第四讲过渡元素-2015

1、过渡元素过渡元素1、过渡元素的氧化态、过渡元素的氧化态2、原子半径的变化规律、原子半径的变化规律3、过渡元素单质的性质、过渡元素单质的性质4、过渡元素离子的颜色、过渡元素离子的颜色5、过渡金属及其化合物的磁性、过渡金属及其化合物的磁性6、过渡元素易形成配合物、过渡元素易形成配合物7、形成多碱、多酸、形成多碱、多酸1、过渡元素的氧化态、过渡元素的氧化态有可变的氧化数有可变的氧化数（1）第一过渡系，随原子序数增加，氧化态升高，）第一过渡系，随原子序数增加，氧化态升高，高氧化态趋于稳定，当高氧化态趋于稳定，当d电子超过电子超过5时，时，3d轨道趋向轨道趋向稳定，低氧化态趋于稳定；稳定，低氧化态趋于稳

2、定；（2）第二、第三过渡系变化趋势与第一过渡系相似，）第二、第三过渡系变化趋势与第一过渡系相似，但高氧化态趋于比较稳定；但高氧化态趋于比较稳定；（3）同一族从上到下，特征氧化态升高，高价态趋）同一族从上到下，特征氧化态升高，高价态趋于稳定。于稳定。（1）同一周期内，同一周期内，从从IIIB到到VIIB族原子半径逐渐减小族原子半径逐渐减小，这是由于原子序数增加，有效核电荷增加，金属键增这是由于原子序数增加，有效核电荷增加，金属键增强所致；强所致；VIIB族以后，原子半径又有所回升族以后，原子半径又有所回升，这是由，这是由于金属键减弱占据主导地位，而有效核电荷增加影响于金属键减弱占据主导地位，而有

3、效核电荷增加影响为次所致。为次所致。（2）同一族内，从上到下，随着原子层数的增加，）同一族内，从上到下，随着原子层数的增加，第第一过渡元素的原子半径小于相应第二过渡系元素的原一过渡元素的原子半径小于相应第二过渡系元素的原子半径子半径，而，而第三过渡系元素的原子半径与第二过渡系第三过渡系元素的原子半径与第二过渡系元素相比，差别不大元素相比，差别不大。这是由于镧系收缩所致。这是由于镧系收缩所致。 2、原子半径的变化规律、原子半径的变化规律过渡元素的原子半径过渡元素的原子半径原子半径原子半径 / pm熔点最高的金属是钨（熔点最高的金属是钨（W）；）；密度最大的金属是锇（密度最大的金属是锇（Os）；）

4、；硬度最高的金属是铬（硬度最高的金属是铬（Cr）。）。3 3、过渡元素单质的性质、过渡元素单质的性质（1）物理性质）物理性质 与主族相比，过渡元素晶格中，不仅与主族相比，过渡元素晶格中，不仅ns电子参与电子参与成键，成键，(n-1)d电子也参与成键；此外，过渡元素原子电子也参与成键；此外，过渡元素原子半径小，单位体积内原子个数多。故过渡元素的熔点、半径小，单位体积内原子个数多。故过渡元素的熔点、密度和硬度比主族元素要高。密度和硬度比主族元素要高。（2）化学性质金属活性）化学性质金属活性同周期，从左到右，金属活性减弱同周期，从左到右，金属活性减弱同同 族，从上到下，金属活性降低族，从上到下，金属

5、活性降低4 4、过渡元素离子的颜色、过渡元素离子的颜色 过渡元素的水合离子以及与其它配过渡元素的水合离子以及与其它配体形成的配离子，往往具有特征的颜色，体形成的配离子，往往具有特征的颜色，这是区别于这是区别于S区和区和P区金属离子的重要特区金属离子的重要特征。征。dd跃迁是显色的一个重要原因。跃迁是显色的一个重要原因。（1）第一过渡系水合离子的颜色）第一过渡系水合离子的颜色Mn () Fe() Co() Ni() Cu() Zn() 对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如VO43-（淡黄色）、（淡黄色）、CrO42-（黄色）、（黄色）、MnO4-（紫红色）（紫红色

6、）等，它们的颜色被认为是等，它们的颜色被认为是电荷迁移电荷迁移引起的。在上述引起的。在上述离子中的金属元素都处于最高氧化态，其形式电荷离子中的金属元素都处于最高氧化态，其形式电荷分别为分别为V5+、Cr6+、Mn7+，它们都具有，它们都具有d0电子构型，电子构型，有较强的夺取电子的能力，这些酸根离子吸收了一有较强的夺取电子的能力，这些酸根离子吸收了一部分可见光的能量后，氧阴离子的电荷会向金属离部分可见光的能量后，氧阴离子的电荷会向金属离子迁移。伴随子迁移。伴随电荷迁移电荷迁移，这些离子呈现出各种不同，这些离子呈现出各种不同的颜色。的颜色。（2）物质显色的若干规律（常温，太阳光）物质显色的若干规

