ddsf区元素PPT学习教案

1、会计学1ddsf区元素区元素1掌握掌握ds区（铜族和锌族）、区（铜族和锌族）、d区（铬副族、区（铬副族、 锰副族、铁系、钴系）元素的性质；重要锰副族、铁系、钴系）元素的性质；重要 化合物结构和性质。化合物结构和性质。2了解过渡元素和了解过渡元素和 f 区元素的通性。区元素的通性。本章教学要求本章教学要求重点内容：重点内容：ds区、区、d区（铬、锰、铁、钴、镍）区（铬、锰、铁、钴、镍） 重要化合物结构和性质重要化合物结构和性质第1页/共71页8.1 ds 区元素区元素 8.2 d 区和区和 f 区区元素元素本章主要内容本章主要内容第2页/共71页ds区元素区元素 周期表周期表IB族和族和B族的元

2、素，其价电子构族的元素，其价电子构型分别为型分别为(n-1)d10ns1和和(n-1)d10ns2 。 包括镧、锕以外的镧系元素和锕系元素。包括镧、锕以外的镧系元素和锕系元素。f区元素区元素d区元素区元素 周期表周期表B族所有的元素，价电子构型为族所有的元素，价电子构型为(n-1)d19ns12。(Pd除外除外)第3页/共71页 过渡元素过渡元素 原子的电子层结构中原子的电子层结构中 d 轨道轨道或或 f 轨道轨道仅部分仅部分填充电子的元素，包括填充电子的元素，包括 d 区元素和区元素和 f 区元素区元素。 IB族元素的族元素的+2、+3价离子也是部分填充价离子也是部分填充d轨道轨道，B族元素

3、的化学性质与以上的过渡元素类似，族元素的化学性质与以上的过渡元素类似，通常也把通常也把IB、 B族元素族元素归为过渡元素。归为过渡元素。第4页/共71页 8.1 过渡元素通性过渡元素通性u 过渡元素都是金属过渡元素都是金属l 除汞是液体以外，其余都是具有金属光泽的固体。除汞是液体以外，其余都是具有金属光泽的固体。l 过渡元素一般有较高的熔点、沸点，比重大，硬度过渡元素一般有较高的熔点、沸点，比重大，硬度 高，导电和导热性较好。高，导电和导热性较好。l 过渡元素的金属性比同周期的过渡元素的金属性比同周期的p区元素要强，但弱于区元素要强，但弱于 同周期的同周期的s区元素。区元素。 过渡金属过渡金属

4、 金属性金属性略有减略有减弱弱 金属性略有减金属性略有减弱弱第5页/共71页u 过渡元素变价的普遍性过渡元素变价的普遍性元元 素素ScTiVCr MnFeCoNiCuZn常常见见价价态态+7+6+6+5+4+4+4+3+3+3+3+3+3+3+2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+1左左 右右氧化态先升高后降氧化态先升高后降低低第6页/共71页u 过渡元素的水合离子多具有特征颜色过渡元素的水合离子多具有特征颜色水合离子水合离子 Sc3+Ti3+V3+Cr3+Mn2+Fe3+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+离子中未成离子中未成对的对的d电子数电子数0123553210颜色颜色无无紫紫绿绿蓝绿蓝

5、绿肉色肉色淡紫淡紫粉红粉红绿绿浅蓝浅蓝无色无色 离子中未成对的离子中未成对的d电子电子，基态和激发态的能量相差，基态和激发态的能量相差不大，吸收可见光即可激发不大，吸收可见光即可激发，离子呈现互补波长的颜色，离子呈现互补波长的颜色。Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+ 第7页/共71页u 过渡元素容易形成配合物过渡元素容易形成配合物容易形成氟配合物、氰配合物和氨配合物容易形成氟配合物、氰配合物和氨配合物BSc(OH)3弱碱性弱碱性Y(OH)3中强碱中强碱La(OH)3强碱性强碱性Ac(OH)3强碱性强碱性BTi(OH)4两两 性性Zr(OH)4两性偏碱两性偏碱Hf(OH)

6、4两性偏碱两性偏碱BHVO3酸酸 性性Nb(OH)5两两 性性Ta(OH)5两两 性性BH2CrO4弱酸性弱酸性H2MoO4弱酸性弱酸性H2WO4 弱酸性弱酸性BHMnO4强酸性强酸性HTcO4酸酸 性性HReO4 弱酸性弱酸性酸性增强酸性增强碱碱性性增增强强酸酸性性增增强强第8页/共71页 8.2 铜族和锌族元素的化合物铜族和锌族元素的化合物 铜族位于周期系的铜族位于周期系的IB族，包括铜、银、金族，包括铜、银、金三种元素，其电子层结构为三种元素，其电子层结构为(n-1)d10ns1。 锌族位于周期系的锌族位于周期系的IIB族，包括锌、镉、族，包括锌、镉、汞三种元素，其电子层结构为汞三种元素

