大学化学 第6章 过渡金属元素课件.ppt

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1、第6章 过渡金属元素,6.1 过渡金属元素的通性,6.1.5 过渡元素离子的颜色,6.1.4 过渡元素的氧化态,6.1.3 过渡元素的化学性质,6.1.2 过渡元素的物理性质,6.1.1 过渡元素的原子半径和电离能,6.1.1 过渡元素的原子半径和电离能,1.过渡金属元素在周期表中的位置,3. 过渡金属元素的原子半径,2. 过渡金属元素原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-2,总趋势：同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。,4. d区元素的第一电离能,6.1.2 过渡金属元素的物理性质,熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨(W)硬度大 硬度最大的金属：铬(Cr)密度大 密度最大

2、的单质：锇(Os)导电性，导热性，延展性好。,熔点变化示意图,6.1.3 过渡金属元素的化学性质,总趋势：从左至右活泼性降低。,6.1.4 过渡金属元素的氧化态,有多种氧化态。红色为常见的氧化态。,6.1.5 过渡金属元素离子的颜色,Mn () Fe() Co() Ni() Cu() Zn(),水合离子呈现多种颜色。,6.2.3 水溶液中离子及其反应,6.2.2 铬的化合物,6.2.1 铬的单质,6.2 铬 及其重要化合物,在冷、浓硝酸中钝化。, 无膜金属与酸的反应, 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活 泼性下降。, 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。,6.2.1 单质铬性质,重要的化合物有： C

3、r2O3 (铬绿) K2CrO4(铬酸钾，黄色） K2Cr2O7(重铬酸钾，橙红色）,6.2.2 铬的重要化合物,Cr的价电子构型: 3d54s1,1、Cr()的还原性,H值的影响,H1.2：Cr()100%以Cr2O72-形式存在； pH11： Cr()100%以CrO42-形式存在。,2、Cr2O72-与CrO42-间的转化,溶解度的影响,K2Cr2O7 PbCrO4,3、 Cr2O72-的氧化性,(NH4) 4Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O,4、 重铬酸盐的不稳定性,洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）,铬酐(暗红色，针状),小结：,6.3.1 锰的单质,6.3

4、 锰及其重要化合物,6.3.3 水溶液中的锰离子及其反应,6.3.2 锰的化合物,锰的存在：软锰矿(MnO2xH2O),锰分族(VIIB)：Mn Tc Re 价电子构型：(n-1)d5ns2,6.3.1 锰的单质,1、锰单质的性质：,白色金属，硬而脆,活泼金属：,与氧、卤素等非金属反应：,在氧化剂存在下与熔融的碱作用：,6.3.2 锰的化合物,Mn的价电子构型：3d54s2可形成多种氧化值：从-2+7， 最高氧化值=价电子数,1、Mn2+的还原性,说明：鉴定Mn2+常用NaBiO3 酸化时用HNO3 C(Mn2+)很低时，很灵敏,2、MnO2的氧化性,黑色无定形粉末，不溶于水和稀酸热稳定性：,

5、氧化性强（主）,3、K2MnO4的岐化性,暗绿色晶体；在pH13.5的碱性溶液中稳定存在；在水溶液中易歧化。,4、KMnO4 (紫黑色晶体)的氧化性,强氧化性,不稳定性,同一元素较高氧化数与较低氧化数化合物 之间的反应,E(MnO4-/Mn2+) =1.507 VE(MnO2/Mn2+) =1.224 V,6.4 铁 钴 镍,6.4.1 铁、钴、镍的单质,6.4.3 水溶液中铁、钴、镍的 离子及其反应,6.4.2 铁、钴、镍的化合物,族 Fe Co Ni 铁系 Ru Rh Pd Os Ir Pt,铂系,最高氧化值不等于族序数。,6.4.1 铁、钴、镍的单质,1. 存在,辉钴矿：CoAsS；镍黄

6、铁矿：NiSFeS；,2.单质的物理性质,白色金属，磁性材料；Fe，Co和Ni熔点接近。,赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：Fe3O4；,黄铁矿：FeS2；,3.单质的化学性质,与稀酸反应(Co，Ni反应缓慢),纯Fe，Co，Ni在水、空气中稳定； 加热时，Fe,Co,Ni可与O2,S,X2等反应。,钝化,浓、冷HNO3可使Fe，Co，Ni钝化；浓H2SO4可使Fe钝化。,6.4.2 铁、钴、镍的化合物,钴()和镍()的重要化合物,氢氧化物,还原性：Fe()Co()Ni(),M=Co,Ni,卤化物,氧化性,Fe() Co() Ni()F- FeF3 CoF3 * (350分解) Cl- FeCl3

7、CoCl3 * (常温分解)Br- FeBr3 * *I- * * *,稳定性,还原性,稳定性, FeCl3有明显的共价性，易潮解。,蒸汽中形成双聚分子, CoCl26H2O变色硅胶。,Fe(), Co(), Ni()的硫化物,FeS CoS NiS,黑色、不溶于水,6.310-18,410-21,3.210-19,稀酸溶性,但CoS, NiS形成后由于晶型转变而不再溶于酸。,6.4.3 水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应,1.Fe(),Fe()的水溶液,水解性,Fe3+水解最终产物：Fe(OH)3,Fe(OH)(H2O)52+ Fe(OH)2(H2O)4+H+,结构：,2Fe(H2O)63+

8、(H2O)4 Fe(OH)2Fe(H2O)44+ 水合铁离子双聚体 +2H+,Fe3+进一步水解：,氧化还原性,Fe2+具有还原性：(保存Fe2+溶液应加入Fe),Fe3+中等强度氧化剂。(FeCl3烂板剂),氨配合物,2.水溶液中的配合反应,注2：,注1：,加入NH4Cl促使平衡右移实验时先加入NH4Cl,后加入NH3H2O看不到蓝色。,硫氰配合物,异硫氰合铁()配离子,四异硫氰合钴()配离子,实验中用固体KSCN或NH4SCN,鉴定Fe3+,鉴定Co2+,氰配合物,常用盐：K4Fe(CN)6 黄血盐 黄色 K3Fe(CN)6 赤血盐 晶体为红色,碱性条件下分解：,Fe离子的鉴定：,Fe2+的鉴定：(酸性条件),滕氏蓝,Fe3+的鉴定：(酸性条件),普鲁士蓝,KFe (CN)6Fex 的结构,3.离子的鉴定,Cu2+的鉴定：(弱酸性),红棕,S2-的鉴定：,K+的鉴定：,六亚硝酸合钴()酸钾,Ni离子的鉴定,小结：,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,