第十一讲 过渡元素(1)
一、通性
过渡元素一般是指原子的电子层结构中d轨道或f轨道仅部分填充的元素。因此过渡元素实际上包括d区元素和f区元素。f区元素（又称为内过渡元素）放在下章讨论。
d区元素价电子构型为 (n-1)d1~9ns1~2（Pd和Pt例外），由此构成了d区元素如下通性:
1、单质的相似性:因最外层电子一般不超过2个，易失去，都是金属，又因为d区元素有较大的有效核电荷，d电子有一定的成键能力，所以有较小的原子半径，较大的密度，较高的熔点和良好的导电导热性。例如Os的密度（22.48g•cm－3）,W的熔点(3380℃)，Cr的硬度都是金属中最大的。d区元素化学活泼性也较接近。
2、有可变的氧化态:因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，所以除ⅢB族只有+3氧化态外，其他各族元素都有可变氧化数，其变化趋势是同一周期从左到右逐渐升高，然后降低；同一族从上到下高氧化态趋于稳定。如MnO4-有强氧化性，而ReO4-无氧化性。
3、易形成配合物:因为 eq \o\ac(○,1)1d区元素的离子一般具有高的电荷小的半径和9~17的外层电子构型，因而有较强的极化作用； eq \o\ac(○,2)2这些离子往往有未充满的d轨道，形成配合物可额外获得晶体场稳定化能。
4、配离子大多有颜色:d区元素离子在配体的作用下，d轨道发生分裂，因d电子可发生d-d跃迁而显色。
5、往往具有磁性和催化性能:在d区元素及其化合物中，如果原子的d轨道具有未成对电子，由于自旋而产生顺磁性；如果原子有空的d轨道，由于能接受外来电子而产生催化性能。
二、钛
1、常见氧化态:
有+2、+3、+4，以+4稳定。+2在水溶液中不存在，因能还原水放出H2。
2、钛铁矿制TiO2的主要步骤:用磨细钛铁矿与热浓H2SO4反应生成TiOSO4
FeTiO3+2H2SO4→TiOSO4+FeSO4+2H2O
同时生成Fe3+，可加入Fe屑还原成Fe2+ ，冷却使FeSO4.7H2O结晶析出，将TiOSO4加热水解得偏钛酸:
TiOSO4+H2O→H2TiO3↓+H2SO4
焙烧:H2TiO3 TiO2+H2O
三、钒
1、常见氧化态:
有+2、+3、+4、+5， φ :
在酸性溶液中VO2+是稳定的，V2+和V3+有还原性，VO2+有氧化性。不同氧化态的钒有不同颜色: VO2+黄，VO2+兰，V3+绿，V2+紫。
2、五氧化二钒
V2O5是主要V化合物之一，呈橙黄色（或砖红色）可由NH4VO3热分解制取:
2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O
V2O5以酸性为主的两性氧化物:V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O
V2O5溶于强酸生成钒氧离子VO2+。V2O5有氧化性，与浓HCl反应放出Cl2，
V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2↑+3H2O
3、钒酸的缩合反应
在VO43-溶液中加H+，随pH降低，VO43-缩合成不同缩合度的多钒酸根，当pH<1时，最后得VO2+。如:
2VO43-+2H+→V2O74-+H2O
3VO43-+6H+→V3O93-+3H2O
…… ……
VO43-+4H+→VO2++2H2O
习题1:酸性钒酸盐溶液中通入SO2时生成紫色溶液，相同的钒酸盐溶液用锌汞齐还原时则得紫色溶液，将两溶液混合，而得绿色溶液。写出反应方程式。[/