7、，其电子层结构为(n-1)d10ns2。第9页/共71页8.2.1 氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物 Cu Ag Zn Hg+ O2 Cu2O( (红色红色）弱碱性弱碱性 Ag2O( (褐色）褐色）碱碱 性性 ZnO( (白色）白色）两两 性性HgO( (红或黄）红或黄）碱碱 性性CuO( (黒色）黒色）碱碱 性性第10页/共71页Zn2+2OH = ZnO+H2O AgOH为白色物质，在为白色物质，在-45以下稳定存在，以下稳定存在，高于此温度分解为高于此温度分解为 Ag2O。 2Ag+2OH = 2AgOH = Ag2O+H2O CuOH为淡黄色，仅在为淡黄色，仅在pH=3左右能暂存，通左

8、右能暂存，通常得到的是红色物质常得到的是红色物质Cu2O。 Zn(OH)2为白色，不稳定，稍微受热就脱水为白色，不稳定，稍微受热就脱水变为变为ZnO。第11页/共71页2222442CH OH(CHOH) CHOCu(OH)Cu2OOH 244OHCH OH(CHOH) COOH蓝紫色蓝紫色红色红色在医学上用来检测糖尿病在医学上用来检测糖尿病2OH2OH22242H2HZnZn(OH)Zn(OH) 加酸平衡向左移动，加碱，平衡向右移动加酸平衡向左移动，加碱，平衡向右移动第12页/共71页8.2.2 重要的盐类重要的盐类u 硫酸铜硫酸铜 CuSO45H2O，俗名胆矾、蓝矾，为蓝色斜，俗名胆矾、蓝

9、矾，为蓝色斜方晶体。可用铜屑或氧化物溶于硫酸中制得。方晶体。可用铜屑或氧化物溶于硫酸中制得。 H2O OH2 H O O Cu O SH2O OH2 H O O第13页/共71页375K42422CuSO 5H OCuSO 3H O2H O CuSO4 5H2O在不同温度下可逐步失水在不同温度下可逐步失水386K42422CuSO 3H OCuSO H O2H O 531K4242CuSO H OCuSOH O 高于高于600 oC ， CuSO4 分解为分解为CuO、SO2 、SO3和和O2 无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很强，

10、吸水后呈蓝色，利用这一性质可检验乙醇和乙醚等有机强，吸水后呈蓝色，利用这一性质可检验乙醇和乙醚等有机溶剂中的微量水，并可作干燥剂。溶剂中的微量水，并可作干燥剂。第14页/共71页u 硝酸银硝酸银 AgNO3为为可溶性可溶性银盐，无色结晶，见光分解。银盐，无色结晶，见光分解。需保存在棕色瓶中。需保存在棕色瓶中。3222AgNO2Ag2NOO AgNO3是一种氧化剂，即使室温下，许多有机物都是一种氧化剂，即使室温下，许多有机物都能将它还原成黑色的银粉。能将它还原成黑色的银粉。 AgNO3和某些试剂反应，得到难溶的化合物，如：和某些试剂反应，得到难溶的化合物，如：白色白色Ag2CO3、黄色、黄色Ag

11、3PO4、浅黄色、浅黄色Ag4Fe(CN)6、砖红、砖红色色Ag2CrO4。第15页/共71页u 氯化汞和氯化亚汞氯化汞和氯化亚汞氯化汞和氯化亚汞均为直线型共价化合物氯化汞和氯化亚汞均为直线型共价化合物 HgCl2易升华，俗称升汞。易升华，俗称升汞。极毒，内服可致死，极毒，内服可致死，微微溶于水，在水中很少电离，主要以溶于水，在水中很少电离，主要以HgCl2分子形式存在分子形式存在 。在医学上用它的稀溶液做消毒剂。在医学上用它的稀溶液做消毒剂。 HgHgClCl直线型分子1）氯化汞（）氯化汞（HgCl2)第16页/共71页HgCl2Hg(OH)Cl + HClHg(NH2)Cl Hg2Cl2

12、+ SnCl4SnCl2Hg+ SnCl4SnCl2Hg2Cl2NH3H2OHg第17页/共71页2）氯化亚汞（）氯化亚汞（Hg2Cl2) 味甜，通常称为甘汞，无毒，味甜，通常称为甘汞，无毒，微溶于水的白色固体微溶于水的白色固体，对光不稳定，对光不稳定 ，需保存在棕色瓶中。，需保存在棕色瓶中。Hg2Cl2HgCl2 + HgHg(NH2)Cl+Hg Hg+ HgONaOHNH3 光光第18页/共71页u Cu+和和Cu2+的相互转换的相互转换 铜的常见氧化态为铜的常见氧化态为+1和和+2，同一元素不同氧化态之间，同一元素不同氧化态之间可以相互转化。这种转化是有条件的、相对的，这与它们可以相互转

