高中化学-过渡金属(Ⅰ)竞赛课件

过渡金属(Ⅰ)过渡金属(Ⅰ)是一类重要的化学元素,它们具有独特的电子结构和化学性质,广泛应用于工业和科研领域。本课件将全面介绍过渡金属(Ⅰ)的特点和应用。什么是过渡金属位置特点过渡金属位于周期表的d区,有14种元素组成,包括钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜等。电子构型过渡金属具有不同的电子构型,可以表现出多种不同的化合价。性质特点过渡金属通常是金属态,具有良好的导电性、导热性、硬度和耐腐蚀性。应用广泛过渡金属在工业、医疗、航天等领域有广泛的应用前景。过渡金属的界定和特点界定过渡金属是处于周期表d轨道的金属元素,具有可变的化合价和电子构型。它们介于s轨道元素和f轨道元素之间。特点过渡金属通常具有高熔点、高密度、良好的导电性和延展性,且可形成复杂的配合物。它们在化学反应中常常表现出多种氧化态。钒(V)的化合价和电子配置5化合价钒通常具有+3、+4和+5的化合价。[Ar]3d^34s^2电子配置钒的基态电子配置为[Ar]3d^34s^2。钒(V)的物理性质熔点1910°C沸点3407°C密度6.11g/cm³结晶形式立方晶系钒是一种银白色的过渡金属,具有很高的熔点和沸点。它的密度也很高,结晶呈立方晶系。钒具有良好的导电性和耐腐蚀性,广泛应用于工业生产中。钒(V)的化学性质钒(V)作为一种过渡金属,具有较强的还原性和氧化性,同时也能参与缩合反应和络合反应,形成复杂的配合物。这些反应性能使得钒(V)在化学工业及材料科学领域有广泛的应用前景。铬(Cr)的化合价和电子配置6化合价铬的常见化合价为-2到+63电子层铬原子有3个价电子[Ar]3d^54s^1电子配置铬原子的电子配置为[Ar]3d^54s^1铬(Cr)的物理性质铬是一种重要的过渡金属,具有较高的熔点和沸点,以及良好的导电性和硬度特点。这些物理性质是铬在制造和加工中的关键特征,广泛应用于工业生产。铬(Cr)的化学性质化合价铬元素的常见化合价为-2到+6，+3是最稳定的价态。还原性铬具有较强的还原性，常以金属形式存在。其化合物易还原为金属铬。氧化性铬在高温时对许多金属具有较强的氧化性，能与它们形成氧化物。形成配合物铬能形成各种配合物，在化学合成中广泛应用。如Cr(CO)6、Cr(III)络合物等。锰(Mn)的化合价和电子配置0化合价锰的常见化合价为-3~+725原子序数锰的原子序数为254s2电子配置锰的电子配置为[Ar]3d54s2锰(Mn)的物理性质锰(Mn)是一种灰白色的金属元素,具有良好的耐腐蚀性和硬度。它的熔点较高(1244℃),密度较大(7.44g/cm³)。锰金属在常温下具有一定的活性,能与空气中的氧气发生缓慢反应。当受热时,锰金属会产生蓝绿色的火焰。锰金属广泛应用于制造各种合金,如不锈钢、碳钢等,其中作为合金元素可以提高金属的强度和硬度。此外,锰还可用于制造电池、电磁合金、化学试剂等。锰(Mn)的化学性质氧化性锰是一种强氧化剂,可以与其他元素发生广泛的化学反应。锰的常见化合价有2+、3+、4+、6+和7+等,其中4+和7+为最稳定的状态。还原性在一定条件下,高价态的锰可以被还原为低价态。例如MnO2可还原为Mn2+离子,Mn7+可还原为Mn2+。催化性锰及其化合物具有良好的催化性能,可用于各种氧化还原反应,广泛应用于工业生产和化学实验中。铁(Fe)的化合价和电子配置0化合价铁(Fe)元素的常见化合价为0、+2和+3。+2电子配置铁(Fe)元素的电子配置为:1s^22s^22p^63s^23p^63d^64s^2。铁(Fe)的物理性质熔点1538℃沸点2862℃密度7.874g/cm³电阻率9.71×10^-8Ω·m热导率80.2W/(m·K)作为最常见的金属之一，铁具有很高的熔点和沸点。它是一种灰白色的金属，密度较大，电导率和热导率也很好。这些物理性质决定了铁在工业和日常生活中广泛的应用。铁(Fe)的化学性质铁作为过渡金属具有多种化合价、优秀的还原性和催化性能。它可以形成丰富的化合物,在生物体内也发挥重要作用。钴(Co)的化合价和电子配置2常见化合价cobalt通常表现出+2和+3两种稳定的化合价[Ar]3d^74s^2电子配置钴原子的基态电子配置为[Ar]3d^74s^2钴(Co)的物理性质钴是一种银白色硬质金属,具有高熔点和高密度。