週渡元素及其化合物

週渡元素及其化合物


(1) 第一列過渡元素的通性

A.元素均為金屬

具金屬光澤,為電與熱之良導體,常溫下僅Hg為液體。熔沸點均高 (Zn較低,除外)。

B.過渡元素大都具有多種氧化態。

例:Mn化合物有+2,+3,+4,+6,+7。最高氧化數先增後減。最高氧化態是以共價性的含氧離子存在。

C.大多數元素之化合物具有未填滿電子之d軌域及含未成對的電子。

D.化合物大都具有顏色。

(價電子組態d0或d10者沒有顏色如Sc3+,Zn2+)。
例:CrO 黃,Cr2O 橙紅,Cr3+綠,Mn2+粉紅,MnO 綠,Fe2+綠,MnO 紫,Fe3+黃,Cu(NH3) 深藍,Cu2+藍。

E.化性很廣

第一列過渡元素只有Cu不與HCl反應,Cu有元素態存在者,Fe在空氣及水氣中會生銹,Cr在空氣中不易生銹(∵表面產生氧化物保護膜)。

F.熔點、沸點以Zn最低

以V最高,密度大到由Sc~Cu漸大,原子半徑大小變化不大,有隨原子序增加而減的傾向,Ti2+~Ni2+半徑隨原子序增加而減小。

(2) 過渡元素的重要化合物

A.二氧化鈦(TiO2):

俗稱鈦白,可作寶石,白色塗料。
FeTiO3 +3H2SO4 → FeSO4 + Ti(SO4)2 + 3H2O
Ti4+ + 4OH– → TiO2 + 2H2O

B.三氧化二鉻(Cr2O3):

俗稱鉻綠,可作綠色顏料。
2Cr(OH)3 Cr2O3(s) + 3H2O
(NH4)2Cr2O7(s)  Cr2O3(s) + 4H2O(g) + N2(g)

C.鉻酸鉀(K2CrO4)及二鉻酸鉀(K2Cr2O7)

在水溶液中可藉調節pH值而互相轉換。
   2CrO  + 2H→Cr2O  + H2O(l)
      黃                  (橙紅)
   Cr2O +14H +6I →2Cr +7H2O + 3I2
   Cr2O +14H +6Fe →2Cr +6Fe  + 72O 

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