大学化学_第6章_过渡金属元素 (天津大学)
元素化学 第六章过渡元素
V -1.2 (估算值) HNO3，HF 浓 H2SO4 Ni -0.25 稀 HCl H2SO4 等
Cr -0.86 稀 HCl H2SO4 Cu +0.34 HNO3，浓热 H2SO4
Mn -1.17 稀 HCl H2SO4 等 Zn -0.763 稀 HCl 7 H2SO4 等
M /M
2
(n-1)d 轨道与ns 轨道能级差较小。因此，d电子也能参与成键，能
形成大于族数的+2、+3氧化态化合物。它的多变价体现了过渡元素 的特性。
铜族元素化学活性远小于碱金属
这是由于标准电极电势比碱
金属大。且金属活性从Cu → Ag →Au 依次降低（与碱金属相反）。 ∵Z*显著↗，起主导作用；r也↗，但次要，以致离子势 ↗， ∴金 属性降低
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1
过 渡 元 素
1 过渡元素概述
（1）过渡元素包括d区和ds区元素 周期系第ⅢB～ⅦB, Ⅷ, ⅠB～ⅡB元素；
Cr
轻过渡系
重过渡系
（2）价电子构型:(n-1)d1-9ns1-2， (n-1)d10ns1-2。 （3）镧系和锕系称为内过渡元素(电子主要是填充在更内 层的f轨道上，或f 区元素。
金只能溶于王水中 Au+4HCl+HNO3→H[AuCl4]+NO+2H2O Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+（还原性差）
22
过 渡 元 素 —— 铜 银 金
2 铜的重要化合物 2. 1 氧化物 • 氧化铜(CuO)：黑色 • 氧化亚铜(Cu2O)：暗红色 制备：加热氢氧化铜、碱式碳酸铜、硝酸盐都能 得到氧化铜。
5 d区元素的磁性 过渡元素的原子或离子大多存在未成对电子，具 有顺磁性。 成单电子数越多，磁性越强。
过渡金属(Fe,Al,Cu)
I.铁Fe一、铁的结构和性质1.铁是26号元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于过渡元素。
原子结构示意图：主要化合价：+2，+32.铁在金属的分类中属于黑色金属，重金属，常见金属。
纯净的铁是光亮的银白色金属，密度为7.86g/㎝3,熔沸点高，有较好的导电、传热性，能被磁铁吸引，也能被磁化。
还原铁粉为黑色粉末。
3.铁是较活泼的金属元素，在金属活动性顺序表中排在氢的前面。
①跟非金属反应：点燃点燃△3Fe+2O2 == Fe3O42Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S= FeSFe+I2= FeI2②跟水反应： 3Fe+4H2O==(高温)== Fe3O4+4H2③跟酸作用：Fe+2H+=Fe2++H2↑(遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化；与氧化性酸反应不产生H2，且氧化性酸过量时生成Fe3+)④与部分盐溶液反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu Fe+2Fe3+=3Fe2+3.生铁与钢的比较4.炼铁和炼钢的比较①还原剂的生成C+O2CO2CO2+C2CO ②铁的还原Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③炉渣的生成CaCO3CaO+CO2①氧化：2Fe+O22FeOFeO氧化铁水里的Si、Mn、C等。
如C+FeOFe+CO②造渣：生成的硅锰氧化物得铁水里的硫、磷跟造渣材料反应形成炉渣排出。
③脱氧，并调整Mn、Si含量2FeO+Si2Fe+SiO2CaO+SiO2CaSiO31.过渡元素位于周期表中中部从ⅢB～ⅡB族十个纵行，分属于第四周期至第七周期。
过渡元素都是金属，又叫过渡金属。
过渡金属的密度一般比较大，熔沸点较高，有较高的硬度、较好的延展性和机械加工性能，较好的导电、导热性能和耐腐蚀性能。
