2-2、过渡元素的氧化态过渡元素可呈多种氧化态。原因是由于它们的原子最外两层((n-1)dl~9nsl~2)所填充的电子未达饱和,而且(n-1)d和ns轨道能量相近,除ns电子成键外,(n-1)d电子也可能部分或全部参与成键。第一过渡系元素的氧化态VTi元素ScCrMnFeCoNi氧化态+ II+ II+ II+ II+ II+ II+ II+III+III+III+III+III+III+III+III+IV+IV+IV+IV+IV+V+VI+VI+VI+VII
过渡元素可呈多种氧化态。原因是由于它们的原子最外两 层((n-1)d1~9ns1~2)所填充的电子未达饱和,而且(n-1)d和ns轨道能 量相近,除ns电子成键外,(n-1)d电子也可能部分或全部参与成 键。 第一过渡系元素的氧化态 元 素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni 氧化态 +Ⅱ +Ⅱ +Ⅱ +Ⅱ +Ⅱ +Ⅱ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅳ +Ⅳ +Ⅳ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅵ +Ⅵ +Ⅶ 2-2、过渡元素的氧化态
d区元素氧化态变化具有一定的规律性:A、同一周期中,从左到右氧化态先逐渐升高(+III→+VI)随后逐渐降低(+III→+II),除VI族外,各副族元素的最高氧化数族号。这种变化规律主要与d轨道中的成单电子数有关,从左到右d轨道的单电子数依次增加,氧化数逐渐升高,但当d电子超过5时,单电子数又逐渐减小,使d电子难于失去,氧化数又降低B、在同一族中,自上而下,高氧化态趋于稳定。这是因为随周期数的增加,(n-1)d和ns轨道的能量差越来越小,(n-1)d电子容易全部参加成键的原因
d区元素氧化态变化具有一定的规律性: A、同一周期中,从左到右氧化态先逐渐升高 (+Ⅲ→+Ⅶ)随后逐渐降低(+Ⅲ→+Ⅱ),除Ⅷ 族外,各副族元素的最高氧化数=族号。这种变化 规律主要与d轨道中的成单电子数有关,从左到右, d轨道的单电子数依次增加,氧化数逐渐升高,但 当d电子超过5时,单电子数又逐渐减小,使d电子 难于失去,氧化数又降低。 B、在同一族中,自上而下,高氧化态趋于稳定。这 是因为随周期数的增加,(n-1)d和ns轨道的能量差 越来越小, (n-1)d电子容易全部参加成键的原因
为什么p区元素氧化数的改变往往是不连续的,而d区元素往往是连续的?p区元素除了单个p电子首先参与成键外,还可依次拆开成对的p电子,甚至ns2电子对,氧化数总是增加2。d区元素增加的电子填充在d轨道,d与s轨道接近,d电子可逐个地参加成键
为什么 p 区元素氧化数的改变往往是不连续 的,而 d 区元素往往是连续的? d 区元素增加的电子填充在 d 轨道,d 与 s 轨道 接近 ,d 电子 可逐个地参加成键。 p 区元素除了单个 p 电子首先参与成键外,还可 依次拆开成对的 p 电子,甚至 ns 2 电子对,氧化数 总是增加 2
2-3、过渡元素氧化物的酸碱性过渡元素最高氧化态的氧化物及其对应的氢氧化物(或氧化物的水合物)酸碱性的递变规律与主族元素相似。过渡元素最高氧化态水合氧化物的酸碱性VBVIBIIIBIVBVIB碱性增强Sc(OH)2Ti(OH)4HVO3H,CrO4HMnO4两性酸性弱碱性弱酸性强酸性Y(OH)2HTcO4Zr(OH)4Nb(OH)sH,Mo04酸性中强碱两性弱酸性两性偏碱La(OH)2Ta(OH)sHReO4Hf(OH)4H,WO4强碱两性弱酸性弱酸性两性偏碱酸性增强
过渡元素最高氧化态的氧化物及其对应的氢氧化 物(或氧化物的水合物)酸碱性的递变规律与主族 元素相似。 过渡元素最高氧化态水合氧化物的酸碱性 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Sc(OH)2 Ti(OH)4 HVO3 H2CrO4 HMnO4 弱碱性 两 性 弱酸性 酸 性 强酸性 Y(OH)2 Zr(OH)4 Nb(OH)5 H2MoO4 HTcO4 中强碱 两性偏碱 两 性 弱酸性 酸 性 La(OH)2 Hf(OH)4 Ta(OH)5 H2WO4 HReO4 强 碱 两性偏碱 两 性 弱酸性 弱酸性 碱 性 增 强 酸性增强 2-3、过渡元素氧化物的酸碱性
同一过渡元素的氧化态越高,其氧化物(或水合氧化物)的酸性越强;氧化态越低,其氧化物(或水合氧化物)的碱性越强锰的氧化物的酸碱性+ II+III+IV+VI+VII锰的氧化态氧化物MnOMn,O3MnO,MnO3Mn2O7酸碱性碱性酸性酸性弱碱性两性
同一过渡元素的氧化态越高,其氧化物(或水合 氧化物)的酸性越强;氧化态越低,其氧化物(或水 合氧化物)的碱性越强。 锰的氧化物的酸碱性 锰的氧化态 +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅵ +Ⅶ 氧 化 物 MnO Mn2O3 MnO2 MnO3 Mn2O7 酸 碱 性 碱 性 弱碱性 两 性 酸 性 酸 性