过渡元素的资料

过渡元素的资料第1页/共61页第2页/共61页12.1过渡元素通性1.原子的价电子层构型

d区元素价电子层结构：(n-1)d1-9ns1-2ds区元素价电子层结构：(n-1)d10ns1-2f区元素价电子层结构：(n-2)f0-14ns2或

(n-2)f0~14(n-1)d1~2ns22.原子半径

12.1.1过渡元素简介第3页/共61页

3.d区元素的第一电离能总趋势:同周期左右小大 同副族不规律12.1过渡元素通性第4页/共61页4.物理性质(1)熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨(W)(2)硬度大 硬度最大的金属：铬(Cr)(3)密度大 密度最大的单质：锇(Os)(4)导电性，导热性，延展性好熔点变化示意图12.1过渡元素通性第5页/共61页密度变化示意图12.1过渡元素通性第6页/共61页12.1.2化学性质总趋势：从左至右活泼性降低1.化学性质的变化规律12.1过渡元素通性第7页/共61页总趋势：从上到下活泼性降低12.1过渡元素通性第8页/共61页2.多种氧化值红色为常见的氧化态12.1过渡元素通性第9页/共61页3.离子呈现多种颜色12.1过渡元素通性第10页/共61页4.形成多种配合物12.1过渡元素通性第11页/共61页12.1过渡元素通性第12页/共61页5.催化性许多过渡元素及其化合物具有独特的催化性能，Pt，Pd，Fe，Cu，V，…..，PdCl2，V2O5….等常用的催化剂6.磁性多数过渡金属原子或离子有未成对电子，具有顺磁性，未成对电子数越多，磁矩越大12.1过渡元素通性第13页/共61页12.2铬的重要化合物12.2.1铬（Ⅲ）氧化物及氢氧化物12.2.2铬（Ⅲ）盐及其性质12.2.3铬（Ⅲ

）的配合物12.2.4铬（Ⅵ）盐第14页/共61页

12.2.1铬(Ⅲ)氧化物及氢氧化物铬(VIB)：Cr 价电子构型：3d54s11.单质铬的性质铬元素的电势图-0.741.33-0.41-0.91-0.12-1.1-1.4-1.3（2）活泼金属，表面易形成一层成氧化膜，活泼性下降（1）灰白色,熔点沸点高，硬度大性质第15页/共61页在冷、浓硝酸中钝化（3）无膜金属与酸的反应2.铬（Ⅲ）的化合物制备：性质：——两性氧化物第16页/共61页（灰绿）（亮绿色）12.2.2Cr3+盐及其性质(1)Cr3+盐1)水解第17页/共61页2)还原性12.2.3Cr3+的配合物

Cr3+的配合物有数千种，绝大多数配位数：6常见的是：[Cr(H2O)6]3+,配合物多有颜色3)氧化性第18页/共61页1.Cr2O72-与CrO42-间的转化pH值的影响pH<2：Cr2O72-为主pH>6：CrO42-为主(黄)(橙)溶解度的影响12.2.4铬（Ⅵ）盐

第19页/共61页2.Cr2O72-的氧化性K2Cr2O7及其溶液非常稳定,可作为基准物测定其它物质实验室常用洗液：K2Cr2O7+浓H2SO4第20页/共61页实际是

O22-以π电子对Cr(Ⅵ)形成配位键。(C2H5)2O可占据Cr(Ⅵ)第4个配位位置，成四面体结构在酸介质中CrO5分解：4CrO(O2)2+6H2SO4===2Cr2(SO)3+7O2↑+2H2OCrO5（过氧化铬）结构

Cr2O72-与H2O2的反应用于鉴定H2O2：

Cr2O72-+4H2O2+2H+

2CrO5

+5H2O

蓝色第21页/共61页小结第22页/共61页12.3锰的重要化合物12.3.1锰的电势图12.3.2锰氧化物和氢氧化物12.3.3锰盐及其性质第23页/共61页12.3.1锰的电势图锰(VIIB)：Mn价电子构型：3d