过渡元素的原子最外层电子数不超过两个，在化学反应中，最外层和次外层都容易失去电子，因此过渡元素有可变化合价。
所以当Fe与弱氧化剂反应时，只失去最外层上的2个电子，形成Fe2+；当Fe与强氧化剂反应时，还能进一步失去次外层上的一个电子，形成Fe3+。
大学化学智慧树知到答案章节测试2023年天津大学
第一章测试1.气体常数R等于8.314 J·mol·K-1 。
A:对B:错答案:B2.在低温高压下实际气体与理想气体状态方程的偏差较大。
A:对B:错答案:A3.混合气体的总压等于各组分气体的分压之和。
A:对B:错答案:A4.只要压力足够大，在任何温度都可以使气体液化。
A:错B:对答案:A5.任何电离气体都是等离子体。
A:对B:错答案:B第二章测试1.某气缸中有气体1.20 L，在197.3 kPa下，气体从环境吸收了8.00×102 J的热量，在等温等压下体积膨胀到1.50 L。
根据热力学第一定律，体积功W和系统的热力学能变化△U分别是。
A:59.2 J和741 JB:-59.2 J和741 JC:59.2 J和-741 JD:-59.2 J和-741 J答案:B2.A:-571.66，-481.8B:571.66，-481.8C:-571.66，481.8D:571.66，481.8答案:B3.A:低于571.6 KB:高于1110.4 KC:低于298.15 KD:1110.4 K和571.6 K之间答案:D4.A:37.8 kJ·mol-1，Kθ = 1.2B:-37.8 kJ·mol-1，Kθ = 12C:37.8 kJ·mol-1，Kθ = 12D:-37.8 kJ·mol-1，Kθ = 1.2答案:A5.A:Kθ = 32.5；不利于反应向右进行B:Kθ = 3.25；有利于反应向右进行C:Kθ = 3.25；不利于反应向右进行D:Kθ = 32.5；有利于反应向右进行答案:C第三章测试1.反应3A+ B→2C+3D在10L的密闭反应器中进行反应，当反应进行了1分钟后，C的物质的量增加了0.6 mol，这个反应的平均速率表达正确的是( ) A:v(C)=0.01mol∙L-1∙s-1B:v(A)= 0.015 mol∙L-1∙s-1C:v(B)= 0.005 mol∙L-1∙s-1D:v(D)=0.0015 mol∙L-1∙s-1答案:D2.某化学反应的反应速率常数的单位是mol∙L-1∙s-1，该反应的级数是（）A:2B:1C:无法判断D:0答案:D3.关于零级反应，下列叙述正确的是（）A:零级反应的反应速率为零B:零级反应的反应速率常数为零C:零级反应的反应速率与起始浓度有关D:对零级反应，其反应速率常数的单位与反应速率的单位相同答案:D4.A:温度升高，正反应速率加快，逆反应速率变慢。
《过渡金属元素》课件
佩戴防护设备：如防护服、 手套、口罩等
遵守操作规程：严格按照 操作规程进行操作
定期进行安全培训：提高 员工安全意识和技能
建立应急处理机制：应对 突发安全事故
遵守法律法规：遵守国家 及行业相关法律法规
定期进行安全检查：及时 发现并消除安全隐患
过渡金属元素废弃物的分类和处理方法 资源化利用的技术和设备 资源化利用的经济效益和社会效益 资源化利用的法律法规和政策支持
氧化还原反应是 化学反应中常见 的反应类型
过渡金属元素在 氧化还原反应中 具有较高的活性
过渡金属元素在氧 化还原反应中能够 形成多种化合物
过渡金属元素在化学反应中具有催化作用 催化作用可以提高化学反应速率 催化作用可以降低化学反应的活化能 催化作用可以改变化学反应的方向和产物
PART FIVE
过渡金属元素在合金 材料中的作用：提高 合金的强度、硬度、 耐磨性等性能
有重要作用
过渡金属元素在自然界中主要以矿物和矿石的形式存在 常见的过渡金属矿物有铁、铜、镍、钴等 矿石是含有过渡金属元素的岩石，如铁矿石、铜矿石等 过渡金属元素在矿石中的含量和分布会影响其经济价值
过渡金属元素在自然界中主要 以矿物形式存在
