-
D區元素
鎖定
元素週期表中d區就是化學元素週期表中紅方框內的元素。
- 中文名
- d區元素
- 外文名
- d-block element
- 別 名
- 過渡金屬
- 類 型
- 副族元素
- 含 義
- 第3至第12列元素
D區元素詳細介紹
同週期d區元素金屬性遞變不明顯,通常按不同週期將過渡元素分為三個過渡系:
第一過渡系:第四周期元素從鈧(Sc)到鋅(Zn);
第二過渡系:第五週期元素從釔(Y)到鎘(Cd);
第三過渡系:第六週期元素從鑥(Lu)到汞(Hg)。
d區元素在自然界中儲量以第一過渡係為較多,它們的單質和化合物在工業上的用途也較廣泛。
ds區是d區元素的一部分,ds區元素是指元素週期表中ⅠB、ⅡB兩族元素,包括銅、銀、金、鋅、鎘、汞6種自然形成金屬元素和Rg、Uub2種人工合成元素。ds區的名稱是因為它們的電子構型都是ds(ⅠB)或ds(ⅡB)。ds區元素都是過渡金屬。但由於它們d層是滿的,所以體現性質與其他過渡金屬有所不同,比如説最高的氧化態只能達到+3。
D區元素價電子層構型
(n-1)d^(1~10)ns^(1~2)
D區元素原子半徑
D區元素第一電離能
D區元素物理性質
1、熔點高 熔點最高的單質:鎢(W)(3380℃)
2、硬度大 硬度最大的金屬:鉻(Cr)(Moh硬度為9)
3、密度大 密度最大的單質:鋨(Os)
4、導電性,導熱性,延展性好d區元素
D區元素通性
一、都是金屬,密度較大,硬度、熔點、沸點較高(如鉻是最硬的金屬,鎢是最難熔的金屬),有良好的導熱、導電性(如銀、銅),較好的延展性、機械加工性和抗腐蝕性(如金、銀),彼此間以及與非過渡金屬組成具有多種特性的合金。
二、一般都可從稀酸中置換氫,除ⅢB外其他各族元素自上而下活潑性依次減弱。ⅢB和Ⅷ族元素能與活潑非金屬(鹵素、氧等)直接反應,與氫形成金屬型氫化物。
三、同一週期元素的氧化物及氫氧化物(或水合氧化物)的鹼性從左到右逐漸減弱,高氧化態時表現為從鹼性到酸性(如Sc2O3為鹼性氧化物,TiO2為兩性氧化物,CrO3是酸酐,Mn2O7在水溶液中是強酸)。在同一族中各元素氧化態相同時自上而下酸性減弱,鹼性漸強。同一元素在高氧化態時酸性較強,隨着氧化態降低酸性減弱(或鹼性增強)。
D區元素特點
從物理性質來看,過渡元素它們幾乎都具有熔點高、導熱導電性能好、硬度和密度大等特徵。這些特徵在工業上得到了很好的應用。如鎢和鉬不僅具有很好的機械性能,而且彼此之間易形成合金,是化學工業中不可多得的材料來源;從化學性質來看,大多數元素能夠形成穩定的化合物,而工業催化所使用的催化劑多部分來自於過渡元素及其化合物;從過渡元素的電子結構來看,由於次外層的d軌道中的電子部分充滿,使得次外層的軌道可能參與成鍵,因此,過渡元素一般可呈現出多種氧化態且大多數易形成配位化合物。
[2]
D區元素應用
過渡元素在現代工農業生產和科技發展方面有重要用途。
銅有良好導電性,大量用作電線電纜,世界上銅產量的一半以上用於電力和電信工業。
金箔對紅外線的反射率高達98.3%,用於紅外線探測儀和反導彈技術。
銀鋅電池供電量比普通電池大20倍,體積小(3公斤重電池僅如手掌大小),宜作宇宙飛船的電源。
鈦有優異的性能,密度小、強度大,在-253~500℃的温度範圍內都保持高強度,適用於超音速飛機、火箭發動機殼體和人造衞星、宇宙飛船的各種高壓容器;而且耐腐蝕性強,機械加工性能好,用於製造艦船、潛艇以及有關化工設備,以提高設備可靠性、延長使用壽命。
鈦鈮合金是新型超導材料。鈦、鉭、鈮有生物適應性,可做人造骨骼植入人體,有人稱之為“親生金屬”。
釩鋼強度大、彈性好、耐磨損、抗衝擊,廣泛作為船舶、車輛、飛機的結構以及高級工具鋼、彈簧鋼、裝甲鋼和鋼軌等。
鎢鋼硬度大,幾乎不生鏽,耐高温,製作車刀能提高切削速度、加工效率和零件質量。
鋼鐵中摻進萬分之幾鉭、鈮可明顯提高鋼的強度和耐熱耐磨性,是火箭、導彈、宇宙飛船的結構材料。
鉑系元素的合金是良好催化劑,如鉑銠合金用於氨催化氧化生產硝酸。
過渡元素中人體必需的微量元素有鐵、鋅、銅、鉻、錳、鈷、鎳、鉬、釩等。其中有些是蛋白質和酶的關鍵成分,如鐵、銅、鋅等;有些在人體內有特殊生理功能;有些是激素不可缺少的成分;有些起激活作用,如鐵使血紅蛋白攜帶氧,供人體活動需要,鋅參與促進性腺激素的作用,鎳促進胰腺作用,銅使酶具有催化活性,釩、鉻、鎳等則影響核酸代謝作用。某些過渡元素會影響人體健康,如鎘、汞對人體毒害較大,它們進入人體造成積累性中毒。日本發生的“水俁病”和“痛痛病”就是有機汞和含鎘廢水污染水質而引起的重大中毒事件。人體攝入過量的某些過渡元素也對健康不利,如錳能引起中毒和肺炎,鉬會引起痛風病,鎳易使頭髮變白 等。
[1]
- 參考資料
-
- 1. 科學技術社會辭典 .中國工具書網絡出版總庫[引用日期2017-09-16]
- 2. 過渡元素氧化態及其穩定性 .中國知網.2014-12[引用日期2017-09-16]