7、律（常温，太阳光）（a）绝大多数具有绝大多数具有d1-9电子组态的过渡元素和电子组态的过渡元素和f1-13 电子组态的稀土元素的化合物都有颜色电子组态的稀土元素的化合物都有颜色（b）多数氟化物无色多数氟化物无色特例：特例：CuF（红），（红），BrF（红）（红）3、4、5、6主族，主族，5、6周期各元素的溴化物、碘化周期各元素的溴化物、碘化物几乎都有颜色物几乎都有颜色锌族卤化物除锌族卤化物除HgI2（红）都无色（红）都无色铜族除铜族除CuCl和和AgCl外多数有颜色外多数有颜色变浅变浅（c c）含氧酸根离子含氧酸根离子 主族元素含氧酸根离子绝大多数无色主族元素含氧酸根离子绝大多数无色 过渡元素

8、的含氧酸根离子多数有色，过渡元素的含氧酸根离子多数有色，同族内随同族内随原子序数的增加酸根的颜色变浅或无色原子序数的增加酸根的颜色变浅或无色 VOVO4 43 3 淡黄淡黄 CrOCrO4 42 2黄色黄色 MnOMnO4 4紫红色紫红色 NbONbO4 43 3无色无色 MoOMoO4 42 2淡黄淡黄 TcOTcO4 4淡红淡红 TaOTaO4 43 3无色无色 WOWO4 42 2淡黄淡黄 ReOReO4 4淡红淡红变浅变浅（d）同种元素在同一化合物中存在不同氧化态时，这种同种元素在同一化合物中存在不同氧化态时，这种混合价态的化合物常常呈现颜色，而且该化合物的颜色比混合价态的化合物常常呈

9、现颜色，而且该化合物的颜色比相应的单一价态化合物的颜色深相应的单一价态化合物的颜色深例如：例如： 普鲁士兰普鲁士兰 KFeFe(CN)6 呈现深蓝色呈现深蓝色 黄血盐黄血盐 K4Fe(CN)6 黄色黄色 赤血盐赤血盐 K3Fe(CN)6 橙红色橙红色（e） 3、4、5、6主族，主族，5、6周期各元素的氧化物大部分周期各元素的氧化物大部分都有颜色；都有颜色； 4、5、6周期各元素的硫化物几乎都有颜色周期各元素的硫化物几乎都有颜色（f）顺式异构体配合物所呈现的颜色一般比同种配合物）顺式异构体配合物所呈现的颜色一般比同种配合物的反式异构体的颜色偏短波方向的反式异构体的颜色偏短波方向 顺式顺式Co(N

10、H3)4Cl2Cl 紫色（紫色（400430nm） 反式反式Co(NH3)4Cl2Cl 绿色（绿色（490540nm） 顺式顺式Co(en)2Br2Br 紫色紫色 反式反式Co(en)2Br2Br 亮绿亮绿（g）四面体、平面正方形配合物的颜色比相应的八面体）四面体、平面正方形配合物的颜色比相应的八面体的颜色移向短波方向的颜色移向短波方向 CoCl42 深蓝深蓝 Co(H2O)62粉红色粉红色（h）无色晶体如果掺有杂质或发生晶格缺陷时，常有颜）无色晶体如果掺有杂质或发生晶格缺陷时，常有颜色色（i）晶粒的大小影响晶体颜色）晶粒的大小影响晶体颜色 Hg2+ + OH- HgO （晶粒小，红色）（晶粒

11、小，红色） + H2O Hg(NO3)2 + Na2CO3 HgO （晶粒大，黄色）（晶粒大，黄色）+ CO2 + 2NaNO3 （j）金属有金属光泽或呈银白色，但金属粉末都是黑色）金属有金属光泽或呈银白色，但金属粉末都是黑色用方程式表示：在酸性介质中用锌粒还原用方程式表示：在酸性介质中用锌粒还原Cr2O72-离离子，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变子，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变为绿色。为绿色。例题：例题：(1) 3Zn + Cr2O72- + 14 H+ = 3Zn2+ + 2 Cr3+ +7H2O(2) Zn + 2Cr3+ = Zn2+ + 2 Cr2+ (天蓝天蓝

