1、原子结构上的差别:稀土金属属于f区元素,而过渡金属属于d区元素,即原子在电子填充时最后一个电子分别填充在f、d轨道上;
2、化学性质上的不同,稀土金属的活泼性排在Mg-Al之间,而过渡金属的活泼性都排在Al之后;
3、物理性质上的差别,过渡金属除第一过渡系的密度与稀土差不多外,其它两过渡系的密度都比稀土金属的大不少;熔点、沸点,过渡金属的一般比稀土金属的高。
过渡金属作为金属催化剂的特点:
①过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子或夺取电子,具有较强的氧化还原性能。
②过渡金属氧化物具有半导体性质。
③过渡金属氧化物中金属离子的内层价轨道与外来轨道可以发生劈裂。
④过渡金属氧化物与过渡金属都可作为氧化还原反应催化剂,而前者由于其耐热性、抗毒性强,而且具有光敏、热敏、杂质敏感性,更有利于催化剂性能调变,因此应用更加广泛。
简介:
过渡金属催化剂是一类过渡金属能与不同的分子或基团生成的过渡金属络合物,如RhCl·P(C6H5)3,Ni(CO)4,SnCl2·H2PtCl6,HCo(CO)4等,可用作均相催化氢化反应、烃基羰基化反应、氢甲酰化反应的催化剂,如齐格勒-纳塔型催化剂是定向聚合的特效催化剂。
前过渡金属与后过渡金属是依据d轨道电子数的多少来区分的。所谓前过渡金属是指d电子数较少(一般不超过5个)的过渡金属,如Sc、V、Ti、Zr和Cr等;后过渡金属是那些d电子比较多的过渡金属,如Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn等。在催化剂研究中,它们有着不同的影响。
硅不是过渡元素,铜是过渡元素。过渡元素和过渡金属没有区别,过渡元素基本上全部是金属,所以又成为过渡金属!
过渡元素(transition
elements)是元素周期表中从ⅢB族到VⅢ族的化学元素
。又称过渡金属。这些元素在原子结构上的共同特点是价电子依次充填在次外层的
d
轨道上
,因此,有时人们也把镧系元素和锕系元素包括在过渡元素之中
。另外,ⅠB族元素(铜、银、金)在形成+2和
+3
价化合物时也使用了d电子;ⅡB族元素(锌、镉、汞)在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似,因此,也常把ⅠB和ⅡB族元素列入过渡元素之中。
过渡元素
过渡元素(transition
elements)
元素周期表中从ⅢB族到IIB族的化学元素
。这些元素在原子结构上的共同特点是价电子依次充填在次外层的
d
轨道上
,因此,有时也把镧系元素和锕系元素包括在过渡元素之中
。另外,ⅠB族元素(铜、银、金)在形成+2和
+3
价化合物时也使用了d电子;ⅡB族元素(锌、镉、汞)在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似,因此,也常把ⅠB和ⅡB族元素列入过渡元素之中。过渡元素的特征性质有:①它们都是金属,具有熔点高、沸点高、硬度高、密度大等特性,而且有金属光泽,延展性、导电性和导热性都很好
,不同的过渡金属之间可形成多种合金。②过渡金属的原子或离子中可能有成单的d电子
,
电子的自旋决定了原子或分子的磁性。因此,许多过渡金属有顺磁性,铁
、钴
、镍3种金属还可以观察到铁磁性。可用作磁性材料
。③
过渡元素的d电子在发生化学反应时都参与化学键的形成
,可以表现出多种的氧化态。最高氧化态从钪
、钇、镧的+3一直到钌
、锇的+8
。过渡元素在形成低氧化态的化合物时
,一般形成离子键,而且容易生成水合物;在形成高氧化态的化合物时
,形成的是共价键。④过渡元素的水合离子在化合物或溶液中大多呈显一定的颜色,这是由于具有不饱和或不规则的电子层结构造成的
。⑤
过渡元素具有能用于成键的空d轨道以及较高的电荷/半径比,都很容易与各种配位体形成稳定的配位化合物。过渡金属大多有其独特的生产方法:电解法、金属热还原法、氢还原法和碘化物热分解法。
周期表中从IIIB族到VIII族的元素。共有三个系列的元素(钪到镍、钇到钯和镧到铂),电子逐个填入他们的3d、4d和5d轨道。有时人们把过渡元素的范围扩大到包括镧系元素和锕系元素。因此有时也把铜族元素包括在过渡元素范围之内。锌族元素(IIB)形成稳定配位化合物的能力上与过渡元素很相似,因此也有人建议把锌族元素归入过渡元素范围。各系列过渡元素的与阿兹半径自左而右缓慢递减,各族元素的半径自上而下略有增加,但不像主族元素增加的那样显著。过渡元素的特征性质有以下几点。
(1
)
都是金属,具有熔点高、沸点高、硬度高、密度大等特性;并有金属管则及延展性、高导电性和导热性。例如钨和钽的通电分别是3410℃和2996℃。不同的过渡金属之间可以形成多种合金。
(2)过渡元素中的d电子参与了化学键的形成,所以在它们的化合物中常表现出多种氧化态。最高氧化态从每行起始元素(钪、钇、镧)的+3增加到第六个元素(钌、锇)+8。在过渡元素的每个竖列中,元素的最高氧化态一般体现在该列底部的元素中,例如铁、钌、锇这一列里,铁的最高氧化态是+6,而锇的则达到+8。
(3
)
过渡元素具有能用于成键的空d轨道和较高的电荷/半径比,容易形成稳定的配位化合物,例如能形成Au(CN)2-配离子,可用于地品味金矿中回收金。此外,维生素B12是Co(III)的配合物,血红素是Fe(III)的配合物。过渡元素常用作催化剂。
过渡金属在有机反应中的作用一般有介绍如下:
催化或者促进作用。
过渡金属催化剂特点
①过渡金属氧化物中的金属阳离子的d电子层容易失去电子或夺取电子,具有较强的氧化还原性能。
②过渡金属氧化物具有半导体性质。
③过渡金属氧化物中金属离子的内层价轨道与外来轨道可以发生劈裂。
④过渡金属氧化物与过渡金属都可作为氧化还原反应催化剂,而前者由于其耐热性、抗毒性强,而且具有光敏、热敏、杂质敏感性,更有利于催化剂性能调变,因此应用更加广泛。
拓展介绍:
过渡金属是指元素周期表中d区的一系列金属元素,又称过渡元素(由于ⅠB族元素(铜、银、金)在形成+2和 +3 价化合物时也使用了d电子;ⅡB族元素(锌、镉、汞)在形成稳定配位化合物的能力上与传统的过渡元素相似,因此,也常把ⅠB和ⅡB族元素所在的ds区列入过渡金属之中。
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,用于指代第VIII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一定有过渡的性质。这个词虽然还在使用,但已失去了原意。 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。
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