13、化。这种转化是有条件的、相对的，这与它们存在的状态、阴离子的特性、反应介质等有关。存在的状态、阴离子的特性、反应介质等有关。 从结构上看从结构上看Cu+为为3d 10应该比应该比Cu2+的的3d 9稳定，且铜的稳定，且铜的第二电离能第二电离能(1970kJ/mol)较高，因此在气态下较高，因此在气态下Cu+的化合物的化合物是稳定的。但在水溶液中，是稳定的。但在水溶液中，Cu2+的水合能的水合能(2125kJ/mol)比比 Cu+的水合能的水合能(582kJ/mol) 大很多，在水溶液中，大很多，在水溶液中， Cu2+更稳更稳定定 。第19页/共71页Cu+0.17VCu2+0.52VCuCu+

14、较大时，平衡向生成较大时，平衡向生成Cu2+方向移动，发生歧化；方向移动，发生歧化； Cu+降低到非常低时，反应将发生倒转。降低到非常低时，反应将发生倒转。22CuCuCu 22442Cu OH SOCuCuSOH O 22CuCuCl2CuClCuClHClHCuCl （浓、热）第20页/共71页u Hg2+和和Hg22+的相互转换的相互转换Hg2+Hg22+Hg0.905V0.796VK=166 因平衡常数不大，改变条件，使因平衡常数不大，改变条件，使Hg2+生成沉淀或配合物大生成沉淀或配合物大大降低大降低Hg2+浓度，浓度，Hg22+歧化反应便可以发生，如：歧化反应便可以发生，如：222

15、HgHgHg222222Hg2OHHgHgOH OHgH SHgHgS2H 第21页/共71页8.2.3 配合物配合物 可以形成多种配离子，大多数阳离子以可以形成多种配离子，大多数阳离子以sp、sp2、sp3、dsp2等杂化轨道和配体成键；易和等杂化轨道和配体成键；易和H2O、NH3、X等形等形成配合物。成配合物。 Cu+为为d 10电子构型，具有空的外层电子构型，具有空的外层s、p轨道，它能以轨道，它能以sp、sp2或或sp3等杂化轨道和等杂化轨道和X（除（除F外）、外）、S2O32、CN等易变形等易变形的配体形成配合物，如的配体形成配合物，如CuCl2、Cu(CN)43等，大多数等，大多数

16、Cu+配配合物是无色的。合物是无色的。u Cu+的配合物的配合物第22页/共71页u Cu2+的配合物的配合物 Cu2+有较强的配合性，配位数有有较强的配合性，配位数有4，6，常，常见配位数为见配位数为4，如，如Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+等等，一般用一般用dsp2杂化轨道成键，结构为平面正方杂化轨道成键，结构为平面正方形。形。 Cu2+可以和卤素形成可以和卤素形成MX42-型配合物，但型配合物，但在水溶液中的稳定性较差。在水溶液中的稳定性较差。第23页/共71页u Zn2+的配合物的配合物 Zn2+易与易与NH3、H2O、CN-、X-等形成等形成Zn(OH)42-、 Zn(NH

17、3)42+、 Zn(CN)42-配离子，配离子， Zn2+的配合物基本都的配合物基本都是配位数为是配位数为4的四面体配合物。的四面体配合物。2242233 422224Zn4CNZn(CN) Zn4NHZn(NH ) Zn4H OZn(H O) 第24页/共71页u Hg2+、 Hg22+的配合物的配合物 Hg22+形成配离子的倾向较小，形成配离子的倾向较小， Hg2+离子可以与离子可以与NH3、H2O、CN-、X-等形成等形成HgCl42-、 HgI42-等配离子等配离子 。Hg2+离子主要形成配位数为离子主要形成配位数为4的四面体和配位数为的四面体和配位数为2的直的直线型配离子。线型配离子

18、。 224224Hg4ClHgCl Hg4SCNHg(SCN) 配离子的组成同配体的浓度密切相关，在配离子的组成同配体的浓度密切相关，在0.1mol /L Cl-离离子溶液中，子溶液中，HgCl2、HgCl3-和和HgCl42-的浓度大致相等的浓度大致相等;在在1 mol/L Cl-离子的溶液中主要存在的是离子的溶液中主要存在的是HgCl42-离子。离子。 第25页/共71页 Hg2+与过量的与过量的KI反应，首先产生红色碘化汞沉淀，然反应，首先产生红色碘化汞沉淀，然后沉淀溶于过量的后沉淀溶于过量的KI中，生成无色的碘配离子：中，生成无色的碘配离子： K2HgI4和和KOH的混合溶液，称为奈斯