提取方法：物理提取法、化学 提取法、生物提取法等
纯化方法：溶剂萃取法、离子 交换法、电化学法等
纯化程度：根据应用需求选择 合适的纯化程度
PART FOUR
配位键：过渡 金属元素与配 体形成的化学
键
作用：稳定过 渡金属元素的 电子结构，增 强其化学活性
应用：在化学 反应中，配位 键可以促进过 渡金属元素的
反应速率
例子：铁离子 与水形成配位 键，生成氢氧
化铁沉淀
过渡金属元素在 氧化还原反应中 起到重要作用
6-过渡金属元素分析
氧化数
+3 +4 +5 +6 +7 +8 +3 +2 +1 +1 +4 +4 +3 +2
2. 从上往下, 高氧化数化合物稳定性增加
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（3）易形成配合物
• 过渡元素的离子或原子具有能级相近的外电子轨道 (n-1)d、ns、np，过渡元素的原子或离子容易形成配
合物。
• 以d、s、p组成的杂化轨道和配体孤对电子成键形成 配合物，最常见的杂化轨道为sp3、dsp2、d2sp3等。
第6章 过渡金属元素
6.1 过渡元素的通性 6.2 ⅣB~ⅥB族金属元素及其化合物 6.3 ⅦB~ⅧB族金属元素及其化合物 6.4 稀土金属及其应用
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1
• 过渡元素是指长周期表中d区和ds区元素，在周期 表中包括IIIB族~IIB族。通常按同元素的性质相 近把过渡元素分成三个系列。
族
• 钛在常温虽是密排六方晶格，但其轴比（c/a=1.587） 要较其他密排六方晶格小（Mg的c/a=1.623），所 以加工性好。
• 金属钛有优良的抗腐蚀性，在空气中很稳定。
• 钛在酸性介质中的电极电势为EӨTi2+/Ti= -1.63V， EӨTiO2+/Ti= -0.882V，所以钛有很强的还原性。
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2
• 过渡元素是指长周期表中d区和ds区元素，在周期 表中包括IIIB族~IIB族。通常按同元素的性质相 近把过渡元素分成三个系列。
族
周期
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIIIB
IB IIB
第一过渡系 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
无机化学过渡元素PPT课件
H2O
Cl–
H2O
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
H2O
Cl-
H2O Cl
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
Cl– H2O H2O
Cl H2O
H2O
Cr H2O
H2O H2O
Cl– Cl– H2O
Cl–
Cl
Cl–
H2O
Cr
H2O
H2O
H2O H2O H2O
三、铬(VI)的重要化合物
2CrO42-(yellow) +2 H+ Cr2O72- (Orange red) + H2O
/programs/view/klU8lPkTF9A/
例如，镍-钛合金在40oC以上和40oC以下 的晶体结构是不同的，但温度在40oC上下变 化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态 发生变化。这里，40oC就是镍-钛记忆合金 的“变态温度”。各种合金都有自己变态温 度。
p酸H性<条2：件C下r，2OC7r22-O为72主-的，C具lp-有H强>6氧：化C性rO42-为C主l2 。
Cr2O72- +
IH+
SO32-
I2 SO42- + Cr3+
Fe2+
Fe3+
H2S
S
怎样判断洗液失效？
200
Orange red
Cr O 227
G KJ.mol-1
100 Cr
0
-100
离子鉴定CrO42-
