化学竞赛培训元素化学部分过渡元素概述.ppt

* 第八章 过渡元素概述 8.1 过渡元素的通性 狭义：(n-1)d1~8ns1~2 ⅢB~Ⅷ 8列 广义：(n-1)d1~10ns1~2 ⅢB~ⅡB 10列 具有部分填充d或f壳层电子的元素。 过渡元素全部为金属，其化合物颜色多、 变价多、形成配合物多。 8.1.1过渡元素的原子半径 同族从上到下原子半径略增加 5~6 周期基本接近 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu(●-●) Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag(■-■) La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au(▲-▲) 8.1.3 过渡元素的氧化态 元 素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 氧化态 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +6 +6 +6 +7 (划横线表示常见氧化态) 左 右 氧化态先升高后降低 上 下 同族高氧化态趋向稳定 Fe +2、+3 Ru +4 Os +4、+6、+8 8.2.1 羰基配合物：通常金属价态较低 1. 金属与羰基成键特征：以Ni(CO)4为例 Ni(0) 3d84s2 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ —— —— —— 3d 4s 4p Ni(CO)4 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ —— —— —— —— 四面体 ×× ×× ×× ×× sp3杂化 问 题 实测：Ni—C键长184pm 理论：Ni—C键长198pm； CO把电子给予Ni，Ni上负电荷过剩,使该化合物不稳定,而事实Ni(CO)4十分稳定。 8.2 过渡元素的成键特征 (σ1s)2 (σ1s*)2 (σ2s)2 (σ2s*)2 (π2p)4 (σ2px)2 (π2p*)0 (σ2p*)0 给予Ni的sp3杂化轨道 接受Ni的d电子 一方面，CO把一对电子填入Ni的sp3杂化轨道中形成σ键，一方面又以空的π2p*轨道接受来自Ni d轨道的电子，形成π键，从而增加配合物的稳定性，但削弱了CO内部成键，活化CO了分子。 CO的分子轨道 点击，观看动画 2. 羰基簇合物 过渡元素能和CO形成许多羰基簇合物。 羰基簇合物中金属原子多为低氧化态并具有适宜的d轨道。 双核和多核羰基簇合物中金属原子与羰基的结合方式有： 端基（1个CO和1个成簇原子相连）；边桥基（1个CO与2个成簇原子相连）；面桥基（1个CO与3个成簇原子相连）。 端基 边桥基 面桥基 金属－金属(M－M)键是原子簇合物最基本的共同特点。 金属－金属(M－M)键见 8.2.4 8.2.2 含氮配合物 1.双氮配合物与N2分子的活化 N2形成配合物 端基配位——以σ电子给予金属M 侧