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第16章 d区元素（一）
16.1 复习笔记
一、d区元素概述 1．d区元素
（1）d区元素：元素周期表中第ⅢB～ⅦB，Ⅷ，ⅠB，ⅡB族的元素（不包括镧系和锕系元素）。
d区元素均为金属元素，价电子构型为（n－1）d1～10ns1～2。 （2）过渡元素：处于s区元素和p区元素之间的元素。 过渡元素具有多个氧化值，相邻两个氧化值间的差值大多为1。
2．d区元素的原子半径和电离能 （1）原子半径
过渡元素：同周期从左到右随原子序数的增加先减小后增大，同族自上而下随原子序数的增大而增大。
主族元素：同族自上而下随原子序数的增大而增大，增加程度要高于过渡元素。 （2）电离能
过渡元素：随原子序数的增大而增大。
主族元素：随原子序数的增大而减小，金属性增强。
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3．d区元素的物化性质 （1）物理性质
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 熔点、沸点高；密度大；硬度大；导电、导热性良好；水合离子和配离子具有颜色。 （2）化学性质
①和第二、第三过渡系元素相比，第一过渡系元素比较活泼。 ②与活泼非金属（卤素和氧）直接形成化合物。 ③与氢形成金属型氢化物：VH1.8，TaH0.76，LaNiH5.7。 ④与硼、碳、氮形成间充式化合物。 【总趋势】从上到下活泼性降低。
二、钛、钒 1．钛及其化合物 （1）钛的单质
物理性质：银白色金属，密度小（4.506g·cm－3），耐热性好（熔点1940K），强度大。 用途：制造人造关节。 （2）钛的化合物
钛的化合物主要包括：TiO2、TiOSO4和TiCl4，其中，金红石TiO2硬度高，化学稳定性好。
单质钛的制备
800900?CTiO2(s)+2C(s)?2Cl2(s)?????TiCl4(l)?2CO(g)
12201420KTiCl4?2Mg?????Ti?2MgCl2
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www.100xuexi.com 合物。
2．钒及其化合物 （1）钒的单质
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 [Ti（H2O）6]2＋还原性强，能从水中置换出氢气，在水溶液中难以制备Ti（Ⅱ）的化
物理性质：银灰色金属，硬度大，熔沸点高。
化学性质：常温下不与空气、水、强碱、稀酸等反应，但可溶于HF，HNO3和王水中。 【注意】钒在有氧存在时，可与熔融强碱形成钒酸盐；高温时可与大部分非金属反应。 用途：制造钒钢。钒钢具有高强度、高弹性、抗磨损、抗冲击等性能，可用于汽车和飞机制造。
（2）钒的化合物
①形成氧化值为＋4，＋3，＋2的顺磁性化合物，这些化合物常呈现颜色。 ②形成氧化值为＋5的反磁性化合物，这些化合物部分是无色的。 钒的重要化合物：五氧化二钒（V2O5）
V2O5：两性偏酸氧化物；橙黄色晶体、无味、有毒；微溶于水，易溶于强碱溶液中，在冷溶液中生成正钒酸盐，在热溶液中生成偏钒酸盐；具有强氧化性，与沸腾浓盐酸反应产生氯气。
三、铬 1．铬的单质
单质铬：灰白色金属，熔沸点高，硬度大，抗腐蚀性强，表面易形成氧化膜。 纯铬在室温时能溶于稀HCl、稀H2SO4，在浓HNO3中钝化；高温时能与活泼的非金
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www.100xuexi.com 属及C、B、N反应。
2．铬的化合物
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 铬的价电子构型为3d54s1，常见氧化值为＋6和＋3。
水溶液中铬的各种离子在不同的酸碱条件下呈现出不同的颜色：Cr2O72－（橙红，pH＜2），CrO42－（黄，pH＞6），Cr3＋（aq）（紫，强酸），Cr（OH）4－（亮绿，强碱），Cr2
＋（aq）（蓝，酸性）
（1）Cr（Ⅵ）的化合物
①含氧酸（H2Cr2O7，H2CrO4）在溶液中的解离
重铬酸（H2Cr2O7），铬酸（H2CrO4）均为强酸，仅存在于稀溶液。H2Cr2O7的一级完全解离方程式为
HCr2O7－?H＋＋Cr2O72－ H2CrO4?H＋＋HCrO4－ HCrO4－?H＋＋CrO42－ ②pH对含氧酸解离程度的影响
CrO42－与Cr2O72－之间存在着如下平衡关系 2CrO42－＋2H＋?2HCrO4－?Cr2O72－＋H2O
a．加入酸，溶液颜色变化：黄色（CrO42－）→橙红色（Cr2O72－）。 b．加入碱，溶液颜色变化：橙红色（Cr2O72－）→黄色（CrO42－）。 ③溶液中离子的鉴定
a．Ag＋：铬酸盐溶解度比相应的重铬酸盐溶解度小，在Cr2O72－溶液中加入Ag＋，生成砖红色Ag2CrO4沉淀。
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www.100xuexi.com 2O。
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 b．Cr：将乙醚和H2O2加入到Cr2O72－溶液中，生成蓝色过氧化物CrO（O2）（·C2H5）2
（2）Cr（Ⅲ）的化合物
和酸性条件相比，Cr（Ⅲ）在碱性条件下更容易被氧化。 酸性条件：2Cr3＋＋3S2O82－＋7H2O→Cr2O72－＋6SO42－＋14H＋ 碱性条件：2[Cr（OH）4]－＋3H2O2＋2OH－→2CrO42－＋8H2O
【应用】溶液中Cr（Ⅲ）的鉴定：利用Cr（Ⅲ）在碱性条件下易被氧化成CrO42－，向溶液中加入Ba＋会生成黄色BaCrO4沉淀。
四、锰 1．锰的单质
物理性质：白色块状金属或灰色粉末，质硬而脆，常温下缓慢溶于水。纯锰用途不大，常以锰铁的形式来制造各种合金钢。
化学性质： （1）与稀酸作用 Mn＋2H＋→Mn2＋＋H2↑ （2）加热条件下锰与非金属作用
3Mn?2O2???Mn3O4Mn＋X2→MnX2（X≠F） Mn＋F2→MnF4＋MnF3
（3）氧化剂存在下与熔融碱作用
熔融2Mn?4KOH?3O2????2K2MnO4?2H2O
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大连理工大学无机化学教研室《无机化学》笔记和课后习题(含考研真题)详解(d区元素(一))【圣才】