19、勒试剂，如溶的混合溶液，称为奈斯勒试剂，如溶液中有微量液中有微量NH4+离子存在时，滴入试剂立刻生成特殊的离子存在时，滴入试剂立刻生成特殊的红棕色的碘化氨基红棕色的碘化氨基氧合二汞氧合二汞()沉淀：沉淀：NH4Cl2K2HgI44KOH = O NH2I KCl7KI3H2O Hg Hg 这个反应常用来鉴定这个反应常用来鉴定NH4+或或Hg2+离子。离子。 红色红色无无色色22224Hg2IHgIHgI2IHgI 第26页/共71页 铜族元素铜族元素碱金属元素碱金属元素物理性质物理性质熔、沸点较高熔、沸点较高硬度，密度较大硬度，密度较大熔、沸点较低熔、沸点较低硬度、密度较小硬度、密度较小化学性

20、质及化学性质及其变化规律其变化规律不活泼的重金属不活泼的重金属同族内金属活泼性从上至下减小同族内金属活泼性从上至下减小活泼的轻金属活泼的轻金属同族内金属活泼性从上至下增加同族内金属活泼性从上至下增加氧化数氧化数+1、+2、+3+1化合物化合物的键型的键型化合物有较明显的共价性；化合物有较明显的共价性；化合物一般是有颜色的。化合物一般是有颜色的。化合物大多是离子型的；化合物大多是离子型的；正离子一般是无色的。正离子一般是无色的。离子形成配离子形成配合物的能力合物的能力有很强的生成配合物的倾向有很强的生成配合物的倾向仅能与极强的配位剂形成配合物仅能与极强的配位剂形成配合物氢氧化物的氢氧化物的碱性碱

21、性氢氧化物碱性较弱，易脱水形成氧氢氧化物碱性较弱，易脱水形成氧化物化物氢氧化物是强碱，对热稳定氢氧化物是强碱，对热稳定铜铜族族元素和碱金属对比元素和碱金属对比第27页/共71页锌锌族族元素和碱土金属对比元素和碱土金属对比 锌族元素锌族元素碱土金属碱土金属熔、沸点熔、沸点低低高高金属活泼性金属活泼性本族内从上到下减弱本族内从上到下减弱本族内从上到下增强本族内从上到下增强化合物化合物的键型的键型较明显的共价性；较明显的共价性；化合物一般是有颜色的。化合物一般是有颜色的。大多是离子型的；大多是离子型的；离子一般是无色的。离子一般是无色的。配位能力配位能力较强较强较弱较弱氢氧化物的碱性及氢氧化物的碱性

22、及变化规律变化规律氢氧化物碱性较弱或两性氢氧化物碱性较弱或两性本族内从上到下增强本族内从上到下增强氢氧化物是强碱氢氧化物是强碱本族内从上到下增强本族内从上到下增强第28页/共71页 d d 区元素的电子分别填充在区元素的电子分别填充在 3 3d d 亚层、亚层、4 4d d 亚层和亚层和 5 5d d 亚层上亚层上 . . 第29页/共71页 8.3 铬和钼的重要化合物铬和钼的重要化合物在冷、浓硝酸中钝在冷、浓硝酸中钝化化 无膜金属与酸的反应无膜金属与酸的反应 活泼金属，表面因形一层成氧化膜，活泼性下降，活泼金属，表面因形一层成氧化膜，活泼性下降， 甚至不溶于甚至不溶于 HNO3 和王水和王水

23、. 灰白色，熔点沸点高，硬度大。灰白色，熔点沸点高，硬度大。8.3.1 铬的重要化合物铬的重要化合物OHSO3SOCr)(SO2H2Cr2234242）（浓8.3.1.1 铬的单质铬的单质第30页/共71页酸性溶液中酸性溶液中 OCrCr3+2-72-0.741.36-0.41Cr2+-0.91Cr碱性溶液中碱性溶液中 OCrCr(OH)32-4-1.3-0.12-1.1Cr(OH)2-1.4Cr-1.2OCr-2 多形成多形成+3、+6价的化合物价的化合物第31页/共71页8.3.1.2 铬的化合物铬的化合物u Cr2O3（铬绿）（铬绿）微溶于水，两性化合物，能溶于酸，也溶于浓的强碱。微溶于

24、水，两性化合物，能溶于酸，也溶于浓的强碱。O2Cr3O4Cr322 OHOH3HHCr( ) - -3 34 4C Cr r( (O OH H) ) s sC Cr r( (O OH H) )紫色紫色 灰蓝灰蓝 绿色绿色223H OCr O绿色绿色第32页/共71页u Cr3+盐盐 和亚铬酸盐和亚铬酸盐33332( )( )2( )( )2 22 22 22 2- -3 32 22 2C Cr r3 3S S6 6H H O OC Cr r( (O OH Hs s3 3H H S S g gC Cr r3 3C CO O3 3H H O O2 2C Cr r( (O OH Hs s3 3C C