加H2O2和乙醚
乙醚
CrO42- + 2H2O2 +2H+ = 3H2O + CrO5(blue)
讲座海报耿延候-天津大学
“有机光电子学”课程系列讲座（二）
有机光电材料化学基础 —过பைடு நூலகம்金属催化的偶联反应
报告人： 耿延候 教授 时 地 间： 2018年9月6日（周四） 10:25-12:00 点： 天津大学北洋园校区32楼B-120
个人简介
职务职称：天津大学材料科学与工程学院，先进高分子材料研究所，教授。 学习工作经历： 1991年毕业于上海交通大学应用化学系，1996年于中国科学院长春应用化学研究所获
报告摘要
过渡金属催化的偶联反应已经广泛应用于有机和高分子光电功能材料的合成中，报告主要介绍该 类成键反应的反应机理、试剂制备以及应用实例，涉及的偶联反应主要包括：(1) Yamamoto偶联反应 ；(2) Suzuki、Stille和Kumada等交叉偶联反应；(3) 直接芳基化反应。报告还将介绍这些反应在共轭聚 合物合成中的应用。
得博士学位。1998-2003先后在香港科技大学、德国马普高分子研究所（“洪堡”奖学金获得者）和美
国罗彻斯特大学从事访问研究。2003-2015年期间任中国科学院长春应用化学研究所研究员，目前任天 津大学材料学院教授、博士生导师。 研究成果：主要从事光电功能高分子的研究，研究兴趣有：（1）有机/高分子半导体材料及其应用；（ 2）新型芳香稠环化合物及其共轭聚合物；（3）共轭聚合物的合成方法。已发表学术论文180余篇，论 文他引6000余次，申请和获授权发明专利20余项，获国家自然科学二等奖和吉林省科技进步一等奖各1 项。 荣誉奖励：中国科学院“百人计划”（2003）、“国家杰出青年基金”（2005）和国务院政府特殊津 贴（2011）获得者，2014年入选科技部“中青年科技创新领军人才”，2016年入选中组部第二批“万 人计划”。
《过渡元素化学》课件
化学工业：用 航空航天工业： 于制造催化剂、 用于制造耐高 染料、农药等 温、耐腐蚀的
合金材料
核工业：用于 制造核燃料和 核反应堆的部
件
环保工业：用 于处理废水、 废气等污染物
过渡元素在生物体内 的作用：如铁、铜、 锌等在血液、骨骼、 神经等系统中的作用
过渡元素在药物中 的应用：如铁、铜、 锌等在药物中的作 用
汇报人：
原子结构：过渡元素原子核外电子排布具有周期性规律 电子排布：过渡元素原子核外电子排布具有周期性规律 电子排布特点：过渡元素原子核外电子排布具有周期性规律 电子排布规律：过渡元素原子核外电子排布具有周期性规律
金属性：过渡元素中，金属性最强的是铼，最弱的是铋 非金属性：过渡元素中，非金属性最强的是铋，最弱的是铼 电离能：过渡元素中，电离能最高的是铼，最低的是铋 过渡元素的物理性质与其金属性和非金属性有关，电离能是衡量元素化学性质的重要指标
磁性：过渡 元素具有磁 性，其中铁、 钴、镍等元 素具有较强 的磁性
热导率：过 渡元素的热 导率较高， 其中铜、银 等元素具有 较高的热导 率
电导率：过 渡元素的电 导率较高， 其中铜、银 等元素具有 较高的电导 率
熔点：过 渡元素的 熔点较高， 其中钨、 钼等元素 具有较高 的熔点
硬度：过 渡元素的 硬度较高， 其中钨、 钼等元素 具有较高 的硬度
应用：氧化物和氢氧化物在工业、化学实验和日常生活中有广泛的应用，如催化剂、颜料、药物等
盐类：过渡元素与 酸或碱反应生成的 化合物，如氯化铁、 硫酸铜等
络合物：过渡元素 与有机配体形成的 化合物，如铁氰化 钾、铜氨络合物等
性质：盐类和络合物 具有不同的物理和化 学性质，如颜色、溶 解度、稳定性等
过渡金属离子gaiPPT优秀课件
四 五 六 七
f 区 镧系，锕系内过渡元素。
2021/5/25
4
核外电子填充顺序
Fe原子：
Fe3+离子：
2021/5/25
5
过渡金属元素简介