12、)(3) 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+(绿绿) +2 H2O参考答案：参考答案：例题：例题： 按照物质在按照物质在外加磁场作用外加磁场作用下的响应情况，可将物质划下的响应情况，可将物质划分为：分为：物质物质抗或逆磁性物质抗或逆磁性物质顺磁性物质顺磁性物质铁磁性物质铁磁性物质 物质的磁性与物质的磁性与“成单电子数成单电子数”有关。磁矩大小可通过如有关。磁矩大小可通过如下公式计算下公式计算：2Bn(n)5、过渡金属及其化合物的磁性、过渡金属及其化合物的磁性 上述公式中，上述公式中，表示磁矩的大小；表示磁矩的大小；n表示所研究物质中表示所研究物质中的成单电子数；的成单电子数；B表

13、示玻尔磁子表示玻尔磁子。 n = 1, = 1.732 B n = 2, = 2.828 B n = 3,= 3.873 B n = 4, = 4.899 B n = 5, = 5.916 B u磁矩检测磁矩检测： 通常采用振动样品磁强计通常采用振动样品磁强计(VSM)或法拉第磁天平或法拉第磁天平(超导超导量子干涉磁力计，量子干涉磁力计，SQUID)测得待测物质的磁矩值，通测得待测物质的磁矩值，通过上述公式可计算出样品中的成单电子数，进而可推断过上述公式可计算出样品中的成单电子数，进而可推断待测物质的待测物质的d电子排布，再结合价键理论或晶体场理论电子排布，再结合价键理论或晶体场理论即可推断出

14、待测物质的空间构型即可推断出待测物质的空间构型。 过渡元素中心原子半径小，电荷高，有几过渡元素中心原子半径小，电荷高，有几个能级相差不大的（个能级相差不大的（n1）d，ns，np轨道轨道6、过渡元素易形成配合物、过渡元素易形成配合物例题：例题：7、形成多碱、多酸、形成多碱、多酸（1）多碱）多碱是较高价态金属在一定是较高价态金属在一定pH值下多步水解通过羟桥键而值下多步水解通过羟桥键而形成的多核配合物：形成的多核配合物：例：例：Fe(H2O)63+ 水解形成水解形成 Fe2(H2O)8(OH)24+同多酸同多酸：同一种含氧酸分子缩合而成：同一种含氧酸分子缩合而成 如：如：H2Mo4O13（四钼酸

15、），（四钼酸），H10W12O41 (十二钨酸十二钨酸)杂多酸杂多酸：两种不同含氧酸分子缩合而成：两种不同含氧酸分子缩合而成多酸多酸如：如： H3P W12O40 十二钨磷杂多酸十二钨磷杂多酸 H4Si W12O40 十二钨硅杂多酸十二钨硅杂多酸由含氧酸缩合脱由含氧酸缩合脱H2O而形成而形成“多酸多酸” O O Cr Cr / / O O O O O Cr2O72- 2个四面体共顶点个四面体共顶点 显然显然H+ 有利于缩合形成多酸有利于缩合形成多酸（2）多多酸酸（3）多酸化学）多酸化学二十世纪六十年代以后十分活跃二十世纪六十年代以后十分活跃 良好的催化性能良好的催化性能（具有酸性、氧化还原性、

16、稳定（具有酸性、氧化还原性、稳定均一结构）；如乙烯均一结构）；如乙烯乙醛乙醛 离子交换剂以及分析化学中应用离子交换剂以及分析化学中应用如检定如检定MoO42-、PO43-12MoO42-+3NH4+HPO42-+23H+ = (NH4)3P(Mo12O40)6H2O(黄黄)+6H2O 一些具有较好的抗癌抗病毒的作用一些具有较好的抗癌抗病毒的作用如如 (NH4)16Sb8W20O80 32H2O5、铁系金属、铁系金属6、铂系金属、铂系金属7、铜锌族、铜锌族氧化还原性氧化还原性酸碱性酸碱性配位性配位性稳定性稳定性各元素特异性各元素特异性 （1）单质的制备）单质的制备由钛矿由钛矿FeTiO3（偏钛酸

17、亚铁）制备（偏钛酸亚铁）制备TiFeTiO3 + 2 H2SO4 = TiOSO4 +FeSO4 + 2H2O TiOSO4 + 2H2O = H2TiO3 + H2SO4H2TiO3 =TiO2 + H2O (煅烧分解煅烧分解)TiO2+ 2C + 2Cl2 = TiCl4 + 2CO （1000-1100K，氯化处理），氯化处理）TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2 （1070K， 还原）还原）金属氧化物金属氧化物 + C + Cl2 高温高温 金属氯化物金属氯化物 + CO此法也可用于制备无水此法也可用于制备无水AlCl3、CrCl3、CuCl2、MgCl2等等在在Ti的化

