·2-4单质的物理性质和化学性质 物理性质 ·过渡元素的原子的最外层s电子和d电子都有可以参加成键， 从而增加了键盘的强度。此外，过渡元素原子的半径较小， 并有校大的密度。其中第三过渡系元素几乎都具有特别大 的密度，如饿、铱、铂的密度分别为22.57,22.42，和 21.45,大多数过渡元素也都有较高的硬度和较高的熔点和 沸点，如钨的熔点为3683K是所有金属中最难熔的，这些性 质都有和它们具有较小的原子半径，次外层d电子参加成键， 金属键强度较大密切相关. 。另外，许多过渡金属及其化合物有顺磁性，这也是因为它 们具有末成对d电子所引起的。过渡元素的纯金属有较好 的延展性和机械加工性，并且能彼此间以及与非过渡金属 组成具有多种特性的合金。金属都有是电和热的较良好导 体，它们在工程材料方面有着广泛的应用
• 2-4 单质的物理性质和化学性质 • 一、物理性质 • 过渡元素的原子的最外层s电子和d电子都有可以参加成键， 从而增加了键盘的强度。此外，过渡元素原子的半径较小， 并有较大的密度。其中第三过渡系元素几乎都具有特别大 的密度，如锇、铱、铂的密度分别为22.57，22.42 ,和 21.45,大多数过渡元素也都有较高的硬度和较高的熔点和 沸点,如钨的熔点为3683K,是所有金属中最难熔的,这些性 质都有和它们具有较小的原子半径,次外层d电子参加成键, 金属键强度较大密切相关. • 另外，许多过渡金属及其化合物有顺磁性，这也是因为它 们具有末成对d电子所引起的。过渡元素的纯金属有较好 的延展性和机械加工性，并且能彼此间以及与非过渡金属 组成具有多种特性的合金。金属都有是电和热的较良好导 体,它们在工程材料方面有着广泛的应用
二、化学比质 钪、钇和镧是过渡元素中最活泼的金属，它们在空气中能 迅速被氧化，与水反应则放出氢，也能溶于酸，这是因为 它们的次外层d轨道中仅一个电子，这个电子对它们性质 的影响不显著，所以它们的性质较活拨并接近于碱土金属。 其它过渡金属在通常情况下不与水作用。从它们的标准电 极电势看，过渡元素一般都可以从稀酸中置换氢： ·与第一过渡系元素相比(IIIB族除外)，第二、三过渡系元 素的活泼性都较。即同一族中自上而下，活泼性依次减弱， 这与IA族、IIA族不同。这可从它们的核心电荷因素在这 里起着主导作用。因为同一族中自上而下原子半径增加不 大，而核电荷却增加较多，对外层电子的吸引力增强，特 别是第三过渡系元素，它们与相应的第二过渡系元素相比 原子半径增加很少（镧系收缩的影响），所以其化学性质显 得更不活泼
• 二、化学比质 • 钪、钇和镧是过渡元素中最活泼的金属，它们在空气中能 迅速被氧化，与水反应则放出氢，也能溶于酸，这是因为 它们的次外层d轨道中仅一个电子，这个电子对它们性质 的影响不显著，所以它们的性质较活拨并接近于碱土金属。 其它过渡金属在通常情况下不与水作用。从它们的标准电 极电势看，过渡元素一般都可以从稀酸中置换氢. • 与第一过渡系元素相比(IIIB族除外)，第二、三过渡系元 素的活泼性都较。即同一族中自上而下，活泼性依次减弱， 这与IA族、IIA族不同。这可从它们的核心电荷因素在这 里起着主导作用。因为同一族中自上而下原子半径增加不 大，而核电荷却增加较多，对外层电子的吸引力增强，特 别是第三过渡系元素，它们与相应的第二过渡系元素相比 原子半径增加很少(镧系收缩的影响)，所以其化学性质显 得更不活泼
