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如何繪制自由能氧化態(tài)圖？

許多非金屬和過渡金屬元素都能以數(shù)種氧化態(tài)存在，而且同一元素的各種氧化態(tài)的氧化性有很大差別，一般說來，它們的氧化性隨著氧化值的升高而增強(qiáng)。如果同一元素不同氧化態(tài)的氧化還原性的相對強(qiáng)弱能借助于直觀的方法表示出來，那將是方便而有用的。

鉻鉬鎢的同多酸和雜多酸及其鹽

在CrO42-離子的溶液中，加酸后可得Cr2O72-離子，如酸性很強(qiáng)還可形成Cr3O102-、Cr4O132-等多鉻酸根離子。簡單酸脫水，通過氧原子將酸根聯(lián)系起來的反應(yīng)是縮合反應(yīng)的一種類型，縮合反應(yīng)的結(jié)果生成多酸。

鉬和鎢的化合物

鉬和鎢在化合物中可以表現(xiàn)＋Ⅱ到Ⅵ的氧化態(tài)，其中最穩(wěn)定的氧化態(tài)為Ⅵ，如三氧化物、鉬酸和鎢酸及其鹽都是重要的化合物。三氧化鉬是白色粉末，加熱時(shí)變黃。熔點(diǎn)為1068K，沸點(diǎn)為1428K，即使在低于熔點(diǎn)的情況下，它也有顯著的升華現(xiàn)象。三氧化鎢為淡黃色粉末，加熱時(shí)變?yōu)槌赛S色。熔點(diǎn)為1746K，沸點(diǎn)為2023K。

鉻（Ⅵ）的化合物

工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室中常見的鉻（Ⅵ）化合物是它的含氧酸鹽，如鉻酸鹽和重鉻酸鹽，其中以重鉻酸鉀和重鉻酸鈉最為重要。堿金屬和銨的鉻酸鹽易溶于水，堿土金屬鉻酸鹽的溶解度從鎂到鋇依次銳減。工業(yè)上生產(chǎn)鉻（Ⅵ）化合物，主要是通過鉻鐵礦與碳酸鈉混合在空氣中煅燒，使鉻氧化成可溶性的鉻酸鹽。

鉻（Ⅲ）的化合物

重鉻酸銨加熱分解或金屬鉻在氧氣中燃燒都可制得Cr2O3。Cr2O3微溶于水，熔點(diǎn)2708K，具有α－Al2O3結(jié)構(gòu)。Cr2O3呈現(xiàn)兩性，不但溶于酸而且溶于強(qiáng)堿形成亞鉻酸鹽。經(jīng)過灼燒的Cr2O3不溶于酸，但可用熔融法使它變?yōu)榭扇苄缘柠}。

釩的化合物

釩在化合物中，主要為＋Ⅴ氧化態(tài)，但也可以還原成＋Ⅳ、＋Ⅲ、＋Ⅱ等低氧化態(tài)。由于氧化態(tài)為＋Ⅴ的釩具有較大的電荷半徑比，所以在水溶液中不存在簡單的V5+離子，而是以釩氧基（VO2+、VO3+）或含氧酸根（VO3-、VO43-）等形式存在。

鈦的化合物

在鈦的化合物中，以＋Ⅳ氧化態(tài)最穩(wěn)定，在強(qiáng)還原劑作用下，也可呈現(xiàn)＋Ⅲ和＋Ⅱ氧化態(tài)，但不穩(wěn)定。二氧化鈦為白色粉末，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于氫氟酸和熱的濃硫酸中。但實(shí)際上并未能從溶液中析出Ti（SO4）2，而是析出TiOSO4·H2O的白色粉末。這是因?yàn)門i4+離子的電荷半徑比值（即Z／r）大，容易與水反應(yīng)，經(jīng)水解而得到TiO2+離子。

過渡元素的氧化態(tài)

因?yàn)檫^渡元素除最外層的s電子可以作為價(jià)電子外，次外層d電子也可部分或全部作為價(jià)電子參加成鍵，所以過渡元素常有多種氧化態(tài)。一般可由＋Ⅱ依次增加到與族數(shù)相同的氧化態(tài)（ⅧB族除Ru、Os外，其它元素?zé)oⅧ氧化態(tài)），這種氧化態(tài)的表現(xiàn)以第一過渡系最為典型。

過渡元素的電子層構(gòu)型

過渡元素的原子電子層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是它們都具有未充滿的d軌道（Pb例外），最外層也僅有1～2個(gè)電子，因面它們原子的最外兩個(gè)電子層都是未充滿的，所以過渡元素通常是指價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為（n－1）d（1-9）ns（1-2）的元素。即位于周期表d區(qū)的元素。

鋅族元素與堿土金屬有哪些不同？

鋅族元素在銅族元素之后，原子除了有充滿的d電子層外，還有一對s電子。由于與銅族相應(yīng)元素比較，又增加了一個(gè)核電荷，以及18電子層對核電荷的屏蔽效應(yīng)較小，因此，鋅族元素原子最外層的一對s電子所受核的引力較強(qiáng)，原子半徑和離子半徑比相應(yīng)鈣、鍶，鋇為小，所以它們的電離勢比堿土金屬高。