18、合物中，以的化合物中，以氧化态物质稳定，常见的有：氧化态物质稳定，常见的有：TiO2，TiCl4，TiOSO4等等 Ti Ti具有很强的抗酸碱腐蚀性能。常温下对空气和水十具有很强的抗酸碱腐蚀性能。常温下对空气和水十分稳定。能缓慢地溶解在浓盐酸中，可溶于氢氟酸，分稳定。能缓慢地溶解在浓盐酸中，可溶于氢氟酸，生成可溶的氟配合物。生成可溶的氟配合物。Ti 6 HF H2TiF6 + 2H2TiO2H2O2 TiO(H2O2)2+ (黄色）黄色）（该反应常用于（该反应常用于Ti的定性分析和检测）的定性分析和检测） （2） Ti单质的化学性质单质的化学性质 （3） Ti的化合的化合物物1、人类有一个美好

19、的理想：利用太阳光能和催化剂分、人类有一个美好的理想：利用太阳光能和催化剂分解水以获得巨大的能源解水以获得巨大的能源氢能源。氢能源。20实际实际70年代已有年代已有化学家（化学家（Fujishima和和Honda，日本）开发研究了有关，日本）开发研究了有关元素的化合物作为光电极材料初步实现了这一变化。已元素的化合物作为光电极材料初步实现了这一变化。已知该元素知该元素N层电子数和层电子数和K层电子数相等，并和它的层电子数相等，并和它的M层层d亚层中的电子数相等。某元素可能是（亚层中的电子数相等。某元素可能是（ ）(A) 铍铍 （B）钛）钛 （C）铁）铁 （D）铜）铜 例题：例题：（B）参考答案：

20、参考答案：2、A为为+4价钛的卤化物，价钛的卤化物，A在潮湿的动气中因水解在潮湿的动气中因水解而冒白烟。向硝酸银而冒白烟。向硝酸银-硝酸溶液中滴入硝酸溶液中滴入A，有白色沉淀，有白色沉淀B生成，生成，B易溶于氨水。取少量锌粉投入易溶于氨水。取少量锌粉投入A的盐酸溶的盐酸溶液中，可得到含液中，可得到含TiCl3的紫色溶液的紫色溶液C。将。将C溶液与适量溶液与适量氯化铜溶液混合有白色沉淀氯化铜溶液混合有白色沉淀D生成，混合溶液褪为无生成，混合溶液褪为无色。色。（1）B的化学式为：的化学式为：（2）B溶于氨水所得产物为：溶于氨水所得产物为：（3）A水解的化学反应方程式为：水解的化学反应方程式为：理论

21、计算可知，该反应的平衡常数很大，增加理论计算可知，该反应的平衡常数很大，增加HCl浓度不足以抑制反应的进行，可是在浓盐酸中，浓度不足以抑制反应的进行，可是在浓盐酸中，A却却几乎不水解，原因是：几乎不水解，原因是：（4）C溶液与适量氯化铜溶液反应的化学反应方溶液与适量氯化铜溶液反应的化学反应方程式为：程式为：（1）AgCl （2）Ag(NH3)2Cl（3）TiCl4 +3H2O = H2TiO3 + 4 HCl 生成了配离子（生成了配离子（TiCl6）2-（4）TiCl3+CuCl2 +H2O = CuCl +TiOCl2 + 2HCl参考答案：参考答案：参考答案：参考答案：u V2O5两性偏酸

22、，微溶于水成酸两性偏酸，微溶于水成酸。u 强碱性溶液存在形式为：强碱性溶液存在形式为：VO43-、VO3-u 酸性溶液中存在形式为多酸盐。强酸性溶液中酸性溶液中存在形式为多酸盐。强酸性溶液中 存在形式为钒酰氧离子（存在形式为钒酰氧离子（VO2)VO43-pH=13V2O74-pH=8.4V3O93-8pH3V10O286-VO2+pH 铬酸盐铬酸盐Ba2+ + Cr2O72- 或或 CrO42- BaCrO4 (黄色黄色）Pb2+ + Cr2O72- 或或 CrO42- PbCrO4 （黄色黄色）Ag+ + Cr2O72- 或或 CrO42- Ag2CrO4（砖红色砖红色）（d）重铬酸盐的）重

