主要区别 – D 块元素与过渡元素

大多数人经常交替使用这两个术语，d 块元素和过渡元素。这是因为他们假设所有 d 块元素都是过渡元素，因为大多数 d 块元素是过渡元素。然而，并不是所有的 d 块元素都是过渡元素。 d 块元素和过渡元素之间的主要区别在于 d 嵌段元素具有完全或不完全填充的 d 轨道，而过渡元素至少在它们形成的一种稳定阳离子中具有不完全填充的 d 轨道。

涵盖的关键领域

1.什么是D块元素 – 定义、属性、示例 2. 什么是过渡元素 – 定义、属性、示例 三、D块元素和过渡元素有什么区别 – 主要差异的比较

关键术语：Aufbau 原理、d 块、抗磁性、铁磁性、金属键、轨道、顺磁性、过渡元素

什么是 D 块元素

D 块元素是电子填充到其 d 轨道的化学元素。元素成为 d 块元素的第一个要求是存在 d 轨道。在其 d 轨道中具有至少一个电子的元素被归类为 d 块元素。元素周期表的d区位于s区和p区之间。

关于 d 块元素的一个重要事实是它们具有部分或完全被电子填充的 d 轨道。根据 Aufbau 原理，电子按照轨道能量的升序填充轨道。换句话说，电子在填充 (n-1) d 轨道之前填充 ns 轨道。这是因为 ns 轨道的能量低于 (n-1) d 轨道。在元素周期表第一行的元素中，电子先填充 4s 轨道，然后再填充 3d 轨道。

图1：D块在元素周期表中的位置

但也有一些例外。尽管能级较低，但有时电子会以最稳定的电子配置填充轨道。例如，ns¹nd¹⁰ 配置比ns稳定²nd⁹.这是由于 d 轨道完全填充的稳定性。这两个例子如下所示。

铬 (Cr) = [Ar]3d⁵4s¹

铜 (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹

图 2：铜 (Cu) 在 4s 轨道中有 1 个电子，在 3d 轨道中有 10 个电子

所有 d 块元素都是金属。由于它们牢固的金属键，它们显示出非常高的熔点和沸点。与 s 和 p 嵌段元素相比，原子半径的减小是轻微的。此外，由于金属性质，密度非常高。由于 d 电子的存在，d 块元素显示出不同的氧化态。

什么是过渡元素

过渡元素是至少在它们形成的一种稳定阳离子中不完全填充 d 轨道的化学元素。大多数过渡元素在其原子中具有不完整的 d 轨道，并且它们中的大多数形成在 d 轨道中具有不成对电子的阳离子。下面显示了几个这样的例子。

钛 (Ti) = [Ar]3d²4s² = 钛⁺² = [Ar]3d²4s⁰

钒 (V) = [Ar]3d³4s² = V⁺³ = [Ar]3d²4s⁰

铁 (Fe) = [Ar]3d⁶4s² = 铁⁺² = [Ar]3d⁶4s⁰

钴 (Co) = [Ar]3d⁷4s² = 钴⁺³ = [Ar]3d⁶4s⁰

铜 (Cu) = [Ar]3d¹⁰4s¹ = 铜⁺² = [Ar]3d⁹4s⁰

有一些 d 块元素不被视为过渡元素。这是因为它们不会形成具有不完整 d 轨道的阳离子。有时，正常原子可能有不成对的 d 电子，但它们形成的唯一稳定阳离子可能没有不完全的 d 轨道填充（例如：钪）。以下是示例。

钪 (Sc) = [Ar]3d¹4s² = Sc⁺³ = [Ar]3d⁰4s⁰

锌 (Zn) = [Ar]3d¹⁰4s² = 锌⁺² = [Ar]3d¹⁰4s⁰

所有过渡元素都属于元素周期表的 d 块。过渡元素是金属，在室温下是固体。它们中的大多数形成具有可变氧化态的阳离子。通过包含过渡金属形成的配合物非常丰富多彩。

图 3：过渡元素形成的彩色复合物

这些过渡金属具有催化性能。因此，它们被用作化学反应的催化剂。由于存在大量不成对电子，几乎所有过渡元素都是顺磁性或铁磁性的。

D块元素与过渡元素的关系

D块元素和过渡元素之间的区别

定义

D 块元素： D 块元素是电子填充到其 d 轨道的化学元素。

过渡元素： 过渡元素是至少在它们形成的一种稳定阳离子中不完全填充 d 轨道的化学元素。

阳离子

D 块元素： D 嵌段元素在它们的阳离子中可能有也可能没有不完全填充的 d 轨道。

过渡元素： 过渡元素在其稳定阳离子中基本上具有不完全填充的 d 轨道。

颜色

D 块元素： D 块元素可能会或可能不会形成彩色复合体。

过渡元素： 过渡元素总是形成多彩的复合体。

磁性

D 块元素： 一些 d 块元素是抗磁性的，而其他元素是顺磁性或铁磁性的。

过渡元素： 所有过渡元素要么是顺磁性的，要么是铁磁性的。

物理性质

D 块元素： 一些 d 块元素在室温下不是固体（汞是液体），但其他 d 块元素在室温下是固体。

过渡元素： 所有过渡金属在室温下都是固体。

结论

尽管通常认为 d 块元素和过渡元素是相同的，但 d 块元素和过渡元素之间存在差异。所有过渡元素都是 d 个块元素。但是所有 d 块元素都不是过渡元素。这是因为所有 d 嵌段元素无法形成至少一种具有不完全 d 轨道填充的稳定阳离子以成为过渡金属。

参考：

1.“D-Block元素”。 D-Block 元素，过渡金属的特性 | [电子邮件保护] N.p., n.d.网。在这里可用。 2017 年 7 月 20 日。 2. Helmenstine，安妮玛丽。 “为什么过渡金属被称为过渡金属？”思想公司N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 20 日。3.“过渡金属”。过渡金属——新世界百科全书。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 7 月 20 日。

图片提供：

1.“周期表 2”，Roshan220195 – 自己的作品 (CC BY-SA 3.0)，来自 Commons Wikimedia2。“电子壳 029 Copper – 无标签”，作者 [[commons:User crap]]（commons 原创：用户：Greg Robson) – (CC BY-SA 2.0 uk) 通过 Commons Wikimedia3。“彩色过渡金属解决方案” De Benjah-bmm27 假设（基于版权声明）（Dominio público）通过 Commons Wikimedia