主族元素位于周期表的两端，具有相似的化学性质。
它们共享同一周期的电子层，因此拥有相同的外层电子构型。
主族元素通常形成离子，通过失去或获得外层电子来达到稳定的核外电子构型。
主族元素的原子半径逐渐增加，原子半径由上到下递增，但由于核电荷增加，电子云被吸引得更紧，因此主族元素的电负性也逐渐增加。
主族元素的离子半径随阳离子的电荷增加而减小，随阴离子的电荷增加而增大。
主族元素的反应性主要通过周期表中的趋势来描述。
从上到下，主族元素的金属性增加，非金属特性减弱。
在同一周期中，主族元素的金属性随原子半径增加而增加，原因是原子半径增大，电子云外扩，电子对金属键的参与增多，使金属键的强度和金属性增加。
主族元素与氧的反应性也是其特点之一。
主族元素在与氧气反应时，通常形成正离子和氧阴离子，形成氧化物。
这是主族元素与非金属元素反应的典型方式。
2. 过渡金属元素的特性和反应性过渡金属元素位于周期表中的中心，具有不同的特性和反应性。
过渡金属元素的共同特点是它们的层内和层间电子具有变化的价层构型。
过渡金属元素的原子结构中包含不完全的d电子。
过渡金属元素具有较小的原子半径和较高的电离能。
它们的物理性质包括高密度、高熔点和高沸点。
这些特点使得过渡金属元素适合用于制备催化剂、合金和其他重要化合物。
过渡金属元素的反应性主要表现为它们能够形成多种氧化态。
过渡金属元素的d轨道中的电子可以通过吸收或释放电子而改变其氧化态。
这使得过渡金属元素能够与其他元素形成多种配合物，从而展现出各种不同的化学性质和反应。
另一个重要的特点是过渡金属元素的催化活性。
20 过渡金属(Ⅰ)
TiO2+ + H2O2 = [TiO(H2O2)]2+ 可利用此反应测定钛。
TiCl4还原可得到TiCl3，如
2TiCl4 + H2 = 2TiCl3 + 2HCl
2TiCl4 + Zn = 2TiCl3 + ZnCl2
Ti 与盐酸反应也得到TiCl3： 2Ti+ 6HCl = 2TiCl3 + 3H2
，低于这一浓度，有下列平衡：
VO43- + H+ HVO42-；HVO42- + H+ H2VO4H2VO4- + H+ H3VO4；H3VO4 + H+ VO2+ +2H2O
20.3.2 铌和钽的化合物
铌、钽原子半径相同（134pm），性质非常相似。铌和钽最稳定氧化
态+5，低氧化态不稳定。Nb2O5·nH2O或Ta2O5·nH2O叫做“铌酸”和“ 钽酸”，实际上，不一定存在。利用含氟配合物的溶解性可分离铌和钽
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uuu Uub
镧系 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 锕系 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
无机化学中的过渡金属催化剂开发
无机化学中的过渡金属催化剂开发在无机化学的广袤领域中，过渡金属催化剂的开发无疑是一颗璀璨的明珠。
它不仅为化学反应提供了高效、选择性的途径，还在众多工业生产和科学研究中发挥着举足轻重的作用。
过渡金属，指的是元素周期表中d 区的一系列金属元素，如铁、钴、镍、铜、锌等。
这些金属具有独特的电子结构，其d 轨道未完全填满，这使得它们能够以多种氧化态存在，并与各种配体形成复杂的配合物。
这种特性为过渡金属在催化反应中的应用奠定了基础。
过渡金属催化剂的作用机制多种多样。
其中，常见的一种是通过与反应物形成中间配合物，降低反应的活化能，从而加速反应的进行。
例如，在加氢反应中，铂、钯等过渡金属可以吸附氢气分子，并使其活化，从而更容易与不饱和化合物发生加成反应。
另一种重要的机制是通过氧化还原过程来促进反应。
过渡金属可以在不同的氧化态之间进行转换，在反应中接受或给出电子，从而改变反应物的电子分布，促进化学键的断裂和形成。
比如，在一些氧化反应中，锰、铬等过渡金属可以从低价态被氧化到高价态，从而将底物氧化。
开发过渡金属催化剂并非易事，需要综合考虑多个因素。
首先是金属的选择。
不同的过渡金属具有不同的催化活性和选择性，需要根据具体的反应类型和目标产物来确定。
例如，对于烯烃的加氢反应，钯通常表现出较高的活性和选择性；而对于硝基化合物的还原，铂则更为有效。
配体的设计也是至关重要的一环。
配体可以影响金属中心的电子性质和空间环境，从而改变催化剂的活性和选择性。
常见的配体包括膦配体、氮配体和羰基配体等。
