第八章过渡元素概述 8.1过渡元素的通性 具有部分填充d或f壳层电子的元素。 狭义:(n-1)d-8ns-2ⅢB~Ⅷ8列 广义:(n-1)d-10ns2ⅢB~IB10列 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
第八章 过渡元素概述 8.1 过渡元素的通性 狭义：(n-1)d1~8ns 1~2 ⅢB~Ⅷ 8列 广义：(n-1)d1~10ns 1~2 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 过渡元素原子半径 200 族5~6 190 180 从 170 上周 且 期 160 到基 150 140 原本 130 子接 120 米近 110 径 100 略 Se Ti v Cr Mn Fe Co Ni Cule- ap #e Y Zr Nb Mo Te Ru Rh Pd Ag-o 加 La Hf Ta w Re Os Ir Pt Au
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 过渡元素原子半径 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 20 30 原子半径/pm 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 Tiv Cr Mn Fe Co +2+2+2+2+2+2+2 +3+3 +3+3 +3 +3+3+3 氧化态 +4 +4 +4 +4 +5 +6 +6 7 (划横线表示常见氧化态 左_氧化态先升高后降低右 上同族 Fe+2、+3 高氧 Ru +4 化态 趋向 Os+4、+6、+8 下稳定
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 氧化态先升高后降低 右 上 下 同族 高氧 化态 趋向 稳定 Fe +2、+3 Ru +4 Os +4、+6、+8
8.2过渡元素的成键特征 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N(CO)为例 N(0)3d42卫1↑↑ 3d 4s p Ni(CO4』 ×××四面体 sp3杂化 。 UUdEN BSSes 实测:NiC键长184pm理论:NiC键长198pm CO把电子给予Ni,Ni上负电荷过剩使该化合物不稳 题定而事实N(CO)4十分稳定
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
CO的分子轨道 接受Ni的d电子 (o1)2(os3)2(o2)2(o2)2(x2p)4(c2p)2(x2)(p2)0 点击,观看动画 给予Ni的sp3杂化轨道 NQ+C≡0 Ni+>C≡0 方面,CO把一对电子填入Ni的sp3杂化轨道中形成σ键, 方面又以空的π2轨道接受来自Nid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
(σ1s) 2 (σ1s * ) 2 (σ2s) 2 (σ2s * ) 2 (π2p) 4 (σ2p x ) 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