过渡元素是指元素周期表中那些原子自身或 者他们形成离子或化合物时含有未满d电子壳 层的元素区的一系列元素，因其皆为金属元 素，故又称过渡金属。所以，过渡金属元素 包括d区和ds区元素，但不包括f区的内过渡 元素，这些元素不仅含有未满的d壳层，还有 未满的f壳层，因其在地壳中的丰度很低，资 源稀少，又极有价值，故被称为稀土元素。 过渡金属元素的一个周期称为一个过渡系， 第4、5、6周期的元素分别属于第一、二、三 过渡系。
过渡金属离子
2021/5/25
主讲： 宁 进 良 答疑：周骞 王浦
1
过渡金属元素
主要内容
过渡金属离子 与颜色
过渡金属离子 与磁性
过渡金属 离子
过渡金属离子 与催化
2021/5/25
2
过渡金属元素
2021/5/25
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d区 (n-1)d1~9 ns1~2 (例外 Pd 4d10 5s0 ) ds区(n-1)d10 ns1~2
1. 同一周期 IIIB
VIIB
VIII
最高氧化态 +3
+7
+6
最高氧化态氧化性↗
最高氧化态稳定性↘ 低氧化态稳定性↗
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过渡金属离子与磁性
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固体的磁性 固体的磁性在宏观上是用物质的磁化率x来描写
的。对于具有立方对称结构的晶体或各向同性的 磁性材料，在外磁场H中，其磁化强度：M=xH 按照磁化率x的数值，固体的磁性可分成下面几 类： （1）逆磁体 （2）顺磁体 （3）铁磁体 （4）亚铁磁体 （5）反铁磁体
大学化学_第6章_过渡金属元素 (天津大学)
H2O
OH
H2O
H2O
Fe
Fe
H2O
H2O
OH
H2O
H2O
Fe3+水解最终产物：Fe(OH)3
•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)
2.水溶液中的配合反应 •氨配合物
Ni(2O H62)+ Ni(N3H)62+
注1：
加入NH4Cl促使平衡右移 实验时先加入NH4Cl,后加入NH3•H2O看不到蓝色。
(n-1)d1-10ns1-2
3. 过渡金属元素的原子半径
4. d区元素的第一电离能
总趋势：同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。
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
密度最大的单质：锇(Os)
•导电性，导热性，延展性好。
CrO24-(黄)
Ag+ Ba2+ Pb2+
6.3 锰及其重要化合物
6.3.1 锰的单质 6.3.2 锰的化合物 6.3.3 水溶液中的锰离子及其反应
6.3.1 锰的单质
锰分族(VIIB)：Mn Tc Re
价电子构型：(n-1)d5ns2
锰的存在：软锰矿(MnO2•xH2O)
1、锰单质的性质： •白色金属，硬而脆 •活泼金属：E (Mn2+/Mn) = -1.182V
• E(MnO2/Mn2+) =1.224 V
6.4 铁 钴 镍
6.4.1 铁、钴、镍的单质 6.4.2 铁、钴、镍的化合物
大学化学6.3 ⅦB,ⅧB族金属元素及其化合物
中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢)。 空气和水对钴、镍和纯铁稳定，含杂质铁 在潮湿空气中形成棕色铁锈。
冷浓硫酸可使铁钝化，冷浓硝酸可使铁、 钴、镍钝化。
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Fe(铁) Co(钴) Ni(镍)
价电子构型 3d64s2
3d74s2 3d84s2 Nhomakorabea常见氧化数 +2、+3、(+6) +2、+3 +2、+3
Fe
+5CO
20MPa [Fe(CO)5]
200~250°C5CO+ Fe (高纯)
15
氧化
Fe(OH)3(红棕色)
