中都有不少单电子（锰这一族尤为突出，d5构型），较容易失去，所以这些金属都有可变价态，有的（如铁）还有多种稳定存在的金属离子。过渡金属最高可以显+7（锰）、+8（锇）

，前者由于单电子的存在，后者由于

结合的较为松散。高氧化态存在于金属的酸根或

中（如：VO43-钒酸根，VO22+钒酰基）。

对于第一过渡系，高氧化态经常是强氧化剂，并且它们都能形成有

的二价金属离子。对于二、三过渡系，由于

大、价电子能量高的原因，低氧化态很难形成，其高氧化态也没有氧化性。同一族的二、三过渡系元素具有相仿的原子半径和相同的性质，这是由于

由于空的d轨道的存在，过渡金属很容易形成配合物。金属元素采用

接受电子以达到16或18电子的稳定状态。当配合物需要价层d轨道参与

时，d轨道上的电子就会发生重排，有些元素重排后可以使电子完全成对，这类物质称为反

。相反，当价层d轨道不需要重排，或重排后还有单电子时，生成的配合物就是顺磁性的。

的物质没有颜色，而顺磁性的物质有颜色，其颜色因物质而异，甚至两种异构体的颜色都是不同的。一些金属离子的颜色也是有单电子的缘故。

最典型的过渡金属是4-10族。铜一族能形成配合物，但由于d10构型太稳定，最高价只能达到+3。靠近主族的

只有很少可变价态。12族元素只有汞有可变价态，锌基本上就是

。由于性质上的差异，有时铜、锌两族元素并不看作是过渡金属，这时d区元素这一概念也就缩小至3到10族，铜锌两族合称

铁约占地壳质量的5.1%，居元素分布序列中的第四位。铁最高

+6，常见氧化态+2和+3。钴和镍最高氧化态为+4，氧化态有+3和+2。

酸性溶液中，Fe、Co、Ni离子稳定，空气中Fe被氧化为Fe；碱性介质，铁最稳定氧化态+3，而钴和镍的最稳定氧化态+2；在干态，Fe直接氯化却得FeCl3，因为Fe的第三

反应不能生成三氯化物。

单质铁、钴、镍银白色金属。有铁磁性。铁是最重要结构材料。钴和镍主要用于制造合金。如钴、铬、钨的合金具有很高的硬度和防锈性能。

反应的催化剂，镍制坩埚在实验室里常用。

(C5H5)2Fe是一种夹心式结构的配位化合物。Fe和C5H5之间是由C5H5环的π轨道与Fe的空d轨道重叠形成。

通常称为氢氧化铁的红棕色沉淀实际上是Fe2O3·nH2O，习惯上写作Fe(OH)3。新沉淀出来的水合三氧化二铁具有两性，主要呈碱性，

（如丙酮）中，以双聚分子Fe2Cl6存在， Fe在酸性溶液中是较强氧化剂。

Fe离子在溶液中明显地水解，水解过程很复杂。首先，发生逐级

，其次，随着水解的进行，同时发生各种类型的缩合反应，p1023。

当溶液中酸过量时，Fe主要以[Fe(H2O)6]存在。当pH=2-3时，聚合倾向增大，形成

大于2的多聚体，最终导致生成红棕色胶状水合三氧化二铁沉淀。加热时，颜色变浅？

FeO4是一个强氧化剂，在强碱性介质中，Fe(III) 能被一些氧化剂如NaClO所氧化：

Ni (II) 也可形成多种配合物，与

生成二丁二酮肟合镍(II)

（鲜红色），是检验Ni的特征反应。

铁、钴、镍在某些配合物中呈现低

配位物可以通过金属和一氧化碳的直接化合制备，但金属必须是新还原出来的具有活性的粉状物。

性质：熔点、沸点比常见

低，易挥发，受热易分解为金属和一氧化碳。可利用这些特性来分离或提纯金属。羰基化合物有毒。

钌、铑、钯的密度12g·cm，轻铂金属；锇、铱、铂的密度约为22 g·cm，重铂金属。钌和锇，铑和铱不溶于

铂系金属在有氧化剂存在时与碱熔融，变成可溶性物。铂系金属

很高。能吸收气体，特别是氢气。铂在自然界往往以金属单质的形式存在于矿物中。铂具有很好的

和可锻性，它的延展性接近于银和金。致密的铂在空气中加热不会失去原有光泽。

很高，耐高温，用作化学反应器皿或仪器零件，如铂坩埚、铂蒸发皿、

、铂网。铂丝的电阻随温度升高有规律变化，可测定温度。热电偶铂和铂铑合金常用来测定K的温度。

PtCl2·C2H4是第一个不饱和烃与金属的配合物。 [Pt(C2H4)Cl2]2中性化合物是一个具有桥式结构的二聚物，两个

二氯化钯用作乙烯氧化成

的催化剂，是重要的配位

。二氯化钯水溶液遇一氧化碳即被还原成金属钯（黑色） ：

除s电子外，次外层d电子也可作价电子参加

形成，形成较强金属键。在各过渡系列，铬族金属的熔点最高，硬度也很大。

由于过渡金属的d轨道未饱和，对核电荷的屏蔽能力较差，各周期自左向右

依次增大，半径依次减小。由于d结构有较大屏蔽作用，到

前后出现原子半径增大现象 。

由+2到与族数相同的最高氧化态。同周期从左向右，氧化态先是逐渐升高，但第4周期在锰以后，第5周期在钌以后，第6周期在饿以后，氧化态又逐渐降低，最后与IB

影响氧化态稳定性的因素包括生成焓ΔfH?、

第一过渡系元素比第二过渡系显示较强

，容易出现低氧化态，ψ?M+/M均为负值。随着

的递增，第一过渡系金属活泼性逐渐减弱。各元素最稳定氧化态是+2，或+3。

第二、三过渡系元素的氧化态-

图相似，与第一过渡系元素有差别，归因于

。第二、三过渡系元素的金属活泼性较差，不易被氧化，ψ?M+/M一般为正值。随原子序数递增，金属活泼性递减。

同一过渡系列元素最高氧化态含氧酸ψ?随原子序数递增而增大，即氧化性随原子序数递增而增强。这与同周期

最高氧化态含氧酸ψ?随周期数增加而略有下降。它们的

随周期数的增加逐渐减弱，趋向于稳定。

物质磁性起源于物质内部电子和核子的运动。成单d电子的

运动使其具有顺磁性。不具有成单电子的物质

电子磁性，主要是由成单

运动和绕核的轨道运动所产生。第一过渡金属配合物，磁矩主要由电子自旋贡献。

过渡金属的颜色产生于d-d跃迁和电荷跃迁。d的过渡金属化合物主要发生d-d跃迁，d

的过渡金属化合物主要发生电荷跃迁。

水合热：同一过渡系的金属离子水合热，出现“两巅峰”实验曲线（

） （图21-20中的实线） 。可用

的最重要的条件是金属须呈低

合的金属原子的化合物称为金属簇化合物。在多核金属簇合物中，分子轨道上的电子云属于整个簇。随着金属原子集团的增大，非定域化程度增加。