25、O Og g ）1）水解）水解2）还原性）还原性3）氧化性）氧化性3222CrZn2CrZn 32222874222422OOSO14H2OO4H O+ +A Ag g2 22 2- - -2 2C Cr r3 3S S7 7H H O OC Cr rC Cr rO O3 3H H2 2O OH H2 2C Cr r 第33页/共71页u +3价铬的配合物价铬的配合物 Cr3+具有较强的配合能力，容易与具有较强的配合能力，容易与H2O、NH3、Cl-、CN-等形成配位数为等形成配位数为6的的d2sp3型的内轨型配离子。型的内轨型配离子。 Cr3+在水溶液中是以水合离子在水溶液中是以水合离子Cr

26、(H2O)63+的形式存在的形式存在化合物化合物 颜色颜色化合物化合物颜色颜色Cr(H2O)63+紫色紫色Cr(NH3)2(H2O)43+紫红紫红Cr(NH3)3(H2O)33+浅红浅红Cr(NH3)4(H2O)23+橙红橙红Cr(NH3)5H2O3+橙黄橙黄Cr(NH3)63+黄色黄色第34页/共71页u 铬酸盐和重铬酸盐铬酸盐和重铬酸盐22442722CrO2H2HCrOCr OH O 黄色黄色 橙红橙红酸性溶液：酸性溶液：Cr2O72-为主为主 中性溶液：中性溶液： Cr2O72-= CrO42-碱性溶液：碱性溶液：CrO42-为主为主227224222724222724Cr O4AgH

27、 O2H2Ag CrOCr O2BaH O2H2BaCrOCr O2PbH O2H2PbCrO 第35页/共71页23272222322734223272222332722233272Cr O3H S8H2Cr3S7H OCr O3SO8H2Cr3SO4H OCr O6I14H2Cr3I7H OCr O6Fe14H2Cr6Fe7H OCr O3Sn14H2Cr3Sn7H O 重铬酸盐在酸性溶液中是强氧化重铬酸盐在酸性溶液中是强氧化剂剂监测司机酒后开车监测司机酒后开车22732243K Cr O3CH CH OH8H SO3CH COOH 24 3242Cr (SO )2K SO11H O橙红橙

28、红绿色绿色第36页/共71页铬元素及其化合物反应小结铬元素及其化合物反应小结Cr2O3(s,绿绿)Cr(OH)3 （灰绿）（灰绿）Cr(OH)4- （绿色）（绿色）Cr3+ （紫色）（紫色）Cr2O72 (橙红橙红)CrO42 (黄色黄色)Ag2CrO4 (砖红砖红)BaCrO4 (柠檬黄柠檬黄) PbCrO4 (黄黄)OH- H+OH- H+OH- H+Ag+Ba2+Pb2+Ag+Ba2+Pb2+H2S、SO32- 、I-、H+KMnO4S2O8 2 第37页/共71页8.3.2 钼的重要化合物钼的重要化合物8.3.2.1 钼的单质钼的单质 钼属熔点和沸点最高、钼属熔点和沸点最高、硬度最大的

29、金属元素之列。硬度最大的金属元素之列。钼的合金在军工生产和高速钼的合金在军工生产和高速工具钢中被广泛应用。钼还工具钢中被广泛应用。钼还是一个重要的生命元素，存是一个重要的生命元素，存在于金属酶分子的结构中。在于金属酶分子的结构中。铁钼蛋白结构铁钼蛋白结构第38页/共71页8.3.2.2 钼的化合物钼的化合物 钼的重要的化合物有钼的重要的化合物有MoO3和和H2MoO4。 MoO3不溶不溶于水，能溶于碱。于水，能溶于碱。 钼具有形成多酸的特点，多酸是指由简单含氧酸缩钼具有形成多酸的特点，多酸是指由简单含氧酸缩合起来的，含有复杂酸根离子的含氧酸。如三钼酸合起来的，含有复杂酸根离子的含氧酸。如三钼酸

30、H3M3O10是由一个是由一个H2O和三个和三个MO3组成的酸。组成的酸。 钼酸盐氧化性较弱，在酸性溶液中，只有强还原剂钼酸盐氧化性较弱，在酸性溶液中，只有强还原剂才能将才能将MoO42-还原为还原为Mo3+ 。424322(NH ) MoO3Zn16HCl2MoCl3ZnCl424NH Cl8H O332424MoO2NHH O(NH ) MoO第39页/共71页l 白色金属，硬而脆白色金属，硬而脆l 为活泼金属为活泼金属l 可与氧、卤素等非金属反应可与氧、卤素等非金属反应l 在氧化剂存在下与熔融的碱作用在氧化剂存在下与熔融的碱作用22222H(s)Mn(OH)O2HMnHMn)(2HMn稀