Co2+ Co(OH)2(粉红色) Ni2+ Ni(OH)2 (浅绿色)
加入过量氨水 沉淀不溶解
沉淀不溶解
[Co(NH3)6]2+(土黄色)
氧化
[Co(NH3)6]3+(红褐色) [Ni(NH3)6]2+(蓝色)
12
加入KCN Fe2+ Fe(CN)2(白色)
KCN加入过量 [Fe(CN)6]4-(土黄色)
主要矿物
磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2)
辉钴矿 镍黄铁矿
(CoAsS) (NiS·FeS)
钢铁工业最重要 制造合金 制造合金
主要用途 的产品和原材料 制造合金
金属制品 的保护层
11
2.铁、钴、镍的配合物
加入氨水
Fe3+ Fe(OH)3(红棕色)
Fe(OH)2(白色)
Fe2+
Fe3+——黄血盐溶液 K++Fe3++[Fe(CN)6]4- → [KFe(CN)6Fe] (普鲁士蓝)
过渡元素的结构特点与基本性质
过渡元素的结构特点与基本性质元素周期表中第四、五、六七周期元素中，第ⅢB~ⅤⅢ族，共25种元素，统称为过渡元素。
过渡元素的单质都是金属，所以也称为过渡金属元素。
见表16.1.5s0，是一种例外的电子排布)。
镧系、锕系的元素的电子排布，增加的电子填入(n-2)f亚层，例如：57La 4f 05d1 6s 2，在结构上，它们最外层二个电子层都是未充满的，因此在元素周期表的划分上不属于过渡金属元素，而属于内过渡元素。
也称之为镧系、锕系元素。
镧系57La ~ 71Lu （15种元素） 4f 0~145d0-1 6s2锕系89Ac~103Lr铹（15种元素）5f 0~146d0~1 7s216.1.1 价电子构型过渡金属价电子构型的通式为：(n-1)d1~9 ns1~2。
原子核外电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则。
L. Pauling 原子轨道近似能级图如下：1s; 2s 2p ; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p ; 7s 5f 6d也有一些电子排布例外的情况，例如：Z = 24，41 ~ 46：Nb 铌4d45s1不是4d35s241W 钨 5d46s2不是4d55s142Ru 钌4d75s1不是4d65s244Rh 铑4d85s1不是4d75s245Pd 钯4d105s0 不是4d85s24616.1.2 氧化态的规律过渡金属元素常表现为多种氧化态，其根本原因在于内层电子的排布，过渡金属外层电子排布为：(n-1)d1~9 ns1~2 ，(n-1)d轨道与ns轨道能量相近，部分(n-1)d电子参与成键。
例：Mn：+2 ~ +7均出现，主要+2，+3，+4，+6，+7.Fe：+2 ~ +6均出现，主要+2，+3，+6.过渡金属元素的最高氧化态与所在的族相等，最高氧化态= 所处的族数例：Sc +3 Ⅲ3d14s2Cr +6 Ⅵ3d54s1Mn +7 Ⅶ3d54s1但Ⅷ族：多数最高氧化态小于其族数，是因为随着有效核电荷的增加（Z *↑），不是所有(n-1)d 电子都参与成键。
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PbCrO4
3、 Cr2O72-的氧化性
4、 重铬酸盐的不稳定性
• (NH4) 4Cr2O7
Cr2O3 + N2 + 4H2O
演示实验：火山爆发
洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）
铬酐 (暗红色，针状)
小结：
H
+Cr
O2，△
H+ H+ Fe2+
Cr2O3(s,绿) △ Cr(OH)3 (灰绿)
OH H+ Ag2CrO4(s,砖红) BaCrO4(s,柠檬黄) PbCrO4(s,黄)
Ag+ Ba2+ Pb2+
6.3 锰及其重要化合物
6.3.1 锰的单质
6.3.2 锰的化合物
6.3.3 水溶液中的锰离子及其反应
6.3.1 锰的单质