54s

21.锰单质的性质白色金属，硬而脆活泼金属:第24页/共61页2.锰的电势图酸性溶液碱性溶液1.6951.231.510.588-0.05第25页/共61页12.3.2锰的氢氧化物及氧化物1.Mn(OH)2(白色)二羟氧锰结论：Mn(Ⅱ)在碱性条件下不稳定(还原性强) 在酸性条件下稳定(还原性差)2.MnO2

黑色无定形粉末，不溶于水和稀酸不稳定性：MnO(OH)2+H2O2+2H+＝Mn2++O2(g)+3H2O第26页/共61页还原性（一定程度）浓碱溶液氧化性强（主）12.3.3锰盐及其性质1.Mn2+盐价电子构型3d5第27页/共61页2.K2MnO4盐

暗绿色晶体在pH>13.5的碱性溶液中稳定存在在水溶液中易歧化3.KMnO4

(紫黑色晶体)

强氧化性可氧化SO32-I-Cl-H2SFe2+Sn2+产物SO42-I2Cl2S或SO42-Fe3+Sn4+第28页/共61页不稳定性(见光)遇酸浓碱加热溶液的酸度不同，MnO4-被还原的产物不同酸性中性碱性第29页/共61页小结H+或CO2(歧化)(黑褐)(白色)(肉色)(深肉色)无O2+OH-H+KClO3+KOHH2O+SO32-OH-(浓)+SO32-H+或CO32-(歧化)紫色暗绿第30页/共61页12.4铁、钴、镍的重要化合物12.4.1铁、钴、镍价层电子结构与氧化态12.4.2铁、钴、镍的氧化物及氢氧化物12.4.4铁、钴、镍的配合物12.4.3水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应第31页/共61页Ⅷ族FeCoNi铁系

RuRhPdOsIrPt铂系最高氧化值不等于族序数12.4.1铁、钴、镍的价电子结构与氧化态第32页/共61页1.单质的物理性质 (1)白色金属。磁性材料 (2)m.p.Fe>Co>Ni(1)Co,Ni反应缓慢(2)钝化浓、冷HNO3可使Fe,Co,Ni钝化浓H2SO4可使Fe钝化(3)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

2.单质的化学性质单质的性质第33页/共61页12.4.2铁、钴、镍的氧化物及氢氧化物1.氧化物铁系元素的氧化物FeO(黑)CoO(灰绿)NiO(暗绿)Fe2O3(砖红)Co2O3(黑)Ni2O3(黑)FeO、CoO、NiO碱性氧化物，难溶液水和碱，易溶于酸Fe2O3难溶于水的两性物质，以碱性为主：

Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+熔融

Fe2O3+Na2CO3--→2NaFeO2+CO2↑Co2O3、Ni2O3有强氧化性：Co2O3+6H++2Cl-===2Co2++Cl2↑+3H2ONi2O3+6H++2Cl-===2Ni2++Cl2↑+3H2O第34页/共61页2.氢氧化物条件：碱性还原性次序：Fe(OH)2>Co(OH)2>Ni(OH)2M=Co,Ni(M=Co,Ni)还原性：强氧化剂(NaOCl、Br2、Cl2等)

第35页/共61页(M=Co,Ni)与碱反应：配合反应：具有两性M=Co,Ni与酸反应：M=Fe,Co,Ni氧化性条件：酸性氧化性次序：Fe(OH)3<CoO(OH)<NiO(OH)第36页/共61页Fe(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的水溶液

1.水解性12.4.3水溶液中铁、钴、镍的离子及其反应

Fe3+进一步水解Fe3+水解最终产物：Fe(OH)3水合铁离子双聚体[Fe(H2O)6]2+[Fe(OH)(H2O)5]++H+

K=10-9.5[Fe(H2O)6]3+[Fe(OH)(H2O)5]2++H+

K=10-3.05[Fe(OH)(H2O)5]2+

[Fe(OH)2(H2O)4]++H+[Fe(OH)2(H2O)4]+[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4++2H+淡紫淡绿第37页/共61页2.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)第38页/共61页1.氨配合物红色蓝色土黄色Cl-12.4.4水溶液中的配合反应蓝色SO42-浅绿色(不易观察到)第39页/共61页2.硫氰配合物异硫氰合铁(III)四异硫氰合钴(II)鉴定Fe3+鉴定Co2+3.氰配合物黄常用盐：K4[Fe(CN)6]黄血盐黄色