它具有优异的导电性和电负性,是工业中重要的金属之一。钴(Co)的化学性质氧化性钴具有较强的氧化性,能与氧、氮、硫等反应形成相应的化合物。溶解性钴易溶于稀酸,如盐酸、硫酸等,形成绿色的Co2+离子溶液。催化性钴化合物在工业上广泛用作催化剂,在石油化工、医药等领域有重要应用。镍(Ni)的化合价和电子配置化合价-1、0、+1、+2、+3、+4电子配置1s22s22p63s23p63d84s2镍(Ni)是一种过渡金属元素,其最常见的化合价为+2。其电子配置可以表示为1s22s22p63s23p63d84s2。这种电子排布使镍具有独特的物理和化学性质。镍(Ni)的物理性质镍是一种银白色金属,具有良好的耐腐蚀性和电磁性。它属于铁系金属,密度为8.9克/立方厘米,熔点为1455°C。镍具有优秀的导电性和导热性,常用于制造电池、电化学仪器和合金等。它是一种硬度较高、韧性良好的金属,适合用于制造机械零件和装饰装置。镍(Ni)的化学性质镍元素具有独特的化学性质,广泛应用于工业和日常生活中。它拥有高硬度、耐腐蚀、良好的导电性等特点,在制造不锈钢、电池、电子元器件等领域发挥重要作用。2K系统性镍元素共有2000多种化合物,种类繁多。1.1V还原性镍元素具有较强的还原性,能与多种元素发生反应。1.91电负性镍元素的电负性值为1.91,属于中等偏强的金属。铜(Cu)的化合价和电子配置铜(Cu)是过渡金属之一,其电子配置为[Ar]3d104s1。铜通常表现出+1和+2的化合价,其中+1价为稳定价态。铜的+1价电子配置为[Ar]3d10，+2价电子配置为[Ar]3d9。铜(Cu)的物理性质熔点1084.62°C沸点2562°C电导率59.6×10^6S/m热导率401W/(m·K)密度8.96g/cm³铜是一种具有良好导电性和导热性的金属。它具有高熔点和沸点,密度接近9克/立方厘米,是一种很密实的金属。铜广泛应用于电力、电子、建筑等领域,是一种重要的工业金属。铜(Cu)的化学性质98.6原子序数1.9电负性2.89电离能(eV)铜是化学活性较低的金属,具有良好的化学稳定性。它能与氧、硫、氯等形成各种化合物,并表现出+1和+2两种常见化合价态。铜化合物广泛应用于各个领域,如制药、电子工业等。银(Ag)的化合价和电子配置银(Ag)是过渡金属元素之一,其化合价主要为+1价和+2价。银的电子配置为[Kr]4d^105s^1,其最外层有1个价电子。这个价电子容易离开形成一个阳离子,因此银具有较强的还原性。在化合物中,银通常以+1价存在。银(Ag)的物理性质10.5密度g/cm³961.8熔点℃2162沸点℃25.0导热系数W/(m·K)银是一种银白色金属,具有良好的导电和导热性能,熔点和沸点相对较高。银的密度约为10.5g/cm³,是常见金属中最轻的贵金属之一。银(Ag)的化学性质化学反应性银是一种相对惰性的金属,化学反应性较弱。但在高温条件下会与氧气、硫、磷等发生反应。溶解性银可溶于硝酸和浓硫酸,但不溶于水、盐酸和稀硫酸。在氨水中也能溶解形成配合物离子。电化学性质银具有较强的还原性,在活泼金属电位序中位于铜和金之间。电化学性质使银容易被氧化还原反应。金(Au)的化合价和电子配置化合价金(Au)通常表现出+1和+3两种常见的化合价。在某些特殊化合物中也会出现+2和+5的化合价。电子配置金(Au)的电子配置为[Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s¹。这种电子排布使其在外层拥有三个价电子,从而呈现出+1和+3的化合价。金(Au)的物理性质1密度高金属金的密度为19.32g/cm³,是稀有金属中最密实的。这是由其致密的原子排列构造造成的。2熔点高金属金的熔点为1064.18°C,在常见金属中处于较高水平。这反映了其原子间相互作用强度大。3延展性和韧性强金属金具有极强的可延展性和塑性,可以制成极薄的箔片或拉丝。这与其晶体结构和原子间连接力有关。金(Au)的化学性质1.51电负性较低的电负性使金具有较强的还原性。1964°C熔点金具有极高的熔点,在高温下比较稳定。2.92g/cm³密度金的密度很高,是常见金属中最密的金属。金具有很强的抗氧化性,在常温下不会和氧气发生反应。金也不会和稀硫酸、盐酸等普通酸发