23、铬酸盐的强氧化性强氧化性： (Cr2O72-/Cr3+) = 1.33V (Cl2/Cl-) = 1.36V K2Cr2O7 +14 HCl(浓浓) = 2CrCl3+ 3 Cl2+ 2 KCl + 7H2O Cr2O72- + 14H+ + 6 Fe2+ = 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 7H2O Cr2O72- + H+ + I- Cr3+ + I2 + H2O Cr2O72- + H+ + H2C2O4 Cr3+ + CO2（2）Cr ()化合物化合物（b） 碱介质中，碱介质中，Cr(OH)4- 可被氧化后可被氧化后CrO42- 例：例：2Cr(OH)4-+ 3Na2O2 = 2C

24、rO42-+ 4OH- + 6Na+ + 2H2O （a）（c）Cr3+ 形成的配合物：形成的配合物： Cr3+ 3d 3 CrL6 八面体八面体例：例：Cr(NH3)6 3+ 黄色，黄色， Cr(SCN)63-对比对比： Al 3+ + NH3 H 2O Al(OH)3 Fe 3+ + NH3 H 2O Fe(OH) 3 （d）Cr3+ 形成的配合物：形成的配合物： Cr3+ 3d 3 CrL6 八面体八面体例：例：Cr(NH3)6 3+ 黄色，黄色， Cr(SCN)63-对比对比： Al 3+ + NH3 H 2O Al(OH)3 Fe 3+ + NH3 H 2O Fe(OH) 3 在含铬

25、废水中加入在含铬废水中加入FeSO4，使，使Cr2O72-Cr3+，再加入，再加入NaOH至至pH6-8（加热，使沉淀完全），发生如下反应：（加热，使沉淀完全），发生如下反应：Fe2+ 2OH = Fe(OH)2 (s) Fe3+ 3OH = Fe(OH)3 (s) Cr3+ 3OH = Cr(OH)3 (s)Cr（VI）毒性很大，而）毒性很大，而Cr（III）对人体的毒性要）对人体的毒性要小得多，请列出一种工业含小得多，请列出一种工业含Cr（VI）废水的处理）废水的处理方法，写出相应的方程式。方法，写出相应的方程式。 参考答参考答例题：例题：参考答案：参考答案： 实验室过去常用洗液实验室过去

26、常用洗液 (组成：组成：K2Cr2O7 + 浓浓H2SO4)来洗涤玻璃仪器，原理是什么来洗涤玻璃仪器，原理是什么? 为什么现在不再使用为什么现在不再使用洗液来清洗玻璃仪器洗液来清洗玻璃仪器? 根据洗液的原理，请你从常见根据洗液的原理，请你从常见的化学试剂中选择合适的试剂作洗液代用品，说明的化学试剂中选择合适的试剂作洗液代用品，说明你的理由。你的理由。例题：例题： 洗液：洗液：K2Cr2O7 + 浓浓H2SO4，利用了，利用了Cr（）强的氧）强的氧化性及化性及H2SO4的强酸性。由于的强酸性。由于Cr(VI)污染环境，是致污染环境，是致癌性物质，因此停止使用。癌性物质，因此停止使用。可以用王水代

27、替（王水：可以用王水代替（王水：HNO3(浓浓) : HCl(浓浓) = 1 : 3）。）。利用利用HNO3强氧化性，强氧化性，Cl-的络合性，大多数金属硝酸的络合性，大多数金属硝酸盐可溶等性质。由于盐可溶等性质。由于HNO3-HCl溶液在放置过程会分溶液在放置过程会分解，因此王水应现用现配。解，因此王水应现用现配。参考答案：参考答案：小结：(NH4)2CrO4(橙黄)Cr2O3(s,绿)CrCr(OH)3(灰绿)Cr(OH)4(亮绿)-Cr2O7(橙红)2-CrO4(黄)2-BaCrO4(s,柠檬黄)Ag2CrO4(s,砖红)PbCrO4(s,黄)Cr3+CrO(O2)2(蓝)O2，H+H+

28、H+H+H+过量OH -OH -氨水或适量OH -H2O2Cl2Br2ClO-Sn2+, Fe2+SO3, H2SI -(Cl-)2-S2O82-H2O2OH -乙醚Ag+Ba2+Pb2+Ba2+Pb2+Ag+H+Cr2+O2Zn 在锰的各种氧化态中，在锰的各种氧化态中，2氧化态物种在酸性溶液氧化态物种在酸性溶液中稳定；中稳定；4氧化态主要以氧化态主要以MnO2或配合物的形式存或配合物的形式存在；在；6 ，7氧化态的化合物中，以氧化态的化合物中，以KMnO4最为重最为重要。要。 KMnO4具有极强的氧化性，是常用的具有极强的氧化性，是常用的强氧化剂强氧化剂, ,其氧其氧化能力和还原产物与化能力

