钒铌钽的性质和用途

钒、铌和钽组成了周期系ⅤB族，它们的最高氧化物M2O5主要呈酸性，所以也称“酸土金属”元素。它们和钛族一样，都是稳定而难熔的希有金属。钒分族的价电子层结构为（n－1）d3ns2，因5个电子都可参加成键，所以稳定氧化态为＋Ⅴ。此外还能形成＋Ⅳ，＋Ⅲ，＋Ⅱ低氧化态的化合物。

钛的化合物

在钛的化合物中，以＋Ⅳ氧化态最稳定，在强还原剂作用下，也可呈现＋Ⅲ和＋Ⅱ氧化态，但不稳定。二氧化钛为白色粉末，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中。但实际上并未能从溶液中析出Ti（SO4）2，而是析出TiOSO4·H2O的白色粉末。这是因为Ti4+离子的电荷半径比值（即Z／r）大，容易与水反应，经水解而得到TiO2+离子。

钛锆铪的性质和用途

钛、锆、铪同属周期系ⅣB族。它们的价电子层结构为（n－1）d2ns2。由于在d轨道全空（即d0）的情况下，原子的结构是比较稳定的，因此，钛、锆和铪都以失去四个电子为特征。这些元素除主要有氧化态为＋Ⅳ的化合物外，钛还有氧化态为＋Ⅲ的化合物，但是生成＋Ⅱ的化合物就很少见。

过渡元素的氧化物酸碱性、水合离子...

过渡元素氧化物（氢氧化物或水合氧化物）的碱性，从左到右逐渐减弱；在高氧化态时表现为从碱到酸。例如Sc2O3为碱性氧化物，TiO2为具有两性的氧化物，CrO3是较强的酸酐（铬酸酐），而Mn2O7在水溶液中已成强酸了。Fe，Co和Ni不能生成稳定的高氧化态的氧化物。

过渡元素的物理化学性质

过渡元素的原子的最外层s电子和次外层d电子都可以参加成键，从而增加了键的强度。此外，过渡元素原子的半径较小，并有较大的密度。所以大多数过渡元素都有较高的硬度和较高的熔点和沸点（参看表21－2和21－6），如钨的熔点为3683K，是所有金属中最难熔的。

过渡元素的氧化态

因为过渡元素除最外层的s电子可以作为价电子外，次外层d电子也可部分或全部作为价电子参加成键，所以过渡元素常有多种氧化态。一般可由＋Ⅱ依次增加到与族数相同的氧化态（ⅧB族除Ru、Os外，其它元素无Ⅷ氧化态），这种氧化态的表现以第一过渡系最为典型。

过渡元素的电子层构型

过渡元素的原子电子层结构的特点是它们都具有未充满的d轨道（Pb例外），最外层也仅有1～2个电子，因面它们原子的最外两个电子层都是未充满的，所以过渡元素通常是指价电子层结构为（n－1）d（1-9）ns（1-2）的元素。即位于周期表d区的元素。

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过渡元素的通性

周期表中的ⅢB族至ⅧB族（不包括镧以外的镧系元素和锕以外的锕系元素）称为过渡元素，过渡元素即d区元素，它们的（n－1）d轨道均未填满。如表21－1方框内所示。ⅠB、ⅡB族元素的（n－1）d轨道均已充满，但这两族元素的性质在许多方面与过渡元素相似，因之也有人主张将它们包括在过渡元素的范围内。

锌族元素与碱土金属有哪些不同？

锌族元素在铜族元素之后，原子除了有充满的d电子层外，还有一对s电子。由于与铜族相应元素比较，又增加了一个核电荷，以及18电子层对核电荷的屏蔽效应较小，因此，锌族元素原子最外层的一对s电子所受核的引力较强，原子半径和离子半径比相应钙、锶，钡为小，所以它们的电离势比碱土金属高。