K3[Fe(CN)6]赤血盐晶体为红色碱性条件下分解土黄第40页/共61页茶绿色强还原性浅棕色黄色Co(Ⅱ)的配合物很多，可大体分为两类：粉红色(八面体)蓝色(四面体)说明:第41页/共61页4.羰合物

Fe、Co、Ni与CO形成配合物，如：Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4等第42页/共61页

Fe2+H+Fe(OH)2NH3H2OFe2+淡绿

OH-Fe(OH)2(s,白)

O2Fe(OH)3(s,红棕)

HClFe3+Co(NH3)63+红

O2Co(NH3)62+黄

NH3H2OCo(OH)Cl(s,蓝)

NH3H2OCo2+(Cl-)

粉红

OH-Co(OH)2(s,粉红)

NaClOCo(OH)3(s,红棕)浓HClCo2+Ni(NH3)62+蓝

NH3H2ONi2(OH)2SO4浅绿

NH3H2ONi2+(SO42-)

淡绿

OH-Ni(OH)2(s,果绿)

NaClONiO(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)6Fe]x(s,蓝)小结:第43页/共61页12.5ds区元素12.5.1铜的重要化合物12.5.2银的重要化合物12.5.3汞及其重要化合物第44页/共61页1.难溶物：

CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S大小12.5.1铜的重要化合物配合物：CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-小大例：H2O(1)Cu(I)的配合物多为2配位2.铜的配合物形成[Cu(NH3)2]+,但不稳定,易被空气氧化而非歧化0.013V-0.128V第45页/共61页浅蓝深蓝浅蓝深蓝浅蓝蓝H2O(2)Cu(II)的配合物多为4配位也是配合物检验糖尿病：红色为有病，蓝色没有病第46页/共61页

(1)Cu2+的氧化性(Cu2+的鉴定)I-CN-3.溶液中铜离子及反应第47页/共61页1)水溶液中：稳定性Cu(I)<Cu(II)Cu2+Cu+Cu0.159V0.52V（2）Cu(II)与Cu(I)的转化Cu2+0.859VCuI-0.185VCuCu2+0.438VCuCl2-0.241VCuCu2+0.509VCuCl0.171VCuCu(NH3)42+0.013VCu(NH3)2+-0.128VCu2)有配合剂、沉淀剂存在时Cu(I)稳定性提高Eθ(右)>Eθ(左)，Cu+易歧化，不稳定2Cu+Cu2++CuKθ=1.0×106第48页/共61页3)高温，固态时：稳定性Cu(I)>Cu(II)1800℃第49页/共61页1.银的化合物的特点(1)难溶的多易溶：AgNO3,AgF,AgClO4

难溶：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S

Ag2CO3,Ag2CrO4,Ag2S2O3,Ag3PO4(2)热稳定性差（见光、受热易分解）12.5.2银的重要化合物(3)颜色

AgClAgBrAgIAg2OAgCrO4Ag2S

白浅黄黄褐砖红黑第50页/共61页2.Ag(I)离子的反应银镜反应第51页/共61页鉴定S2O32-第52页/共61页12.5.3汞及其重要化合物1.单质汞及其用途Hg：-39℃汞是室温下唯一的液态金属——可作为金属溶剂汞齐：Na-Hg,Au-Hg,Ag-Hg 用于提取贵金属360℃470℃Hg+S→HgS(红，朱砂)(黑，辰砂)2.单质汞的化学性质(1)与氧反应(2)与硫反应第53页/共61页(3)与酸反应卤化物

HgCl2：升汞,Cl-Hg-Cl直线型共价分子,易升华,微溶于水,剧毒，俗称升汞

Hg2Cl2：甘汞,Cl-Hg-Hg-Cl直线型共价分子,有甜味,难溶于水,无毒，俗称甘汞