众所周知，过渡金属粒子的颜色主要由荷移跃迁和d-d跃迁产生，其他诸如f-f跃迁、F色心等生色方式在此不赘述。
d-d跃迁可以用配体场理论来半定量描述，给出足够的参量之后可以相当精确的计算。在较低的近似程度下，我们可以用晶体场理论进行计算——这涉及到八面体场以及四面体场的分裂能。常见的过渡金属离子颜色如下：
当然，以上都是常见水合离子，例如无水氯化铜呈现红棕色，这是因为无水氯化铜为变形碘化镉结构（如下图）。由于Jahn-Teller效应的缘故，涉及一对配体时，一个d电子定域在强反键的分子轨道中，因此大多数铜(II)化合物都与理想的八面体型结构有偏差。在二水氯化铜中，铜为高度变形的八面体构型，被两个水分子和四个氯离子所包围，配体还与其他Cu原子不对称桥联。
另一方面，过渡金属与其他离子的亲和力可以用软硬酸碱（HSAB）理论来近似考虑，例如，三价铁离子和硫氰酸根结合时，高电荷的硬酸与同样高电荷的硬碱N原子结合，因此应写作Fe-NCS,而不是Fe-SCN，也是同样的原因，软碱银离子与硫氰酸根结合时形成的就是Ag-SCN，而不是Ag-NCS。同样的情况也出现在氰根、亚硝酸根/亚硝基等配体上。 配位化学的另一个重要问题是分裂能与配体/中心离子的关系，一般而言，中心离子周期数越高，一般具有越大的分裂能，相应的，强场配体也引起较大的分裂能（Δ），从而往往能够抵消电子成对能P的因素，引起低自旋（LS）。
众所周知，钨是熔点最高的金属单质，其根本原因在于它拥有最高的金属键能量，虽然金属键这个概念有一些模糊，但是我们可以用“共享电子引起的能量下降”来表述。
金属键的强度与核外电子数目有关，确切的说，往往由价层电子决定。例如，熔点最低的汞，具有极低的“金属键能量”，这在《怎样学好无机化学》中已经提到过，6s电子难于形成金属键。相应的，碱金属有一个价电子，因而金属键很微弱，熔点就很低，随着半径增大，第一电离能甚至减小，也使得铯熔点低于锂、钠。
总体来说，随着原子序数增加，同一周期过渡元素熔点呈现先增加后减少的趋势。这种变化是与成单d 电子参与形成金属键相关, 往往d 电子快达到半满时具有最强的参与成键的作用( d5 半满能量低) , 因而ⅥB 族的熔点、沸点及硬度达到最高。当d 轨道全部填满之后, 由于填满的d 壳层有比较小的屏蔽作用, 原子核对外面的电子有较强的束缚力, 因而使得金属原子间的相互结合力减弱, 其结果是ⅡB 族金属具有同一过渡系中最低的熔点、沸点及硬度。
|