通过合理选择和修饰配体，可以调节催化剂的性能，使其更好地适应特定的反应。
反应条件的优化同样不可或缺。
温度、压力、溶剂等反应条件都会对催化剂的性能产生影响。
例如，在高温下，某些催化剂可能会失活；而在不同的溶剂中，催化剂与反应物的相互作用也会有所不同。
近年来，随着纳米技术的发展，纳米级的过渡金属催化剂受到了广泛关注。
纳米粒子具有高比表面积和独特的表面性质，能够显著提高催化效率。
过渡元素结构特点和基本性质
过渡元素的结构特点与基本性质元素周期表中第四、五、六七周期元素中，第III B-VIII 族，共25种元素，统称为过 渡元素。
过渡元素的单质都是金属，所以也称为过渡金属元素。
见表16.1.表16.1过渡金属元素(d 区元素共25种)周期'族 III B IV B V B VI B VII B VIII 四 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 五 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd 八 La Hf Ta wRe Os lr Pt 七Ac过渡金属元素属于III V III 族，d 区，外层电子排布为(n-l)d 1-9 ns 1-2 (Pd, 4d 105s 。
，是一种例外的电子排布)。
翎系、铜系的元素的电子排布，增加的电子填入(n-2)f 亚层，例如：57La 4f°5d 16s 2, 在结构上，它们最外层二个电子层都是未充满的，因此在元素周期表的划分上不属于过渡 金属元素，而属于内过渡元素。
也称之为翎系、钢系元素。
翎系 57La 〜71Lu (15 种元素) 4f°-145d°-1 6s 2铜系 89Ac~103Lr 镑(15 种元素)5f 。
或6^-17s 216.1.1价电子构型过渡金属价电子构型的通式为：(n-l)dinsf原子核外电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。
L. Pauling 原子轨 道近似能级图如下：Is; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p: 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d有一些电子排布例外的情况，例如：Z=24, 41 -46：不是4d 35s 2不是4d 55s 1不是4d 85s 2真化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层 ■l)d 轨道与ns 轨道能量相近，部分(n-l)d 电子参与成键。
+2, +3,+4, +6, +7. ,+3, +6.的族相等，最高氧化态二所处的族数s 2Mn +7 VII SdMs 1但Mil 族：多数最高氧化态小于其族数，是因为随着有效核电荷的增加(ZT),不是所有 (n-l)d 电子都参与成键。
无机化学 过渡元素-13.1过渡元素概述
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
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
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
无机化学 钼-概述说明以及解释
无机化学钼-概述说明以及解释1.引言1.1 概述钼是化学元素周期表中的一种重要元素，其原子序数为42，原子量为95.95。
钼具有许多独特的性质和特点，使其在众多领域中得到广泛应用。
钼的发现与历史可以追溯到数百年前，人类对其的研究始于18世纪。
通过深入了解钼的性质和应用领域，我们能够更好地认识和探索无机化学的奥秘。
钼的化学性质非常稳定，不易与其他元素发生反应。
它具有很高的熔点和沸点，使其能够在高温下保持结构的稳定性。
此外，钼还表现出优异的导电性和导热性能，使其成为电子技术领域中不可或缺的材料。
钼的特殊光电性质也使其在光学器件制造和光伏领域有着广泛的应用。
钼在金属冶炼、合金制备和材料工程中扮演着重要角色。
由于其高硬度和耐高温性，钼常被用于制造高温合金、坩埚和高温装备。
此外，钼的催化性能还使其成为化工领域中重要的催化剂。
钼化合物在农业领域中也得到广泛应用，例如钼肥作为土壤肥料可以提高农作物的产量和质量。
