北师大版无机化学课件 d区金属共119页
无机化学ds区、d区和f区过度元素ppt课件
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8.2 铜族和锌族化合物 8.2.1 概述 价电子构型： (n-1)d10ns1-2 对于铜族元素，又称IB族，可失去s上的电子，又可失 去d上电子，氧化数+1、+2、+3。常见的是：Cu→+2， Ag→+1，Au→+3。 因 IB 族离子具有较强的极化力，变形性也大，故其二 元化合物一般有相当程度的共价性，难溶于水。 对于ⅡB族，只能失去最外层2个电子，形成+2价化合 物。汞有+1（以双聚离子[Hg-Hg]2+形式存在） 从 Zn2+→Cd2+→Hg2+ 极化力和变形性依次增强，当与 易变形的阴离子形成的化合物，有相当程度的共价性， 所以Hg2+的这类化合物溶解度较小，且显色。
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AgNO3： 最重要的可溶性银盐，Ag与65%HNO3，反应后制得， Ag+具有氧化性 。 遇光或加热易分解而析出银，注意保存在棕色瓶中。 2AgNO3→2Ag+2NO2+O2 AgI在人工降雨中作冰核形成剂 HgCl2： Hg取sp杂化，为共价化合物，直线构型。熔点较低 （280℃），易升华，故俗名升汞，能溶于水（25℃， 7g/100g水），有毒，稀溶液可杀菌，∴外科用作手术器 械的消毒剂。
无机化学ds区 、d区和f区过 度元素
8.1 过渡元素概述
8.1.1 基本划区 价电子构型：(n-1)d1-10ns1-2 铜族:货币元素 锌族：低熔点重金属；汞（常温下唯一的一种液体金属） 钒族：酸土元素 铁系元素 铂系元素 镧系元素和锕系元素
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8.1.2 过渡元素的特性 ● 过渡元素都是金属 ● 许多元素形成多种氧化态 除了s电子参与成键，d电子也部分或全部参与成键（ ⅡB族除外） ，从而导致丰富的氧化还原行为。 ● 过渡元素的水合离子多具有特征颜色 过渡元素的离子在水溶液中常呈现一定的颜色，这与该 离子存在未成对d电子有关， d-d跃迁，一般d0， d10没有颜 色。 ● 形成配合物的能力比较强 过渡元素的离子存在空的ns，np和部分填充或全空的(n1)d轨道，可接受配位体的出对孤对电子。
化学奥赛北师大版无机化学课件ds区金属
2CuCl↓+SnCl4 2CuCl↓+H2SO4+2HCl 2CuCl↓
2Cu2+ + 4I – ==== 2CuI↓+ I2 Ө(Cu2+/CuI)=0.86V； Ө(I2/I–)=0.536V
常用此反应以碘量法定量检测Cu2+含量
18
性质
蓝色 28
3. Cu(II)与Cu(I)的相互转化
•水溶液中：稳定性 Cu(I)<Cu(II)
Cu2+
C0.u1+58V
Cu
0.522V
2020/11/29
Ө(右)＞ Ө(左)，Cu+易歧化，不稳定。 •因此一价铜化合物只存在于较稳定的配合物中或者是存在于难溶物中。
2Cu+ Cu2++Cu ， =1.4×106
溶解无色溶液放置或摇动后无变化的为的为agcl白色难溶物很快转变黑色难溶物的为hg相关的特殊试剂hgcl氯化亚汞hg氯化物氯化亚汞甘汞医药上用作轻泻剂化学上常用作甘汞电极在亚汞化合物中汞式出现氧化数为1是一种不溶于水的白色粉末无毒略甜俗称甘汞两个hg以共价键结合共价数是2hgcl制备
化学奥赛北师大版无机化学课件ds区金属
Ag + 4HNO3(浓) === AgNO3 + NO2 + H2O Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2 + 2H2O 2Ag + 2H2SO4(浓) === Ag2SO4(s) + SO2 + 2H2O
Au + 4HCl(浓) + HNO3(浓) === H[AuCl4] + NO(g) + 2H2O
无机化学课件——第十九章 d区元素
OH
H
(亮绿色)
Cr(OH)
4
H2O Cr2O3 (绿)
19.2.3. 水溶液中离子及其反应
1.Cr(Ⅲ)的盐
Cr（2 SO
4）3，KCr(SO
）
42
12H
2O,
CrCl3
•水解
[Cr(H 2O）6 ]3
[Cr(OH)(H 2O）5 ]2 H
K 104
2Cr3 3S2 6H2O Cr(OH）3(s) 3H2S(g) 2Cr3 3CO32- 3H2O 2Cr(OH）3(s) 3CO2 (g)
2
O
-0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2
-1.4
Cr
-1.3
•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
2Cr 2H 2SO4 (浓) Cr（2 SO4）3 3SO2 H2O 在冷、浓硝酸中钝化。
•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色
[Cr(H2O）6 ]Cl3紫色，[Cr(H2O）5Cl]Cl2 H2O蓝绿色 [Cr(H2O）4Cl2 ]Cl 2H2O绿色
2.Cr2O72-与CrO42-间的转化
•pH值的影响
2CrO
2 4
2H
(黄)
2HCrO
4
Cr2O
2 7
H
2
O
(橙)
pH<2：Cr2O72-为主 pH>6：CrO42-为主
•还原性
酸性条件：E (Cr2O72 / Cr3 ) 1.33V
北京大学无机化学课件
第一章 酸碱化学
1. 元素在周期表中的酸碱性 2. 酸碱质子理论和酸碱概念的相对性 3. Lewis酸碱 4. 软硬酸碱
1.元素在周期表中的酸碱性
元素周期表中酸性和碱性元素的分布区域
第一过渡系金属的氧化态和酸性的关系
2. 酸碱概念的相对性
醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO
EDTA
配位数（coordination number,CN )和配位点
Ag(NH3)2+ CN=2, Cu(CN)2- CN=?