29、和还原产物与介质的酸碱性密切相关介质的酸碱性密切相关。（1）H+ : KMnO4一般被还原成一般被还原成Mn 2（2）H2O : KMnO4一般被还原成一般被还原成MnO2（3）OH- : KMnO4一般被还原成一般被还原成MnO4 2 H+ Mn2+MnO4- + SO32- + H2O MnO2+ SO42- OH- MnO42-（1） KMnO4与与Mn 2+性质性质 （1）向）向KMnO4滴加滴加K2SO3溶液时，溶液时， MnO4过量，而过量，而还原剂还原剂K2SO3不过量，这时不过量，这时MnO4-将被还原成将被还原成MnO2 2MnO4 3Mn2 2H2O 5MnO2 4H（2）

30、向）向K2SO3溶液中滴加溶液中滴加KMnO4时，时，SO3 2过量，将过量，将MnO4还原成还原成Mn 2在同样的酸性条件，向在同样的酸性条件，向KMnO4溶液滴加溶液滴加K2SO3溶液和溶液和向向K2SO3溶液滴加溶液滴加KMnO4溶液，观察到的现象一样吗？溶液，观察到的现象一样吗？例题：例题：参考答案：参考答案：Mn(OH)2 MnO2xH2OMnS(肉色肉色)MnCO3(s)(白色白色) Mn(NO3)2 Mn(NH4)PO4(S)Mn3(PO4)27H2OMn(CN)2(s) Mn(CN)64- Mn(CN)63-MnO4- MnO42- MnO4- + MnO2(s)MnO2(s)

31、 MnSO4 MnF63-(红色红色)Mn2+氨水氨水(NH4)2SNa2CO3NH3 + PO43-PO43-CN-NaBiO3MnO4-MnO2, H+, F-O2HNO3CN-氧化剂氧化剂H2SO4OH-H+小结：OnHMnS22Mn-4MnO2Mn(OH)2MnO-24MnO(黑褐)(白色)HAcH或S)(NH24(肉色)(深肉色)2O,OH)(SOH),HCl(42浓浓6522823IOHPbOOSNaBiO)(H22222-23SnFeOHS,HX,SO)(H无O2+OH-H+KClO3 +KOHH+或CO2(歧化)H2O+SO32-OH-(浓)+SO32-H+或CO32-(歧化)

32、紫色暗绿2O 把同一种元素的各种氧化态按照由高到低的顺序排把同一种元素的各种氧化态按照由高到低的顺序排成横列（氧化型在左边，还原型在右边），两种氧化成横列（氧化型在左边，还原型在右边），两种氧化态之间若构成一个电对，就用一条直线把它们连接起态之间若构成一个电对，就用一条直线把它们连接起来，并在上方标出这个电对所对应的标准电极电势。来，并在上方标出这个电对所对应的标准电极电势。MnO4-MnO42-MnO2Mn3+Mn2+Mn0.55452.270.951.51-1.181.7001.22931.512（2）元素电势图）元素电势图5、铁系金属、铁系金属VIII族中的九个元素，虽然存在通常的垂直相

33、似族中的九个元素，虽然存在通常的垂直相似性，但水平相似性更为突出。据此可将这性，但水平相似性更为突出。据此可将这9个元素个元素划分为划分为3个系列，如下：个系列，如下：u铁系元素：铁系元素： Fe Co Ni （第一过渡系）（第一过渡系）u轻铂系元素：轻铂系元素：Ru Rh Pd (第二过渡系第二过渡系)u重铂系元素：重铂系元素：Os Ir Pt （第三过渡系）（第三过渡系）轻铂系和重铂系的轻铂系和重铂系的6个元素可合称铂系元素。个元素可合称铂系元素。（1）氧化物与氢氧化物的性质）氧化物与氢氧化物的性质+2氧化态氧化物、氢氧化物，氧化态氧化物、氢氧化物，+3氧化态氧化物、氢氧化物两性偏碱氧化态

