第十四章过渡元素ⅣBⅦBⅧ.ppt
第十四章过渡元素 B-B,14-1 过渡元素的通性,14-2 钛、钒,14-3 铬、钼、钨,14-4 锰,14-5.铁、钴、镍,无机化学,14-1.过渡元素的通性,1-1.过渡元素的价电子层结构.1-2.过渡元素的原子半径和电离势.1-3.过渡元素的氧化态.1-4.单质的性质 1-5.过渡元素氧化物的酸碱性.1-6.过渡元素水合离子的颜色.1-7.过渡元素的配位性质 1-8.过渡金属及其化合物的磁性.,无机化学,1-1.过渡元素的价电子层结构.,(n-1)d110ns12(Pd:4d105s0)d电子数较多.d电子可部分或全部成键.d轨道未充满可接受孤电子,无机化学,1-2过渡元素的原子半径和电离势.,过渡元素原子半径比较小,电离势不如主族有规律:同一周期,从左右 r B,最小,然后未充满,d的屏蔽效应、z、r.到了B全充满d屏蔽、z、r 同一族.五、六周期的r相似镧系收缩，离子半径变化相似 较小,无机化学,过渡元素的电离势的变化规律与原子半径变化有关:同一周期从左右 I B,最大,然后又逐渐减小.见p1047 表217.,无机化学,13.过渡元素的氧化态.,由于d电子的部分或全部参加成键,所以过渡元素的氧化态一般从+与族数相同的最高氧化态.见p1049 表218.同一周期.从左右 氧化态 B 最高,然后.同一族.自上而下,高氧化态比较稳定,而主族低氧化态比较稳定;,无机化学,14.单质的性质,1.物性:由于过渡元素的r较小,所以密度、硬度较大，熔沸点较高.由于含有较多d电子,能级交错,所以具有金属光泽,导电导热性大多有磁性.由于金属晶体是通过金属键结合的，所以过渡金属具有良好的延展,机械加工性;其中W的熔沸点最大(22-57g.cm3),无机化学,2.化性.大多数 较小甚至为反值.M具有较强还原性；还原性：第一过渡系列 第二 第三(同族)而主族同一族自上而下还原性,表现在；与酸反应.第一过渡系列与稀酸；与活泼非金属反应.其中Sc,La的还原性较强,在空气中迅速被氧化,在水中反应放出H2，也能溶于酸。,无机化学,1-5.过渡元素氧化物的酸碱性,同一周期从左右 酸性 碱性.如:Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 碱性 两性 酸性 强酸性同一族自上而下酸性减弱;(氧化态相同)；同一种元素氧化态酸性.如:MnO2 Mn2O3 MnO3 Mn2O7 碱性 弱碱 两性 酸性,无机化学,1-6.过渡元素水合离子的颜色,由于含有d电子且轨道未充满;d电子可吸收可见光发生电子跃迁使立志显示出互补色.,无机化学,1-7.过渡元素的配位性质,d轨道未充满,可接受配体提供的孤电子对而表现出较强的配位能力.,无机化学,1-8.过渡金属及其化合物的磁性.,大多数有磁性.(与其含有未成对d电子有关)根据未成对电子数 n可判断配位情况确定高自旋或低自旋.,无机化学,例题:,某中心离子在八面体弱磁场n=4.9BM,n=4,而在八面体强场n=0BM，n=0.由此推导出中心离子的d电子数为6,即可能是Co3+或Fe2+弱场 高自旋 强场 低自旋 与事实相符.,无机化学,14-2.钛、钒,2-1.钛.3d24s2 2-2.钒.3d34s2,无机化学,2-1.钛.3d24s2,1.单质：银白色金属.=4.506g.cm-3(铁的一半)较高机械温度,表面致密氧化膜,有良好的抗腐蚀性,制造飞机、坦克有关设备.2.重要化合物.TiO2,白色粉末,不溶于水、酸,可溶于HF,热的浓H2SO4 TiO2+6HF=H2TiF6+2H2O TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O TiO2作颜料,催化剂,化妆品.,无机化学,2-2.钒.3d34s2,1.单质：银白色金属.较硬(钢).常温下不溶于稀酸,可溶于HNO3、王水、热的浓H2SO4,在O2存在下熔融强碱,加热时与大多数非金属反形成合金.2.重要化合物.V2O5 橙黄色深红色晶体,有毒,微溶于水,为强氧化剂.V2O5+6H+2Cl 2VO2+Cl2+3H2OV2O5作催化剂(SO2氧化)及有机合成.,D,=,无机化学,14-3铬、钼、钨(n-1)d5ns1,3-1.单质 3-2.重要化合物,无机化学,3-1.单质,都是银白色金属,熔沸点很高,铬的硬度最大,表面易形成致密的氧化膜,具有一定耐腐蚀性,一旦膜被破坏则易溶于稀H2SO4中,不溶于HNO3和H3PO4.