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1 贵金属元素化学
1.1 贵金属的电子层结构和氧化态[1]
贵金属在元素周期表中的位置及价电子层结构如表1-1所示。
表1-1 贵金属在元素周期表中的位置及价电子层结构
金、银和铜位于元素周期表ⅠB族,统称为铜族元素,位于第Ⅷ族的九种元素中第四周期的铁、钴、镍称为铁系元素,第五、六周期的钌、铑、钯、锇、铱、铂六种元素称为铂族金属(或稀贵金属)。铂族金属中属于第五周期的钌、铑、钯的密度约为12g/cm3,称为轻铂族金属,属于第六周期的锇、铱、铂的密度约为22g/cm3,称为重铂族金属。
从表1-1可以看出,所有贵金属元素均具有d电子层,ns轨道电子有从ns轨道转移到(n-1)d轨道的强烈趋势,因此就决定了这些元素是多价态的,并有生成配合物的强烈趋势。贵金属的常见氧化态及电离势等性质如表1-2所示。
表1-2 贵金属的常见氧化态及电离势等性质
注:1Å=0.1nm。
决定元素氧化态稳定性的因素是很复杂的,考虑其完整的能量循环是必要的,但由于许多化合物缺乏所需的数据,只能把电离势作为一般指导性判据。例如,银的第二电离势相对较高,决定了它的稳定氧化态是+1;而金的第三电离势相对较低,导致金易生成稳定的+3氧化态。在周期表中贵金属元素的主要氧化态及其稳定性的递变规律为:同族中从上到下高氧化态稳定性逐渐增强,同一周期中从左到右高氧化态稳定性逐渐降低。