Zn(EDTA)2- CN=6,
配位数 化学计量比 配位数 配体数
二.常见的配体
1. 单齿配体(monodentate ligands）
F、Cl、Br、I、
NH3 、NR3 、PR3、PPh3、P(OR)3,
多齿配体
-OOC -OOC
NCH2CH2N
COOCOO-
六齿配体 EDTA
L
N
N
Co
O
O
四齿配体
二水杨醛缩乙二 胺合钴Co(Salen)
EDTA配合物的结构
三.配合物的几何构形
❖配位数2 (D∞h ) ❖配位数3 (D3h)
❖配位数4 （D4h和Td 点群） ❖ 配位数5 （D3h和T4v 点群） ❖ 配位数6 （Oh, D4h , D3h , D3d , D2h点群） ❖ 配位数8 （D4d四方反棱柱 , D2d 12面体 ）
K2Pt(CN)4.0.3Br.3H2O 配合物(分子导线)
2. 基础研究: 量子化学为基础, 波谱学方法 新型无机化合物的合成, 反应机理, 结构表征
无机化学课件：第8章 d区、ds区元素
稳定性增大
2 V2+(aq) + 2 H3O+(aq)
2V3+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l)
2 Cr2+(aq) + 2 H3O+(aq) Mn2+(aq)
2 Cr3+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l)
Ni和Cu(当然还有Zn)的稳定水合离子只能是二价的
3. 同族元素族氧化态稳定性变化趋势
8.1.1 金属单质的物理性质
(1) 原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-2
(2) 原子半径和电离能
总趋势: 同周期 左→右 小→大 同副族 不规律
(3) 金属单质的物理性质 ●熔点、沸点高
熔点最高的单质： 钨(W) 3683±20℃
●硬度大 硬度最大的金属：铬(Cr) 摩氏 9.0
d 区金属自左至右族氧化态稳定性下降和低氧 化态稳定上升的趋势可以理解为核电荷逐渐增加， 对价层电子控制能力逐渐加大的结果。
d 电子组态 d1 d2
d3
d4
d5 d6 d7 d8
d9 d10
M2+(aq) Sc2+ Ti2+ V2+ Cr2+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+
d区元素显示出许多区别于主族元素的性质
● 熔、沸点高，硬度、密度大的金属大都集中在这一区 ● 不少元素形成有颜色的化合物 ● 许多元素形成多种氧化态从而导致丰富的氧化还原行为 ● 形成配合物的能力比较强，包括形成经典的维尔纳配合物
和金属有机配合物 ● 参与工业催化过程和酶催化过程的能力强
北师大版无机化学第22章ds区元素[北]资料
![北师大版无机化学第22章ds区元素[北]资料](https://img.taocdn.com/s3/m/9877996f76eeaeaad0f33043.png)
制备 热分解
Cu + 2 H2SO4(浓) 2 Cu + 2 H2SO4(稀) + O2
CuSO4 + SO2 + 2 H2O 2 CuSO4 + 2 H2O
CuSO4 ·5 H2O 也算是一个配合物，受热时脱水过程如下：
CuSO 4 5H2O 102CCuSO 4 3H2O 113C
CuSO 4 H2O 258CCuSO 4
H[AuCl 4 ] NO(g) H2O
10
22.1.3 铜族元素的重要化合物
一 铜的化合物
1、氧化态为+I的化合物
氧化物 有两种：黑色氧化铜 (CuO) , 红色氧化亚铜(Cu2O)
自然界对应存在赤铜矿
制备
2 CuSO4 2 Cu(NO3)2 4 CuO
加热 加热
1273K
2 CuO + 2 SO2 + O2 2 CuO + 4 NO2 + O2 2 Cu2O + O2
氧化性 铜在酸性溶液中的拉蒂麦尔图（元素电势图）：
+3 CuO+
1.8
+2
+1
Cu2+ +０.１５８ Cu+
0 +0.52 Cu 0
0.340
[Cu(NH3)4]2+ 0.10 [Cu(NH3)2] + - 0.10 Cu ● 水溶液中的 Cu(Ⅲ)物种是很强的氧化剂，足以将水氧化而本
身还原为Cu(Ⅱ)； ● Cu(I)物种在水溶液中不稳定，歧化产物为Cu(Ⅱ) 和 Cu(0)