锰分族(VIIB)：Mn Tc Re 价电子构型：(n-1)d5ns2 锰的存在：软锰矿(MnO2•xH2O)
OHCo(OH)2(s,粉红) NaClO
OHNi(OH)2(s,果绿) NaClO
Fe(OH)3(s,红棕)
HCl Fe3+
Co(OH)3(s,红棕)
NiO(OH)(s,黑)
浓HCl Ni2+
Co2+（CoCl2 4,蓝）
Co(NCS)42（丙酮）
浓HCl
鉴定：Fe(NCS)n3-n 血红
[KFe(CN)6Fe]x(s,蓝)
黄色
晶体为红色
3.离子的鉴定 Fe离子的鉴定： [KFeⅢ (CN)6FeⅡ]x 的结构
Fe2+的鉴定：(酸性条件)
滕氏蓝 Fe3+的鉴定：(酸性条件)
普鲁士蓝
Cu2+的鉴定：(弱酸性) S2-的鉴定： 红棕
K+的鉴定： 六亚硝酸合钴(Ⅲ)酸钾
•Ni离子的鉴定
Ni(DMG)2：
小结：
Fe2+ H+ Fe(OH)2 NH3 · H2 O Fe2+ 淡绿
1、锰单质的性质： •白色金属，硬而脆 •活泼金属： E (Mn /Mn) = -1.182V
2+
•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：①鉴定Mn2+常用NaBiO3 ②酸化时用HNO3 ③C(Mn2+)很低时，很灵敏
H 2O
OH
[Fe(OH)(H2O)5]2+
Fe
H 2O
OH
H 2O
Fe
H 2O
H 2O H 2O Fe3+水解最终产物：Fe(OH)3
•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)
2.水溶液中的配合反应
•氨配合物
2+ 2+ Ni(H2O)6 Ni(NH3 )6
6.2.1 铬的单质
6.2.2 铬的化合物
6.2.3 水溶液中离子及其反应
6.2.1 单质铬性质
① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。
② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活
泼性下降。 ③ 无膜金属与酸的反应
在冷、浓硝酸中钝化。
6.2.2 铬的重要化合物
Cr的价电子构型: 3d54s1 重要的化合物有：
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 (Ⅱ) Fe(Ⅱ) Co(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Cu(Ⅱ) Zn(Ⅱ)
水合离子呈现多种颜色。
6.2 铬 及其重要化合物
2、MnO2的氧化性 •黑色无定形粉末，不溶于水和稀酸 •热稳定性： 530 C 3MnO2 Mn3 O 4 + O 2
•氧化性强（主） EA (MnO2 /Mn2+ ) = 1.229V
MnO2 + 4HCl(浓) Cl 2 + MnCl2 + 2H2 O 2MnO2 + 2H 2SO 4 (浓) 2MnSO 4 + O 2 + 2H2 O
(常温分解)
*
* * 小 小
稳 定 性
* *
大 I-
* 大
稳定性
① FeCl3有明显的共价性，易潮解。 蒸汽中形成双聚分子 ② CoCl26H2O变色硅胶。 CoCl26H2O 粉红色
52.5℃
CoCl22H2O 紫红
90℃
CoCl2H2O 蓝紫
120℃
CoCl2 蓝色
Fe(Ⅱ), Co(Ⅱ), Ni(Ⅱ)的硫化物
注 1：
加入NH4Cl促使平衡右移 实验时先加入NH4Cl,后加入NH3•H2O看不到蓝色。
注 2：
• 硫氰配合物
异硫氰合铁(Ⅲ)配离子 鉴定Fe3+
四异硫氰合钴(Ⅱ)配离子 鉴定 Co2+ 实验中用固体KSCN或NH4SCN
•氰配合物
碱性条件下分解：
常用盐：K4[Fe(CN)6] 黄血盐
K3[Fe(CN)6] 赤血盐
• E(MnO2/Mn2+) =1.224 V
6.4 铁 钴 镍
6.4.1 铁、钴、镍的单质 6.4.2 铁、钴、镍的化合物
