过渡金属的性质

过渡金属是位于 元素周期表 d-区的一组元素。它们位于主族元素之间，并表现出独特的特性，例如导电性、颜色、硬度、高熔点和磁性。许多这些特征都 归因于 d 轨道的填充。在整个周期中，电子 的填充遵循递建原理 然而，除了一些例外，在电子进入 d 亚层之前，最外层的 s 轨道首先被填满。铬和铜有一个半填充的 s 轨道，因为它在能量上更倾向于有一个 半填充或填满的 d 亚层。过渡金属的原子尺寸 在一个周期内略有减小。随着电子进入 d 亚层，最外层 s 轨道上的价电子数 保持稳定，导致 总核电荷数不变。沿这一列向下，从第 4 周期到第 5 周期呈上升趋势，但不明显。第 6 周期包含镧系元素的 14 个其他元素，电子先进入 f 亚层，然后进入 d 亚层。位于 f 轨道的电子 不能充分屏蔽最外侧 s 轨道的价电子，导致有效核电荷 增加。因此，价电子被更强烈地吸引，导致原子半径小于预期。这就是众所周知的镧系收缩。同样，过渡元素的电负性受它的 原子大小和核电荷影响。在一个周期内，它仅略有增加。沿这一列向下，电负性 从第 4 周期到第 5 周期增加，但在第 6 周期保持不变。这归因于原子尺寸减小 和核电荷的增加。过渡金属的电离能 在一个周期内略有增加。有趣的是，沿这一列向下，第 6 周期高于第 4 周期和第 5 周期。这里，随着原子核电荷的增加，原子价电子被紧紧地抓住，而原子大小的增加 可以忽略不计。最后，过渡金属通过 在未配对的 d 轨道电子之前 失去最外层的 s 轨道电子，从而具有一系列稳定的氧化态。部分填充的 d 轨道使氧化态的范围 从 7 到 1 不等，具有特征颜色 和磁性。