34、氧化物、氢氧化物两性偏碱Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 碱性减弱碱性减弱Fe() Co() Ni() 还原性减弱还原性减弱2O223FeOHFe(OH)Fe(OH) 3O22Co(OH)Co(OH)OHCo22Br223NiOHNi(OH)Ni(OH) 白白 红棕红棕粉红粉红 红棕红棕 绿绿 黑黑反应迅速反应迅速反应缓慢反应缓慢需加入氧化剂需加入氧化剂 （2）铁的不同氧化态的转化）铁的不同氧化态的转化oo1400 C1590 C2334Fe OFe OFeO232234Fe OFeS+OSOFe O 较低温度时较低温度时较高温度时较高温度时（3） 配合物配合物 铁系元素是很好的

35、配合物的形成体，可与铁系元素是很好的配合物的形成体，可与CN-、SCN-、NH3等形成多种配合物（除等形成多种配合物（除Fe2+、Fe3+外）外）羰基配合物：羰基配合物：Fe(CO)5 Co2(CO)8 Ni(CO)4（4）铁的元素电势图）铁的元素电势图FeO42-Fe2+Fe1.90.769-0.40890.94Fe3+酸性溶液中酸性溶液中EA / V碱性溶液中碱性溶液中EB / VFeO42-Fe0.9-0.5468-0.8914Fe(OH)3Fe(OH)2小结：Fe2+ H+Fe(OH)2 NH3 H2O Fe2+ 淡绿 OH- Fe(OH)2(s,白) O2 Fe(OH)3(s,红棕)

36、 HClFe3+Co(NH3)63+红 O2Co(NH3)62+黄 NH3H2O Co(OH)Cl(s,蓝) NH3 H2O Co2+(Cl-) 粉红 OH- Co(OH)2(s,粉红) NaClO Co(OH)3(s,红棕) 浓HCl Co2+（CoCl4,蓝）Ni(NH3)62+蓝 NH3 H2ONi2(OH)2SO4浅绿 NH3 H2ONi2+(SO42-) 淡绿 OH- Ni(OH)2(s,果绿) NaClO NiO(OH)(s,黑) 浓HClNi2+鉴定：Fe(NCS)n3-n 血红 Co(NCS)42- 天蓝 Ni(DMG)2(s,鲜红) KFe(CN)6Fex(s,蓝) （丙酮）

37、2-6、铂系金属、铂系金属（1）铂系金属）铂系金属对酸的化学性质比其他所有各族金属都高对酸的化学性质比其他所有各族金属都高。（2）铂系金属不和氮作用，室温下对空气、氧等非金属）铂系金属不和氮作用，室温下对空气、氧等非金属都是稳定的，不发生相互作用。都是稳定的，不发生相互作用。高温下才能与氧、硫、高温下才能与氧、硫、磷、氟、氯等非金属作用磷、氟、氯等非金属作用，生成相应的化合物。，生成相应的化合物。（3）铂系金属有）铂系金属有很高的催化活性很高的催化活性，金属细粉催化活性尤，金属细粉催化活性尤其大。其大。（4）铂系金属和铁系金属一样，都容易形成）铂系金属和铁系金属一样，都容易形成配位化合物配位化

38、合物。1、银白色的普通金属、银白色的普通金属M，在，在500K、200MPa条件下，同一氧化碳条件下，同一氧化碳作用，生成一种淡黄色液体作用，生成一种淡黄色液体A。A能在高温下分解为能在高温下分解为M和一氧化碳。和一氧化碳。 金属金属M的一种红色配合物的一种红色配合物B，具有顺磁性，磁矩为，具有顺磁性，磁矩为2.3（玻尔磁（玻尔磁子）。子）。B在中性溶液中微弱水解，在碱性溶液中能把在中性溶液中微弱水解，在碱性溶液中能把Cr（）氧化）氧化到到CrO42-，本身被还原成，本身被还原成C溶液。溶液。 C盐具有反磁性，盐具有反磁性，C溶液在弱酸性介质中，与溶液在弱酸性介质中，与Cu2+作用，生成红褐作

39、用，生成红褐色沉淀，因而常作为色沉淀，因而常作为Cu2+的鉴定试剂。的鉴定试剂。C溶液可被氧化成溶液可被氧化成B溶液。溶液。固体固体C在高温下可分解，其分解产物为碳化物在高温下可分解，其分解产物为碳化物D（化学式中的碳（化学式中的碳w%=30%）、剧毒的钾盐）、剧毒的钾盐E和常见的惰性气体和常见的惰性气体F。 碳化物碳化物D经硝酸处理后，可得到经硝酸处理后，可得到M3+离子。离子。M3+离子碱化后，与离子碱化后，与NaClO溶液反应，可得到紫红色溶液溶液反应，可得到紫红色溶液G。G溶液酸化后，立即变成溶液酸化后，立即变成M3+离子，并放出气体离子，并放出气体H。 （1）写出）写出A-H所表示的