6.4.3 水溶液中铁、钴、镍的
离子及其反应
6.4.1 铁、钴、镍的单质
Ⅷ族 Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt 铁系 铂系
最高氧化值不等于族序数。
1. 存在 •赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：Fe3O4；
•黄铁矿：FeS2；
•辉钴矿：CoAsS；
•镍黄铁矿：NiS· FeS；
2.单质的物理性质 •白色金属，磁性材料； •Fe，Co和Ni熔点接近。
3.单质的化学性质
•与稀酸反应(Co，Ni反应缓慢) •钝化 浓、冷HNO3可使Fe，Co，Ni钝化； 浓H2SO4可使Fe钝化。
•纯Fe，Co，Ni在水、空气中稳定；
FeS 6.3×10-18 黑色、不溶于水 稀 酸 溶 性 CoS 4×10-21 NiS 3.2×10-19
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(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的水溶液 •水解性
Fe3+进一步水解：
[Fe(OH)2(H2O)4]++H+ 2[Fe(H2O)6]3+ [(H2O)4 Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+ 水合铁离子双聚体 +2H+ 结构： H 2O H 2O
-
-
2M(OH) 2MCl2 + Cl 2 + 6H 2O 3 + 6HCl(浓) 还原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Ni(Ⅱ) M=Co,Ni
卤化物 小 Fe(Ⅲ) 小 FFeF3
氧化性 Co(Ⅲ)
CoF3
(350℃分解)
大
Ni(Ⅲ)
*
大
还 原 性
Cl- FeCl3
Br- FeBr3
CoCl3
Co(NH3)63+红 O2 Co(NH3)62+黄 NH3· H2 O Co(OH)Cl(s,蓝) NH3· H2 O Co2+(Cl-) 粉红 Ni(NH3)62+蓝
NH3 · H2O
Ni2(OH)2SO4浅绿 NH3 · H2 O Ni2+(SO42-) 淡绿
OHFe(OH)2(s,白) O2
Cr2O3 (铬绿)
K2CrO4(铬酸钾，黄色） K2Cr2O7(重铬酸钾，橙红色）
1、Cr(Ⅲ)的还原性
2、Cr2O72-与CrO42-间的转化
•pH值的影响
pH≤1.2：Cr(Ⅵ)100%以Cr2O72-形式存在； pH≥11： Cr(Ⅵ)100%以CrO42-形式存在。
Hale Waihona Puke •溶解度的影响K2Cr2O7
△
Cr2+
OH -
(NH4)2CrO4(橙黄) Cr(OH)4(亮绿) H2O2 Cl2 Br2 ClO2CrO4(黄)
O2 Zn 氨水或适量OH 3+
Cr
过量OH H+
22S2O8 SO3 , H2S I -(Cl-)
Sn2+,
2Cr2O7(橙红)
H2O2 + H 乙醚 Ag+ Ba2+ CrO(O2)2 Pb2+ (蓝)
天蓝
Ni(DMG)2(s,鲜红)
(n-1)d1-10ns1-2
3. 过渡金属元素的原子半径
4. d区元素的第一电离能
总趋势：同周期 左右由小大,幅度不大。
同副族 不规律。
6.1.2 过渡金属元素的物理性质
•熔点、沸点高 •硬度大 熔点最高的单质：钨(W) 硬度最大的金属：铬(Cr)
•密度大
密度最大的单质：锇(Os)
•导电性，导热性，延展性好。
第6章
过渡金属元素
6.1 过渡金属元素的通性
6.1.1 过渡元素的原子半径和电离能 6.1.2 过渡元素的物理性质 6.1.3 过渡元素的化学性质 6.1.4 过渡元素的氧化态 6.1.5 过渡元素离子的颜色
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