31、223423422223MnOMn O3MnOMn OMnXMnX (XF)MnXMnX (XF) O2HMnO2K3O4KOH2Mn2422 熔融 8.4 锰的重要化合物锰的重要化合物8.4.1 锰的单质锰的单质第40页/共71页8.4.2 锰的化合物锰的化合物价电子构型：价电子构型：3d 54s 2 锰可形成锰可形成+2+7价化合物，其中价化合物，其中+2价最为稳定。价最为稳定。u Mn(OH)2O2HMn2HMn(OH)222)(s,Mn(OH)2OHMn222O白无), s (MnO(OH)O21Mn(OH)222棕黄色二羟氧锰二羟氧锰第41页/共71页u MnO2l 黑色粉末，不溶于

32、水和稀酸黑色粉末，不溶于水和稀酸l 热稳定性好热稳定性好O2HOMnSO2)(SOH22MnOO2HMnClCl)4HCl(MnO2244222222浓浓l 强强氧化性氧化性O2H3MnO4OH2MnOMnO22442l 还原性（一定程度）还原性（一定程度）第42页/共71页8.4.3 水溶液中的锰离子及其反应水溶液中的锰离子及其反应 OMn-41.690.5642.260.95Mn2+-1.18Mn1.51OMn2-4MnO2Mn3+1.231.51酸性溶液中酸性溶液中碱性溶液中碱性溶液中 OMn-4Mn(OH)2MnOMn2-4MnO2Mn(OH)3第43页/共71页u KMnO4（紫黑色

33、晶体）（紫黑色晶体）42224MnO4H4MnO3O2H O 1）不稳定性不稳定性见光遇酸见光遇酸244224MnO4OH4MnOO2H O 浓碱浓碱O220C424222KMnOK MnOMnOO 加热加热第44页/共71页2）强氧化性）强氧化性可氧化物种可氧化物种SO32-I-Cl-H2SFe2+Sn2+ 产产 物物SO42-I2Cl2S 、SO42-Fe3+Sn4+22243422243224222434422MnO5SO6H2Mn5SO3H O2MnO5SOH O2MnO3SO2OH2MnOSO2KOH2MnOSOH O 溶液的酸度不同，溶液的酸度不同，MnO4-还原的产物不同还原的产

34、物不同 KMnO4在酸性溶液中是很强的氧化剂，可氧化在酸性溶液中是很强的氧化剂，可氧化Fe2+、I-，还原，还原产物是产物是Mn2+，用来检测这些物质的量。，用来检测这些物质的量。2234224222MnO5Fe8HMn5Fe4H O2MnO3Mn2H O5MnO4H 第45页/共71页 8.5 铁、钴、镍的重要化合物铁、钴、镍的重要化合物8.5.1 概述概述FeRuRhPdCoNiOsIrPt族族铁系元素铁系元素铂系元素铂系元素第46页/共71页Fe 3d 64s 2 +3,+2(+6) Co 3d 74s 2 +2,+3,(+5)Ni 3d 84s 2 +2,+3,(+4)价电子构型价电子

35、构型 重要氧化值重要氧化值8.5.2 单质单质l 单质均为具有光泽的白色物质金属单质均为具有光泽的白色物质金属 铁、钴略带灰色，镍为银白色铁、钴略带灰色，镍为银白色l 易钝化：浓、冷易钝化：浓、冷 HNO3 可使可使 Fe, Co, Ni 钝化，钝化， 浓浓 H2SO4 可使可使 Fe 钝化钝化l 纯纯 Fe,Co, Ni 在水、空气中稳定，加热时，在水、空气中稳定，加热时，Fe, Co, Ni 可与可与 O2, S, X2 等反应等反应第47页/共71页8.5.3 氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物氧化数氧化数氧化物氧化物氢氧化物氢氧化物+2FeO黑黑CoO灰绿灰绿NiO暗绿暗绿Fe(OH)2

36、白白Co(OH)2粉红粉红Ni(OH)2绿绿+3Fe2O3砖红砖红Co2O3黑黑Ni2O3黑黑Fe(OH)3棕红棕红Co(OH)3棕褐棕褐Ni(OH)3黑黑二价还原性；三价氧化性二价还原性；三价氧化性Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2OCo2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2 + 3H2ONi2O3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 3H2O第48页/共71页白白 色色Fe(OH)3 很快很快空气中空气中O2Fe2+ + OHFe(OH)2棕红色棕红色粉红色粉红色Co(OH)3 缓慢缓慢空气中空气中O2Co2+ + OHCo(OH)2棕色棕色加入