40、物质的化学式。所表示的物质的化学式。 （2）写出如下变化的离子方程式）写出如下变化的离子方程式: B在碱性条件下，氧化在碱性条件下，氧化Cr（）；）； M3+离子碱化后，与离子碱化后，与NaClO溶液反应，生成溶液反应，生成G例题：例题：A-Fe(CO)5 B-K3Fe(CN)6 C- K4Fe(CN)6 D-FeC2 E-KCN F-N2 G-FeO42- H-O2Cr(OH)4- + 3Fe(CN)63- + 4OH- = CrO42- + 3Fe(CN)64- + 4H2O2 Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O参考答案：参考答案：

41、7、铜锌族、铜锌族Cu 铜铜 Zn 锌锌Ag 银银 Cd 镉镉Au： 金金 Hg 汞汞铜、锌族元素，为铜、锌族元素，为IB、IIB族元素。它们的原子价层电族元素。它们的原子价层电子构型为（子构型为（n-1)d10ns1-2，也称，也称ds区元素。区元素。铜族元素特征氧化态：铜族元素特征氧化态： Cu +2，Ag +1， Au +3锌族元素锌族元素特征氧化态：特征氧化态： Zn +2，Cd +2， Hg +3（1）性质比较）性质比较同周期，自左向右同周期，自左向右 金属活泼性增强金属活泼性增强 同族，同族， 自上而下自上而下 金属活泼性减弱金属活泼性减弱（2）与酸反应）与酸反应（a）非氧化性酸（

42、如非氧化性酸（如HCl, H3PO4, 稀稀H2SO4） Cu、Ag、Au、Hg不反应。不反应。ZnCd+HClH2SO4(稀稀)ZnCl2CdCl2+ H2（b）氧化性酸（如氧化性酸（如HNO3， 浓浓H2SO4）M + HNO3 Ma(NO3)b + NO2、NOM = Zn、Cd、Hg、Cu、Ag Au溶于溶于“王水王水” ： V（浓（浓HCl）: V（浓（浓HNO3 ）= 3:1 ） Au(s) + HNO3 + 4HCl = HAuCl4+ NO+ 2H2O只有只有Zn反应。反应。 （H2O/H2）= -0.829V Zn(OH)42 -/Zn = -1.22VZn(s) + 2OH

43、- + 2H2O = Zn(OH)42- + H2(g)Zn(s) + 4NH3（aq） = Zn(NH3)42+ （3）与碱反应与碱反应（4）Cu(I) - Cu(II) 互相转化互相转化 （a）Cu(I) Cu(II) 例例1： 酸性溶液中，酸性溶液中，Cu+歧化：歧化： 2Cu+ = Cu2+ + Cu(s) Cu+/Cu = 0.521V ； Cu2+/Cu+ = 0.152V H2O Cu2SO4(s) CuSO4(aq) + Cu 白色白色 蓝色蓝色例例2：Cu(I) 被适当氧化剂氧化：被适当氧化剂氧化： Cu2O + 4NH3 + H2O = 2Cu(NH3)2+ + 2OH-

44、红色红色 无色无色 4Cu(NH3)2+ + O2 + 8NH3 + 2H2O = 4Cu(NH3)42+ 4OH- 可用可用 Cu(NH3)2 +(aq) 除去混合气体中的除去混合气体中的O2（b）Cu(II) Cu(I) Cu(II) + 还原剂还原剂 Cu(I) 或或/和和 沉淀剂沉淀剂 Cu(I) 难溶化合物难溶化合物 或或/和和 络合剂络合剂 Cu(I) 稳定配合物稳定配合物 例例1 2Cu2+(aq) + 5I-(aq) 2CuI(s) + I3-(aq) 还原剂还原剂+沉淀剂沉淀剂例例22 Cu 2 + 10 CN- = 2 Cu(CN)43- + (CN)2 还原剂还原剂+配体配体 K稳稳 Cu(CN)43- = 2.01030固态固态CuCl2、稀溶液及浓溶液的颜色为何各不相、稀溶液及浓溶液的颜色为何各不相同？同？颜色的不同是由于在不同的条件下，颜色的不同是由于在不同的条件下，CuCl2存在的存在的形式不同形式不同固态：暗棕色固态：暗棕色浓溶液（加少量水）：黄棕色浓溶液（加少量水）：黄棕色存在自络合现象，形成存在自络合现象，形成CuCl42-, CuCl3-CuCl2 = Cu