2-5过渡元素氧化物的酸喊性 过渡元素氧化物（氢氧化物或水合氧化物）的碱性，同一周期 中八左到右逐渐减弱；在高氧化态时表现为从碱到酸。例 如Sc2O3为碱性氧化物，TiO2为具有两性的氧化物，CrO3 是较强的酸酐（铬酸酐），而M2O7在水溶液中己成强酸了。 Fe,Co和Ni不能生成稳定的高氧化态的氧化物。在同一族 中各个元素自上而下，氧化态相同叫酸性减弱，而碱性逐 渐增强。如Ti,Zr,Hf的氢氧化物M(OH)4(或H2MO3)中， (OH)4碱性比较差一些。这种有规律的变化是和过渡元 素高氧化态离子半径有规律的变化相一致的。 此外，同一元素在高氧化态时酸性较强，随着氧化态的降 低而酸性减弱（或碱性增强）
• 2-5 过渡元素氧化物的酸碱性 • 过渡元素氧化物(氢氧化物或水合氧化物)的碱性,同一周期 中从左到右逐渐减弱；在高氧化态时表现为从碱到酸。例 如Sc2O3为碱性氧化物，TiO2为具有两性的氧化物，CrO3 是较强的酸酐(铬酸酐)，而Mn 2O7在水溶液中已成强酸了。 Fe,Co和Ni不能生成稳定的高氧化态的氧化物。在同一族 中各个元素自上而下，氧化态相同叫酸性减弱，而碱性逐 渐增强。如Ti,Zr,Hf的氢氧化物M(OH)4（或H2MO3）中， Ti(OH)4碱性比较差一些。这种有规律的变化是和过渡元 素高氧化态离子半径有规律的变化相一致的。 • 此外，同一元素在高氧化态时酸性较强，随着氧化态的降 低而酸性减弱(或碱性增强)
·2-6过渡元素水合离子的颜色 过渡元素的离子在水溶液中常显出一定的颜色、这也是过 渡元素区别于S区金属离子(Na+,Ca2+等)的一个重要特 征，如表21-10所示。关于离子有颜色的原因是很复杂的。 过渡元素的水合离子之所以具有颜色，是与它们的离子存 在未成对的d电子有关
• 2-6 过渡元素水合离子的颜色 • 过渡元素的离子在水溶液中常显出—定的颜色、这也是过 渡元素区别于S区金属离子（Na+,Ca2+等）的一个重要特 征，如表21-10 所示。关于离子有颜色的原因是很复杂的。 过渡元素的水合离子之所以具有颜色，是与它们的离子存 在未成对的d电子有关
·2-7过渡元素的配位性 。前已指出，过渡元素的原子或离子具有(n-1)d,ns和np共 9个价电子轨道。对过渡金属离子而言，其中ns和np轨道 是空的，(-1)d轨道为部分空或者全空，它们的原子也存 在空的np轨道和部分填充的(n-1)d轨道。这种电子构型都 具有接受配位体孤电子对的条件。因此它们的原子和离子 都有形成配合物的倾向。例如过渡元素一般都容易形成氟 配合物、氰配合物、草酸根配合物等，这些内容将在以后 各节中分别介绍。 ·从以上讨论可知，过渡元素在性质上区别于其它类型元素， 是和它们具有不全满的d电子有关，这是过渡元素的特点， 也是学习过渡元素化学时应充分注意的
• 2-7 过渡元素的配位性 • 前已指出，过渡元素的原子或离子具有(n-1)d，ns和np共 9个价电子轨道。对过渡金属离子而言，其中ns和np轨道 是空的，(n-1)d轨道为部分空或者全空，它们的原子也存 在空的np轨道和部分填充的(n-1)d轨道。这种电子构型都 具有接受配位体孤电子对的条件。因此它们的原子和离子 都有形成配合物的倾向。例如过渡元素一般都容易形成氟 配合物、氰配合物、草酸根配合物等，这些内容将在以后 各节中分别介绍。 • 从以上讨论可知，过渡元素在性质上区别于其它类型元素， 是和它们具有不全满的 d电子有关，这是过渡元素的特点， 也是学习过渡元素化学时应充分注意的