Ag和Au在矿石中含量很低(高品位的很少),通常采用氰化法. 4Ag +8NaCN +2H 2O +O2 = 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH Ag2S + NaCN = 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
北师大版无机化学第一章课件
1909 年 美国人 Millikan 用油滴实验测电子的电量
1911 年 英国人 Rutherford 进行 粒子散射实验，提出原子的有核模型
1913 年 丹麦人 Bohr
提出 Bohr 理论 解释氢原子光谱
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
处于激发态的 电子不稳定，可以跃迁到离核 较近的轨道上，能量差以电磁波的形式辐射
ν E2 E1 h
E：轨道能量(Orbital Energy)
ν ：频率( Frequency )
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
学 什 么？
在掌握原子结构、分子结构和晶体结构 的基础上、较系统、全面地学习各族元素重 要单质及其重要化合物的存在、制备、结构 特点、性质及其规律性变化和重要应用。
College of Chemistry & Materials Scniversity
无机化学（下）
主讲：高道江 (Prof & Dr) Email:daojianggao@
Tel:13981749369
《无机化学》-原子结构与元素周期系
College of Chemistry & Materials Science
（2）表达式
1
大学无机化学课件
第24章 d区金属（二）第五、第六周期d区金属[教学要求]1．掌握第五、第六周期d区金属的基本特征及其周期性规律。
2．了解锆铪分离和铌钽分离。
3．了解VIB族钼、钨元素及其重要化合物的性质和用途；掌握同多酸、杂多酸及其盐的概念。
4．了解铂系元素及其化合物的性质和用途以及铂系金属周期性规律。
[教学重点]第五、第六周期d区金属的基本特征；同多酸、杂多酸及其盐。
[教学难点]锆铪分离和铌钽分离，同多酸、杂多酸。
[教学时数]4学时[主要内容]1．第五、第六周期d区金属的基本特征及其周期性规律。
2．锆和铪的单质、氧化物、卤化物、配合物的性质，锆和铪的分离。
3．铌和钽的单质、氧化物、水合氧化物、卤化物的性质，铌和钽的分离。
4．钼和钨的单质、氧化物、含氧酸、同多酸、杂多酸及其盐的性质。
5．锝和铼的单质、氧化物、含氧酸、配合物的性质。
6．铂系元素的单质、氧化物、含氧酸、卤化物、配合物的性质。
[教学内容]24-1 基本特征d区金属（二）范围：第五周期由Y到Pd元素和第六周期由La到Pt元素原因：第二过渡系元素(Y~Pd)和第三过渡系元素(La~Pt)有许多相似的性质，它们与第一过渡系元素相比，又有一些显著的差别。
特征：1.基态电子构型特例多；2.原子半径很接近；3.密度大，熔点、沸点高；4.氧化态稳定，低氧化态不常见；5.配合物的配位数较高，形成金属—金属键的元素较多；6.磁性要考虑自旋—轨道偶合作用。
24-2 锆和铪一、 存在、制备与分离存在：主要矿石为锆英石ZrSiO4和斜锆石ZrO2。
制备：将锆矿石转变为氯化物，然后以活泼金属在氩气中还原为金属粗锆。
粗锆与碘共热转变为碘化物，热分解碘化物制金属锆。
ZrSiO4＋4C = ZrC + SiO2 + COZrC + 2Cl2 = ZrCl4 + CZrCl4+ 2Mg = 2MgCl2+Zr(粗锆)Zr(粗锆) ＋ 2I2＝ZrI4ZrI4＝ Zr ＋ 2I2Zr和Hf的分离：离子交换法和溶剂萃取法。
化学奥赛北师大版无机化学课件d区金属
为什么在由 TiO2 制备TiCl4 时，反应 中要加入 C 而不能直接由 TiO2 和 Cl2 反应 来制取？
单独的氯化反应 TiO2 (s) +2Cl2 (g) = TiCl4(l) + O2 (g) , 在25℃时的 G θ 151kJ mol 1 , 即便增加温度也无济于事，
θ 1 因为它是一个熵减反应， 如果把反应 S -38.3kJ mol 。
23.2.2 氧化态
有多种氧化态。红 色为常见的氧化态。
同
周
期
d 区金属自左至右高氧化态稳定性下降 和低氧化态稳定上升的趋势可以理解为核电 荷逐渐增加，对价层电子控制能力逐渐加大 的结果.
