表 9—3 过渡金属元素的电离势(kJ·mol-1 )
3d 金属 |
Sc |
Ti |
V |
Cr |
Mn |
Fe |
Co |
Ni |
Cu |
Zn |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
I1 I2 |
631 1235 |
658 1310 |
650 1414 |
652.7 1592 |
717.4 1509.0 |
759.3 1561 |
760 1646 |
736.7 1753.0 |
745.4 1958 |
906.4 1733.3 |
I3 |
2389 |
2652 |
2828 |
2987 |
3248.4 |
2957 |
3232 |
3393 |
3554 |
3832.6 |
I4 |
7089 |
4175 |
4507 |
4740 |
4940 |
5290 |
4950 |
5300 |
5326 |
5730 |
I5 |
8844 |
9573 |
6294 |
6690 |
6990 |
7240 |
7670 |
7280 |
7709 |
7970 |
4d 金属 |
Y |
Zr |
Nb |
Mo |
Tc |
Ru |
Rh |
Pd |
Ag |
Cd |
I1 |
616 |
660 |
664 |
685.0 |
702 |
711 |
720 |
805 |
731.0 |
867.6 |
I2 |
1181 |
1267 |
1382 |
1558 |
1472 |
1617 |
1744 |
1875 |
2073 |
1631 |
I3 |
1980 |
2218 |
2416 |
2621 |
2850 |
2747 |
2997 |
3177 |
3361 |
3616 |
I4 |
5963 |
3313 |
3695 |
4480 |
(4100) |
(4500) |
(4400) |
(4700) |
(5000) |
(5300) |
I5 |
7430 |
7876 |
4877 |
5900 |
(5700) |
(6100) |
(6500) |
(6300) |
(6700) |
(7000) |
5d 金属 |
La |
Hf |
Ta |
W |
Re |
Os |
Ir |
Pt |
Au |
Hg |
I1 |
538.1 |
642 |
761 |
770 |
760 |
840 |
880 |
870 |
890.1 |
1007.0 |
I2 |
1067 |
1440 |
(1500) |
(1700) |
1260 |
(1600) |
(1680) |
1791 |
1980 |
1809.7 |
I3 |
1850 |
2250 |
(2100) |
(2300) |
2510 |
(2400) |
(2600) |
(2800) |
(2900) |
3300 |
I4 |
4819 |
3216 |
3200) |
(2400) |
3640 |
(3900) |
(3800) |
(3900) |
(4200) |
(4400) |
I5 |
(6400) |
(4300) |
(4600) |
(4900) |
(5200) |
(5500) |
(5300) |
(5600) |
(5900) |
注:有括号者,数据可靠性稍差,数据摘自:John Einsley,The Elements,Oxford,1989
(见表 9—3),可以发现,同族元素自上至下降低,这说明自上至下 d 电子易失去,即二、三过渡系元素易呈现高氧化态。这是由于 4d、5d 电子云较分散,受有效核电荷的作用小,5d 电子更易失去,致使高氧化态稳定。
值得注意的是,第一过渡系元素都能呈现稳定的+2 氧化态,但对二、三过渡元素来说,只有 Cd2+、Hg2+、Pd2+、Pt2+比较稳定。一般来说,低氧化态
(+2)或中间氧化态(+3)的水合离子迄今是研究得很少的。
- 半径 第三过渡系元素的原子和离子半径由于镧系收缩的影响而与第二过渡系同族元素原子和同氧化态离子的半径相接近,但与较轻的第一过渡系元素的原子和离子半径有较大的差别,因而决定了第二、三过渡系元素在性质上的相似性。例如 Zr 与 Hf、Nb 与 Ta 在自然界矿物中共生,形成共生元素对,难于分离。其它如晶格能、溶剂化能、配合物生成常数等也很相近。表 9—4 及图 9—2 表示三个过渡系元素的原子半径和离子半径的比较