无机化学：铁系元素和铂系元素-10
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2CCCooo[2(+[C离(CN子N)6)与]64]-4为C-+N一H-离2个O子=相=形.N当=.2成强C.N.的o的[(CC还o.NN[.原()C6剂]N3-+，.)N6.2]实4O-不.NH验. 稳-+测.N.H定得2↑。其
有一个未成对电子。
Co2+离子在CN-强配位场作用下，有1个电子被激 发到能量很高的5s轨道中，这个高能量的电子很容易 失去，从而显示出很强的还原性。
铁系元素
铁的氧化态有+II、+III、+VI，钴和镍有+II、 +III、+IV。
一、单质的性质
钴和镍在常温下对水和空气都较稳定，它们都 溶于稀酸中，但不与强碱发生作用，故熔融碱性物 质可以用镍制容器。和铁不同，钴和镍与浓硝酸激 烈反应，与稀硝酸反应较慢。
铁系元素
二、重要化合物
1、氢氧化物
M2++2OH-===M(OH)2↓ Co(OH)2在空气中可被氧化为Co(OH)3但较慢。 Ni(OH)2在空气中不被氧化为Ni(OH)3。 Co(OH)2、Ni(OH)2在碱性条件下可被NaClO、溴 水等氧化为相应的三价氢氧化物。试写出反应方程式。
铂系元素
铂与王水反应生成H2[PtCl6]试写出其反应方程式。 已知铂系元素与铁系元素一样可形成很多配合物， 多数情况下是配位数为6的八面体结构。氧化态为+II的 钯和铂离子都是d8结构，可形成平面正方形的配合物。 这六种元素都能生成氯配合物。
铁系元素
5、二茂铁 最典型的是环戊二烯基铁（亦称二茂铁），它 可由下列反应制得：
Fe+ K2O + 2
573K N2
Fe
+ 2KOH
2
Fe(C5H5)2经X射线证明，其结构为夹心式的。 二茂铁为橙黄色固体，熔点为446K，不溶于水，易 溶于乙醚、苯、乙醇等有机溶剂中，373K即升华。 从各种性质看，都表明它是典型的共价化合物。
铁系元素
四、配合物
1、氨配合物
Fe2+、Fe3+离子不形成氨配合物。
Co2++6NH3→[Co(NH3)6]2+(不稳定易被氧化) 4[Co(NH3)6]2++O2+H2O===4[Co(NH3)6]3++4OH-
磁矩测定[Co(NH3)6]2+有3个未成对电子，杂化类 型为sp3d2，[Co(NH3)6]3+中无未成对电子，杂化类型 为d2sp3，稳定性增强。
Ni2+离子的硫氰配合物很不稳定。 3、氰配合物 Fe3+，Co3+，Fe2+，Co2+，Ni2+都能与CN-形成配合 物。
亚铁盐与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀，KCN过量 时沉淀溶解。
铁系元素
黄色晶体K4[Fe(3CdN)6]·3H2O—4s—黄血盐4p。用于检5s
验CFoe3+离[A子r，] 生成蓝色Fe4[Fe(CN)6]3(普鲁士蓝)沉淀。 离C子o，红2+生色[A成晶r蓝体] 色K3F[Fe3e[(FCeN(C)6N]—)6]—2(滕赤氏血蓝盐)。沉用淀于。检验Fe2+ Co氯2+气[A可r把] K4[Fe(CN)6]氧化为K3[Fe(CN)6]。
氧化性增强→
Ni(OH)2 绿色
Ni(OH)3 黑色
铁系元素
2、二价盐
Fe(H2O)62+浅绿色，Co(H2O)62+粉红色， Ni(H2O)62+亮绿色。
无水Fe(II)盐白色,Co(II)蓝色，Ni(II)黄色。
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O——摩尔盐。 是常用的还原剂, 在分析化学中用得多。
新沉淀的Fe(OH)3略有两性，能溶于热的浓 KOH溶液，生成KFeO2或K3[Fe(OH)6]。试写出 反应方程式。（武大书1025页）
钴和镍的M2O3或M(OH)3都是强氧化剂，当 与盐酸反应时生成MCl2与氯气。1027页
Fe(OH)2 白色
Fe(OH)3 棕红色
铁系元素
←还原性增强 Co(OH)2 粉红色 Co(OH)3 棕色
铂系元素
铂系元素包括Vlll族中的钌、铑、钯和锇、铱、 铂六种元素。