37、强氧化剂加入强氧化剂Ni(OH)2 + Br2 + 2 NaOH Ni(OH)3 + 2 NaBrNi2+ + OHNi(OH)2 (稳定稳定)铁系元素低价的氢氧化物还原性按照铁系元素低价的氢氧化物还原性按照Fe、Co、Ni的顺序减弱的顺序减弱第49页/共71页Fe(OH)2 、Co(OH)2都是两性偏碱，易溶于酸，但反应不同都是两性偏碱，易溶于酸，但反应不同3323222Fe(OH)3HClFeCl3H O2Co(OH)6HCl2CoClCl6H O Fe(OH)2Fe(OH)3Co(OH)2还原性增强还原性增强氧化性增强氧化性增强Co(OH)3Ni(OH)2Ni(OH)2第50页/共71页

38、8.5.4 重要的盐类重要的盐类8.5.4.1 +2价的盐价的盐u 性质上的相似性性质上的相似性 1 1）水合离子均有颜色）水合离子均有颜色M2+水合离子水合离子Fe(H2O)62+浅绿色浅绿色Co(H2O)62+粉红色粉红色Ni(H2O)62+亮绿色亮绿色M2+无水盐无水盐Fe2+白色白色Co2+蓝色蓝色Ni2+黄色黄色 2 2）它们的硝酸盐、硫酸盐、氯化物等易溶于水，在水）它们的硝酸盐、硫酸盐、氯化物等易溶于水，在水 中存在微弱的水解，溶液显酸性。碳酸盐、磷酸中存在微弱的水解，溶液显酸性。碳酸盐、磷酸 盐、硫化物则难溶于水盐、硫化物则难溶于水22MH OM(OH)H 第51页/共71页u

39、性质上的差异性性质上的差异性 Fe2+有还原性，而有还原性，而Co2+和和Ni2+稳定稳定174232322222233223327227223223242424FeO4H4Fe2H O4FeO4H4Fe2H O6FeCr O4H6Fe3CrH O6FeCr O4H6Fe3CrH O5FeMnO8H5FeMnH O5FeMnO8H5FeMnH O 在酸性介质中，在酸性介质中，Fe2+比较稳定，但如果有强氧化剂比较稳定，但如果有强氧化剂 存在，存在，Fe2+被氧化为被氧化为Fe3+。第52页/共71页u FeSO47H2O (绿矾）绿矾）淡绿色晶体，农业上用作杀虫剂。淡绿色晶体，农业上用作杀虫剂

40、。4242323FeSO7H OFeSOFe OSOSO 42244FeSO2H OO4Fe(OH)SO 在分析化学中常用在分析化学中常用FeSO4(NH4)2SO46H2O来配来配制标准溶液，因为其不易失去结晶水，不易被氧化。制标准溶液，因为其不易失去结晶水，不易被氧化。u CoCl200052.5 C90 C120 C2222222CoCl6H OCoCl2H OCoClH OCoCl 粉红色粉红色 紫红色紫红色 蓝紫色蓝紫色 蓝色蓝色第53页/共71页8.5.4.2 +3价的盐价的盐Fe3+盐盐Co3+盐盐Ni3+盐盐稳定性降低稳定性降低u FeCl3 共价型化合物，易溶于水和有机溶剂，

41、无水三共价型化合物，易溶于水和有机溶剂，无水三氯化铁在空气中易潮解，在医学上常用作止血剂。氯化铁在空气中易潮解，在医学上常用作止血剂。 FeCl3易水解，使溶液显酸性。易水解，使溶液显酸性。第54页/共71页32262253225222433426224243Fe(H O) H OFe(OH)(H O) H OFe(OH)(H O) H OFe(OH) (H O) H O2Fe(H O) Fe(OH) (H O) Fe(H O) 2H O Fe3+的水解平衡的水解平衡FeFeH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OOHOH水合铁离子双聚体水合铁离子双聚体第55页/共71页 当溶液为酸性

42、时，当溶液为酸性时， Fe3+以淡紫色的水合离以淡紫色的水合离子子Fe(H2O)63+形式存在，当酸度降低时，水解形式存在，当酸度降低时，水解趋势增大，溶液为棕黄色，趋势增大，溶液为棕黄色，pH进一步增大，进一步增大，溶液变为深棕色，最后析出棕红色的胶状物质溶液变为深棕色，最后析出棕红色的胶状物质 Fe(OH)3。 加热也可以促进水解的进行，因为水解时加热也可以促进水解的进行，因为水解时吸热反应。吸热反应。pH对水解平衡的影响对水解平衡的影响第56页/共71页8.5.4.3 配合物配合物 铁、钴离子容易形成配合物，例如氰配离铁、钴离子容易形成配合物，例如氰配离子、硫氰配合物和羰基配合物。子、硫