钼钨可溶于HNO3+HF中,高温下铬、钼、钨与酸反应Cr(无氧化膜),可溶于稀HNO3、H2SO4,Mo、W可溶于HNO3+HF与非金属反应.易形成合金,无机化学,3-2.重要化合物,1.CrO3 2.Cr2O3 3.重铬酸盐 4.铬酸盐(CrO)5.钼酸盐.,-,2,4,无机化学,CrO3 Cr2O3,1.CrO3暗红色晶体,酸酐,强氧化剂 洗液 K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓)=2KHSO4+2CrO3+H2O(NH3)2Cr2O7 Cr2O3+N2+4H2O 2.Cr2O3绿色粉末.Cr2O3不溶于酸和碱,作催化剂,=,D,无机化学,3.重铬酸盐.,如K2Cr2O7、(NH3)2Cr2O7。大多易溶于水,在酸性介质中为强氧化剂:Cr2O+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O,无机化学,4.铬酸盐(CrO),K+Na+NH+盐易溶,Hg+、Ba2+、Pb2+盐难溶.2CrO 2O+H2O 黄 橙红,2-,4,无机化学,5.钼酸盐.,(NH4)2MoO4(NH4)3PO412MoO3 6H2O 黄色,无机化学,14-4.锰3d54s2,4-1.单质 4-2.重要化合物.,无机化学,4-1.单质,白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰钢,耐磨,抗冲击,不锈钢耐腐蚀.,无机化学,4-2.重要化合物.,1.Mn()2.MnO23.KMnO4,无机化学,1.Mn(),Mn()具有还原性2Mn2+5S2O2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2 白色 棕褐色,无机化学,2.MnO2,MnO2黑色粉末具有氧化性 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2+2H2O 2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O pH14预定3MnO+4H+=2MnO+MnO2+H2O,D,=,无机化学,3.KMnO4,KMnO4深紫色晶体.强氧化剂,其还原产物与介质有关.2KMnO4(s)+H2SO4(浓)=Mn2O7+K2SO4+H2O,无机化学,14-5.铁、钴、镍(3d684s2),5-1.单质:银白色金属.5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态),无机化学,5-1.单质:银白色金属.,有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁)中等活泼,能溶于稀酸.加热下可与许多非金属反应,铁可与热的浓碱反应.而Co、Ni不反应.熔融碱应选用镍坩埚.与CO反应生成羰基化合物.Fe(CO)5、C(CO)8、Ni(CO)4加热这些羰基化合物.,无机化学,5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态),+3具有氧化性:Fe3+Co2+Ni2 1.氧化物.2.氢氧化物 3.重要的盐 4.重要配合物,无机化学,1.氧化物.,Fe2O3.红棕色粉末,不溶于水,可做催化剂、颜料、除锈剂.Fe3O4Fe(FeFe)O4为铁磁性材料敏、电阻材料.,无机化学,A2.氢氧化物,Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红 绿色Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 红棕色 棕色 黑色 CoCl26H2O CoCl22H2O CoCl2H2O CoCl2 粉红 紫红 蓝紫 蓝色,325,=,363,393,=,=,无机化学,3.重要的盐,FeSO4 FeCl2 还原剂 FeCl3 氧化性 3Fe2+NO+4H+NO+2H2O3Fe3+Fe(H2O)62+NOFe(NO)(H2O)52+H2O 棕色 鉴定Fe2+NOCu2+2Fe3+=Cu2+2Fe2+制作线路板FeCl3可使蛋白质凝集止血剂.,无机化学,4.重要配合物,氨配合物:Co(NH3)63+、Ni(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)62+(n=0)(n=2)（不稳定）Fe2+Fe3+无此配合物.,