同周期
为什么 p 区元素氧化数的改变往往是 不连续的，而 d 区元素往往是连续的？
● p 区元素除了单个 p 电子首先参与
（3）是较活泼的金属，但表面易形成氧化膜。 TiO2+ 0.10V Ti3+ –0.37V Ti2+ –1.63V Ti | –0.86V | （4）用途广泛：飞机、潜艇材料, 可 增加深度 80%， 达 4500 m 以下； Ni-Ti记忆合金；人造关节等.
时间 1957 1968 45053 1978 104005 1990 210000 2000 420000
HfO2 + 4H+ + 4e-
Hf + 2H2O
Eq = -1.57V
破坏氧化膜 MO2 + 4HF → H2[MF6] + 2H2O 金 属 溶 解 M + 6HF + 4HNO3 → H2[MF6] + 4NO2 + 2H2O
Ө(Ni2+/Ni) =－0.26V
第23章d区金属第四周期d区金属
第23章d区⾦属第四周期d区⾦属第23章 d区⾦属（⼀）第四周期d区⾦属[基本要求]1．掌握过渡元素的价电⼦构型特点及其与元素通性的关系。
2．掌握第四周期d区⾦属元素氧化态、最⾼氧化态氧化物及其⽔合氧化物的酸碱性、氧化还原稳定性、⽔合离⼦以及含氧酸根颜⾊等变化规律。
3．掌握第⼀过渡系元素Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的单质及化合物的性质和⽤途。
[教学重点]1．过渡元素的价电⼦构型特点及其与元素通性的关系。
2． Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni的单质及化合物的性质。
[教学难点]第四周期d区⾦属元素氧化态、最⾼氧化态氧化物及其⽔合氧化物的酸碱性、氧化还原稳定性、⽔合离⼦以及含氧酸根颜⾊等变化规律。
[教学时数] 6学时[教学内容]23-1 引⾔d区⾦属：在元素周期表中具有部分填充的d电⼦的过渡元素，因都是⾦属，称为d区⾦属。
过渡元素: 具有部分充填d或f电⼦元素。
过渡元素在周期表中的位臵ⅢB- Ⅷ价电⼦构型：d 区: (n-1)d1-9ns1-2 （Pd 4d105s0 ）f 区：（n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2过渡元素按电⼦层结构划分外过渡族元素（d 区元素）和内过渡元素（f区元素）按周期划分为三个系列元素第⼀过渡系 Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu第⼆过渡系 Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag第三过渡系 La,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au第四过渡系 Ac到112号元素钪Sc，钇Y，镧La和镧系元素在性质上⾮常相似，常被总称为稀⼟元素。
23-2 第⼀过渡系元素的基本性质⼀、它们都是⾦属。
它们的硬度较⼤，熔点和沸点较⾼，导热、导电性能好，延性及展性好。
它们相互之间或与其它⾦属元素易⽣成合⾦。
⼆、⼤部分⾦属的电极电势为负值，即还原能⼒较强。
例如第⼀过渡系元素⼀般都有能从⾮氧化性酸中臵换出氢。
三、除少数例外，它们都存在多种氧化态。
课件无机化学第六周期d区金属
(3) 易形成低自旋配合物（分裂能大）。
课件无机化学第六周期d区金属
磁性要考虑自旋—轨道偶合作用:
eff 4 S ( S 1) L ( L 1)
L ：总轨道角动量量子数
；
S ：总自旋角动量量子数
第24章 d区金属（二）
第五、六周期d区金属
24-1 基本特征 24-2 锆和铪 24-3 铌和钽 24-4 钼和钨 24-5 锝和铼 24-6 铂系简介 作业
课件无机化学第六周期d区金属
24-1 基本特征
问题： 1. 第二、三过渡系元素有哪些基本特征？ 2. 与第一过渡系元素比，为什么第二、三过渡
问题： 1. 锆、铪的分离除了离子交换法和萃取法外，
还可以用什么方法？这些方法有什么缺点？ 2. 金属锆、铪有哪些主要性质和用途？
课件无机化学第六周期d区金属
24-2 锆和铪
1. 锆、铪的分离除了离子交换法和萃取法外， 还可以用什么方法？这些方法有什么缺点？
课件无机化学第六周期d区金属
Zr：1789年发现，1914年制得纯净的金属 锆。主要矿物有锆英石(ZrSiO4)，丰度 为0.017%。
熔 点 变 化 示 意 图
课件无机化学第六周期d区金属
元 素 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd
氧 化 态 稳
氧 化 态
+Ⅲ
+Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ
+Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ
+Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ
+Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ +Ⅵ +Ⅶ