过渡金属

✍ dations ◷ 2025-10-07 16:17:22 #过渡金属

过渡元素（英语：Transition element）是指元素周期表中d区的一系列金属元素，（英语：Transition metal）。一般来说，这一区域包括3到12一共十个族的元素，但不包括f区的内过渡元素。“过渡元素”这一名词首先由门捷列夫提出，用于代表8、9、10三族元素。他认为从碱金属到锰族是一个“周期”，铜族到卤素又是一个，那么夹在两个周期之间的元素就有过渡的性质。而现今虽然过渡金属这个词还在使用，但已和原本的意思不同。过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系，第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三过渡系。图解：在标准状况下，序号绿色者为气体；序号蓝色者为液体；序号黑色者为固体；序号灰色者为未知相态。过渡金属由于具有未充满的价壳层d轨道，所以有人将锌、镉、汞、鿔排除在过渡金属之外, 因它们有充满的价壳层d轨道(有10个电子在d轨道上)。过渡金属基于十八电子规则，性质与其他元素有明显差别。由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，为d5构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，例如铁等金属还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显+7（锰）、+8（锇）氧化态，前者由于单电子的存在，后者由于能级太高，价电子结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根或酰基中（如：VO43−钒酸根，VO22+钒酰基）。对于第一过渡系，高氧化态经常是强氧化剂，并且它们都能形成有还原性的二价金属离子。对于二、三过渡系，由于原子半径大、价电子?能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质，这是由于镧系收缩造成的。由于空的d轨道的存在，过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用杂化轨道接受电子以达到16或18价电子的稳定状态。当配合物需要价壳层d轨道参与杂化时，d轨道上的电子就会发生重排，有些元素重排后可以使电子完全成对，这类物质称为反磁性物质。相反，当价层d轨道不需要重排，或重排后还有单电子时，生成的配合物就是顺磁性的。大多数过渡金属都是以氧化物、硫化物等的形式存在于地壳中，只有金、银等几种单质可以稳定存在。最典型的过渡金属是4-10族。铜族元素能形成配合物，但由于d10构型太稳定，最高价只能达到+3。靠近主族的稀土金属只有很少可变价态。12族元素只有汞有可变价态，锌基本上就是主族金属。由于性质上的差异，有时铜族、锌族两族元素并不看作是过渡金属，这时铜锌两族合称ds区元素。

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