总之，钼作为无机化学领域中的重要元素，具有丰富的性质和广泛的应用领域。
对钼的深入研究不仅有助于拓展无机化学的理论体系，还能为工业生产和科学研究提供有力支撑。
因此，对钼进行进一步的研究和探索具有重要意义，也为无机化学的发展注入了新的活力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容主要是对整篇文章的结构进行详细介绍。
文章可以分为引言、正文和结论三个大的部分。
引言部分简要介绍了整篇文章的概述、文章结构、目的以及总结。
概述部分可以对钼的重要性和研究现状进行简要概括，引起读者的兴趣。
文章结构部分可以说明文章的组织结构，包括各个章节的内容和层次安排。
目的部分可以明确阐述本文的研究目的或者撰写这篇文章的目的。
总结部分可以提前给出本文的总结，便于读者在阅读之前了解本文的主要观点和结论。
正文部分是文章的核心内容，主要包括钼的发现与历史、钼的性质与特点以及钼的应用领域。
其中，钼的发现与历史部分可以介绍钼元素的发现过程、相关的历史事件以及重要的科学家。
第20章过渡金属1无机化学ppt课件
2 用 途：
① 钛及其合金广泛地用于制造喷气发动机、超音速飞机和潜水艇(防雷达、防磁性水雷)以及海军化工设备。 ② 钛与生物体组织相容性好，结合牢固，用于接骨和制造人工关节；钛具有隔热、高度稳定、质轻、坚固等特性，由纯钛制造的假牙是任何金属材料无法比拟的，所以钛又被称为“生物金属”。因此，继 Fe、Al 之后，预计 Ti 将成为应用广泛的第三金属。
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-1.63
-1.13
-0.90
-1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3 HF
稀HCl H2SO4
稀H2SO4 HCl等
元素
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
E (M2+/M)/V
-0.44
-0.277
-0.257
0.34
-0.7626
可溶该金 属的酸
稀HCl H2SO4 等
*
(2) 二氧化锆 (ZrO2) ZrO2有三种晶型：单斜(monoclinic)；四方 (tetragonal)；立方(cubic)。三者之间可以相互转换
物性: ZrO2 白色粉末，不溶于水，熔点很高。 化性: 除 HF 外不与其他酸作用。
*
ZrO2 至少有两种高温变体，1370 K 以上为四方晶型，2570 K 以上为立方萤石晶型。
-0.257
第二过渡系
Cd
-0.403
Pd
+0.92
第三过渡系
Hg
+0.8535
Pt
+1.2
*
钛副族元素处于周期表 ⅣB 族，包括钛Ti， 锆 Zr，铪 Hf 3种元素。
原子的价电子层结构 ( n－1) d2 ns2，最稳定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态较为少见，化合态的钛还有可能呈现 0 和 –1 的低氧化态。
无机化学精品课程-过渡元素金属汞及其化合物
2Hg(NO3)2+H2O==HgO· Hg(NO3)2↓(白)+2HNO3 Hg2(NO3)2+H2O==Hg2(OH)NO3↓(白)+HNO3 (2)氨解: HgCl2+2NH3==Hg(NH2)Cl(白)↓+NH4Cl Hg2Cl2+2NH3==HgNH2Cl(白)↓+Hg↓+NH4Cl (3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg (4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
B. 氯化汞和氯化亚汞
氯化汞(HgCl2) 是共价型分子,为 分子构型 直线型 俗名升汞,白色针 状晶体,微溶于水, 俗名和物 性 熔点较低,易升华, 有剧毒 形成配合 Hg2+易形成稳定配 物的能力 合物 性质 氯化亚汞(Hg2Cl2) 共价型直线分子 Cl-Hg-Hg-Cl 俗名甘汞,亚汞盐 多数是无色的, 大多微溶于水, 无毒 Hg22+一般不易形 成配合物
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成 特殊的红棕色的碘化氨基· 氧合二汞(Ⅱ)沉淀：
NH4Cl+2K2[HgI4]+4KOH==OHg2NH2I+KCl+7KI+3H2O