d区和ds区元素的通性无机化学d区和ds区元素的通性d区和ds区元素的结构特征一、d区(以下称过渡元素)电子结构的特点是具有未充满的d轨道(Pd除外),最外层只有1~2个电子,因此最外层和次外层两个电子层都未充满,其特征电子构型为(n-1)d1~9ns1~2
ds区元素的价层电子构型是(n-1)d10ns1~2它的次外层有18个电子,这是它们与第ⅠA和第ⅡA族元素不同之处(碱金属和碱土金属原子的次外层为8电子结构)
应该指出的是,铜族元素的某些氧化态(如Cu2+离子)d轨道上的电子亦未全部充满
这样使得d区和ds区元素的一系列性质几乎都与这一结构特征有着密切的联系
d区和ds区元素的通性过渡元素不同于主族元素,周期性变化规律不明显
例如,同周期金属性递变不显著,原子半径、电离能等随原子序数增加,虽然变化,但不显著,这反映出各元素间从左到右的水平相似性
所以,将这些元素按周期分为三个过渡系,第一过渡系是指第四周期的钪到镍,第二过渡系是指第五周期的钇到钯,第三过渡系是指第六周期的镧到铂
下面以第一系列为例说明过渡元素基本性质的变化规律,见表9-1
d区和ds区元素的通性d区和ds区元素的通性单质的物理性质二、d区和ds区元素的单质都有着典型的金属性质,如有金属光泽,延展性高(锌族例外),有导电导热性
它们的密度比较大,除钪(2
99g·cm-3)、钇(4
34g·cm-3)和钛(4
5g·m-3)属轻金属外,其余元素都为重金属(密度大于5g·cm-3)
d区和ds区金属比主族金属有更大的密度和硬度以及更高的熔点和沸点
例如,铬是所有单质金属中最硬的,莫氏硬度为9,熔点、沸点最高的是钨,依次为3410℃和5930℃
这是由于d电子也参与成键,成键价电子数增加,键强度增大
锌族元素熔点、沸点均低,汞是常温下唯一的液体金属
以第一过渡系元素的物理性质的递变说明上述规律性,如表9-2