更新时间:2024-07-11 12:13
元素周期表中d区就是化学元素周期表中红方框内的元素。
同周期d区元素金属性递变不明显,通常按不同周期将过渡元素分为三个过渡系:
第一过渡系:第四周期元素从钪(Sc)到锌(Zn);
第二过渡系:第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd);
第三过渡系:第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg)。
d区元素在自然界中储量以第一过渡系为较多,它们的单质和化合物在工业上的用途也较广泛。
ds区是d区元素的一部分,ds区元素是指元素周期表中ⅠB、ⅡB两族元素,包括铜、银、金、锌、镉、汞6种自然形成金属元素和Rg、Uub2种人工合成元素。ds区的名称是因为它们的电子构型都是ds(ⅠB)或ds(ⅡB)。ds区元素都是过渡金属。但由于它们d层是满的,所以体现性质与其他过渡金属有所不同,比如说最高的氧化态只能达到+3。
(n-1)d^(1~10)ns^(1~2)
d区元素的物理性质非常相似。由于外层s电子和d电子都参与形成金属键。所以它们的金属晶格能比价高。原子堆积紧密。
1、熔点高 熔点最高的单质:钨(W)(3380℃)
2、硬度大 硬度最大的金属:铬(Cr)(Moh硬度为9)
3、密度大 密度最大的单质:锇(Os)
4、导电性,导热性,延展性好d区元素
一、都是金属,密度较大,硬度、熔点、沸点较高(如铬是最硬的金属,钨是最难熔的金属),有良好的导热、导电性(如银、铜),较好的延展性、机械加工性和抗腐蚀性(如金、银),彼此间以及与非过渡金属组成具有多种特性的合金。
二、一般都可从稀酸中置换氢,除ⅢB外其他各族元素自上而下活泼性依次减弱。ⅢB和Ⅷ族元素能与活泼非金属(卤素、氧等)直接反应,与氢形成金属型氢化物。
三、同一周期元素的氧化物及氢氧化物(或水合氧化物)的碱性从左到右逐渐减弱,高氧化态时表现为从碱性到酸性(如Sc2O3为碱性氧化物,TiO2为两性氧化物,CrO3是酸酐,Mn2O7在水溶液中是强酸)。在同一族中各元素氧化态相同时自上而下酸性减弱,碱性渐强。同一元素在高氧化态时酸性较强,随着氧化态降低酸性减弱(或碱性增强)。
四、水合离子有颜色。
五、容易形成配合物。
从物理性质来看,过渡元素它们几乎都具有熔点高、导热导电性能好、硬度和密度大等特征。这些特征在工业上得到了很好的应用。如钨和钼不仅具有很好的机械性能,而且彼此之间易形成合金,是化学工业中不可多得的材料来源;从化学性质来看,大多数元素能够形成稳定的化合物,而工业催化所使用的催化剂多部分来自于过渡元素及其化合物;从过渡元素的电子结构来看,由于次外层的d轨道中的电子部分充满,使得次外层的轨道可能参与成键,因此,过渡元素一般可呈现出多种氧化态且大多数易形成配位化合物。
过渡元素在现代工农业生产和科技发展方面有重要用途。
铜有良好导电性,大量用作电线电缆,世界上铜产量的一半以上用于电力和电信工业。
金箔对红外线的反射率高达98.3%,用于红外线探测仪和反导弹技术。
银锌电池供电量比普通电池大20倍,体积小(3公斤重电池仅如手掌大小),宜作宇宙飞船的电源。
钛有优异的性能,密度小、强度大,在-253~500℃的温度范围内都保持高强度,适用于超音速飞机、火箭发动机壳体和人造卫星、宇宙飞船的各种高压容器;而且耐腐蚀性强,机械加工性能好,用于制造舰船、潜艇以及有关化工设备,以提高设备可靠性、延长使用寿命。
钛铌合金是新型超导材料。钛、钽、铌有生物适应性,可做人造骨骼植入人体,有人称之为“亲生金属”。
钒钢强度大、弹性好、耐磨损、抗冲击,广泛作为船舶、车辆、飞机的结构以及高级工具钢、弹簧钢、装甲钢和钢轨等。
钨钢硬度大,几乎不生锈,耐高温,制作车刀能提高切削速度、加工效率和零件质量。
钢铁中掺进万分之几钽、铌可明显提高钢的强度和耐热耐磨性,是火箭、导弹、宇宙飞船的结构材料。
铂系元素的合金是良好催化剂,如铂铑合金用于氨催化氧化生产硝酸。
过渡元素中人体必需的微量元素有铁、锌、铜、铬、锰、钴、镍、钼、钒等。其中有些是蛋白质和酶的关键成分,如铁、铜、锌等;有些在人体内有特殊生理功能;有些是激素不可缺少的成分;有些起激活作用,如铁使血红蛋白携带氧,供人体活动需要,锌参与促进性腺激素的作用,镍促进胰腺作用,铜使酶具有催化活性,钒、铬、镍等则影响核酸代谢作用。某些过渡元素会影响人体健康,如镉、汞对人体毒害较大,它们进入人体造成积累性中毒。日本发生的“水俣病”和“痛痛病”就是有机汞和含镉废水污染水质而引起的重大中毒事件。人体摄入过量的某些过渡元素也对健康不利,如锰能引起中毒和肺炎,钼会引起痛风病,镍易使头发变白 等。