为什么铜铁有变价为什么主族元素无变价,而铜铁有变价

Question

为什么铜铁有变价
为什么主族元素无变价,而铜铁有变价

Answer 1

铜铁属于过渡金属
过渡金属由于具有未充满的价层d轨道,性质与其他元素有明显差别.
由于这一区很多元素的电子构型中都有不少单电子（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）氧化态,前者由于单电子的存在,后者由于能级太高,价电子结合的较为松散.高氧化态存在于金属的酸根或酰基中（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还原性的二价金属离子.对于二、三过渡系,由于原子半径大、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,这是由于镧系收缩造成的.
由于空的d轨道的存在,过渡金属很容易形成配合物.金属元素采用杂化轨道接受电子以达到16或18电子的稳定状态.当配合物需要价层d轨道参与杂化时,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,这类物质称为反磁性物质.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.反磁性的物质没有颜色,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.
大多数过渡金属都是以氧化物或硫化物的形式存在于地壳中,只有金、银等几种单质可以稳定存在.
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.靠近主族的稀土金属没有可变价态,也不能形成配合物.12族元素只有汞有可变价态,锌基本上就是主族金属.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ds区元素.