过渡元素概述.ppt

第一节过渡元素概述,13-2-1 钛族、钒族元素概述,13-2-1 钛族、钒族元素概述*,Rf、Db为人工合成放射性元素,于1789年被发现，到1910年才制得纯钛其含量比较丰富,列第十位。含量比Ni、Cu、Zn、Pb、Sn、Hg等常见元素的还多因为它难提炼,应用晚,所以称稀有元素。,13-2-1 钛族、钒族元素概述,钛(Ti),钛矿比较分散，重要的矿石有：金红石(TiO2)、钛铁矿(FeTiO3)、钒钛铁矿(攀枝花),金红石TiO2 的结构,TiCl4 在 950 真空分馏纯化,TiCl4+2 Mg Ti+2 MgCl2,1000下真空蒸馏除去Mg、MgCl2，电弧熔化铸锭,钛(Ti),800 Ar,为什么在由 TiO2 制备TiCl4 时，反应中要加入 C 而不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应来制取？,Question 1,Solution,单独的氯化反应 TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g),在25时的 即便增加温度也无济于事，因为它是一个熵减反应，如果把反应 C(s)+O2(g)=CO2(g)耦合到上述反应中，可得：TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+CO2(g)原来不能进行的反应就能进行了。,钛(Ti),钛(Ti),锆(Zr)、铪(Hf),钒(V),钒(V),铌(Nb)、钽(Ta),13-2-2 钛的重要化合物,13-2-2 钛的重要化合物,钛(Ti)价电子构型3d24s2,二氧化钛(TiO2)钛白,性质,二氧化钛(TiO2)钛白,性质,TiO2+6HF TiF62-+2H+2H2O,二氧化钛(TiO2)硫酸法,制取,二氧化钛(TiO2)氯化法,制取,钛酸盐和钛氧盐,如 BaTiO3 是难溶于水的白色固体介电常数高,是最重要的压电陶瓷材料,四氯化钛,为易挥发的共价型分子化合物,2.室温下为无色液体，易挥发，有刺激 性气味，易溶于有机溶剂,3.极易水解，在潮湿的空气中冒白烟,可用于制造烟雾,4.是制备金属钛及其化合物的重要原料,有机反应催化剂,三氯化钛(紫色),1.在500800用氢气还原干燥TiCl4气体,2.将钛溶于热、浓HCl,4Ti3+2H2O+O2 4TiO2+4H+,3.在HCl溶液中用Zn还原Ti(),2TiO2+4H+Zn 2Ti3+Zn2+2H2O,为什么一些金属的氢氧化物沉淀静置一段时间后，其化学活性会显著降低？,结构发生变化一般认为下列变化是主要的：,新沉淀出来的氢氧化物多是通过羟桥相连，陈化使羟桥失水变成氧桥。羟桥键能小，氧桥键能大，故稳定。因此下列系列氢氧化物 Ti(OH)4 TiO(OH)2TiO2 中，从左至右活性降低，与其从左至右活泼的 Ti OH Ti 键减少，较稳定 Ti O Ti 键增多有关TiO2。桥连形式的变化还常常会引起结构型式的改变。,Question 2,Solution,13-2-3 钒、铌、钽的重要化合物,13-2-3 钒、铌、钽的重要化合物,钒(V)价电子构型3d34s2,主要氧化数：+5、+3、+2,五氧化二钒(V2O5),五氧化二钒(V2O5),钒酸盐,钒酸盐,钒酸盐,