43、氰配合物和羰基配合物。u 氨配合物氨配合物 Fe2+难以形成稳定的氨配合物，例如，在无水的难以形成稳定的氨配合物，例如，在无水的状态下，状态下， FeCl2虽然可以和虽然可以和NH3形成配合物形成配合物Fe(NH3)6 Cl2，但它遇水就分解了。，但它遇水就分解了。3 6222324Fe(NH ) Cl6H OFe(OH)4NHH O2NH Cl Fe3+的水合离子很容易发生水解，在水溶液中加入的水合离子很容易发生水解，在水溶液中加入NH3时不是形成氨配合物，而是形成时不是形成氨配合物，而是形成 Fe(OH)3沉淀沉淀。第57页/共71页 将过量的氨水加入到将过量的氨水加入到Co2+的水溶液中

44、，即可生成可的水溶液中，即可生成可溶性的氨合配离子溶性的氨合配离子Co(NH3)62+ ，但其不稳定，很易氧，但其不稳定，很易氧化为化为Co(NH3)63+ 沉淀沉淀。 Co(NH3)62+3d4s4pCo2+3d4s4pCo Co(NH3)63+第58页/共71页u 氰配合物氰配合物 Fe3+ 、Co3+ 、 Fe2+ 、 Co2+ 、 Ni2+均能与均能与CN-形成配合物形成配合物。422424646236FeSO2KCNFe(CN)K SOFe(CN)4KCNK Fe(CN) 2K Fe(CN) Cl2K Fe(CN) 2KCl 黄血盐黄血盐赤血盐赤血盐3 462363Fe(CN)2OH

45、Fe(OH) (s)6CNFe(CN)OHFe(OH) (s)6CN 在碱性条件下，可分解在碱性条件下，可分解第59页/共71页3 466FeFe(CN) KKFe(CN) Fe (s)2 366FeFe(CN) KKFe(CN) Fe (s)普鲁士普鲁士蓝蓝滕氏蓝滕氏蓝结构 ： 低自旋的低自旋的 Fe 原子和高自旋的原子和高自旋的 Fe 原原 子子 相间地排布在立方格子的顶相间地排布在立方格子的顶角，角，CN-基团排布在棱边上基团排布在棱边上. CN- 的的 C 原子配位于低自旋原子配位于低自旋 N 原子，而原子，而 N 原子原子则配位于低自旋则配位于低自旋 N 原子。原子。Fe2+Fe2+

46、Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Fe3+NNNNNNNNNFe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Fe3+NNNNNNNNN第60页/共71页222H2H 24264366-CNCo2CNCo(CN) (s)Co(CN) 2Co(CN) O2Co(CN) OH强还原剂强还原剂 红色红色 紫色紫色22 4Ni4CNNi(CN)第61页/共71页u 硫硫氰配合物氰配合物33 n(n16)nFenSCNFe(SCN) 血红色血红色 该反应需要在酸性条件下进行，溶液酸度过小，该反应需要在酸性条件下进行，溶液酸度过小，Fe3+会水解，生成会水解，生成Fe(OH)3。该配合物可溶于乙醚，异戊醇。该

47、配合物可溶于乙醚，异戊醇，当浓度很低时，可以用乙醚或异戊醇进行萃取。，当浓度很低时，可以用乙醚或异戊醇进行萃取。222244Co4SCNCo(SCN)Co(SCN)Co4SCN Co(SCN)42-在有机溶剂中比较稳定在有机溶剂中比较稳定 镍的硫氰配合物很不稳定镍的硫氰配合物很不稳定天蓝色天蓝色第62页/共71页u 羰基羰基配合物配合物 利用金属羰基配合物的生成和分解，可以制备很多利用金属羰基配合物的生成和分解，可以制备很多高纯度的金属，如高纯度的金属，如423KNiCO444Ni(CO)Ni(CO)Ni+4CO 金属羰基配合物中的金属的氧化数均为金属羰基配合物中的金属的氧化数均为0，简单的羰

48、，简单的羰基化合物的金属原子的价电子数和它周围的基化合物的金属原子的价电子数和它周围的CO提供的电提供的电子数（每个子数（每个CO提供两个电子）的总和为提供两个电子）的总和为18电子结构。电子结构。第63页/共71页 8.6 镧系元素及其重要化合物镧系元素及其重要化合物 f 区元素在周期表中的位置区元素在周期表中的位置 Ln Sc Y稀土元素稀土元素(rare earths) 活泼金属活泼金属第64页/共71页8.6.1 镧系元素概述镧系元素概述 镧系元素的价电子构型为：镧系元素的价电子构型为：4 f 0145d 016s2。+4+3+2Hf4+Dy Ho Er TmLaCePrNd PmSm EuGdTbYbLu La3+(4f 0), Gd3+(4f 7) 和和