根据它们的密度，钌、铑、钯称轻铂系金属； 锇、铱、铂称重铂系金属。
大多数铂系金属能吸收气体，尤其是钯吸收氢的 能力特别大。催化活性高也是铂系金属的一个特性， 铂系元素的化学稳定性很高。
钯和铂都溶于王水，钯还可溶于浓硝酸和热硫 酸中，而钌、铑、锇、铱连王水也不能使其溶解。
铁系元素
4、羰基配合物 第一过渡系中从钒到镍，第二过渡系中的钼到铑， 第三过渡系中的钨到铱等元素都能和一氧化碳形成羰 基配合物。
在金属羰基配合物中，CO的碳原子提供孤电 子对，与金属原子形成配键。CO空的反键*轨道可 以和金属原子的4轨道重叠生成反馈健。
铁系元素
金属双核羰基配合物，如：Fe2(CO)9、Mn2(CO)10 等。其中存在M-M键。
CoCl2常用于干燥剂硅胶中的变色剂。
CoCl2．6H2O325K CoCl2．2H2O363KCoCl2．H2O 393KCoCl2
粉红
紫红蓝色Βιβλιοθήκη 蓝色当干燥硅胶吸水后，逐渐由蓝色变为粉红色， 表示干燥剂失效，放在烘箱中受热失水后可再用。
铁系元素
3、三价盐
三价铁盐易水解，具有弱氧化性，可把Sn2+、I-、 H2S、Cu等氧化。
[Ni(NH3)6]2+是稳定的配合物，有2个未成对电子， 杂化类型为sp3d2。
铁系元素
2、硫氰配合物 Fe3+离子与SCN-形成血红色的[Fe(SCN)n]3-n离子。 此反应很灵敏，如果Fe3+离子浓度太低，可用乙醚或异 戊醇萃取。
Co2+离子与SCN-形成蓝色的[Co(SCN)4]2-离子。此 配离子不稳定，可用丙酮或戊醇萃取。
三价钴盐和三价镍盐却不稳定具有强氧化性， 易分解。
Fe3+、Al3+和Cr3+有许多相似性，如何分离？
利用Al(OH)3和Cr(OH)3主要显两性，Fe(OH)3 主要显碱性。而三价铬盐可被氧化为六价铬盐。
即：先加过量的稀NaOH溶液过滤出Fe(OH)3， 在滤液中加入Na2O2，把NaCrO2氧化为Na2CrO4， 再加适量的酸过滤出Al(OH)3。
有一个未成对电子。
Co2+离子在CN-强配位场作用下，有1个电子被激 发到能量很高的5s轨道中，这个高能量的电子很容易 失去，从而显示出很强的还原性。
铁系元素
铁的氧化态有+II、+III、+VI，钴和镍有+II、 +III、+IV。
一、单质的性质
钴和镍在常温下对水和空气都较稳定，它们都 溶于稀酸中，但不与强碱发生作用，故熔融碱性物 质可以用镍制容器。和铁不同，钴和镍与浓硝酸激 烈反应，与稀硝酸反应较慢。
铁系元素
二、重要化合物
1、氢氧化物
M2++2OH-===M(OH)2↓ Co(OH)2在空气中可被氧化为Co(OH)3但较慢。 Ni(OH)2在空气中不被氧化为Ni(OH)3。 Co(OH)2、Ni(OH)2在碱性条件下可被NaClO、溴 水等氧化为相应的三价氢氧化物。试写出反应方程式。
铂系元素
铂与王水反应生成H2[PtCl6]试写出其反应方程式。 已知铂系元素与铁系元素一样可形成很多配合物， 多数情况下是配位数为6的八面体结构。氧化态为+II的 钯和铂离子都是d8结构，可形成平面正方形的配合物。 这六种元素都能生成氯配合物。
铁系元素
5、二茂铁 最典型的是环戊二烯基铁（亦称二茂铁），它 可由下列反应制得：
Fe+ K2O + 2
573K N2
Fe
+ 2KOH
2
Fe(C5H5)2经X射线证明，其结构为夹心式的。 二茂铁为橙黄色固体，熔点为446K，不溶于水，易 溶于乙醚、苯、乙醇等有机溶剂中，373K即升华。 从各种性质看，都表明它是典型的共价化合物。
铁系元素
四、配合物
1、氨配合物
Fe2+、Fe3+离子不形成氨配合物。
Co2++6NH3→[Co(NH3)6]2+(不稳定易被氧化) 4[Co(NH3)6]2++O2+H2O===4[Co(NH3)6]3++4OH-
磁矩测定[Co(NH3)6]2+有3个未成对电子，杂化类 型为sp3d2，[Co(NH3)6]3+中无未成对电子，杂化类型 为d2sp3，稳定性增强。
Ni2+离子的硫氰配合物很不稳定。 3、氰配合物 Fe3+，Co3+，Fe2+，Co2+，Ni2+都能与CN-形成配合 物。
亚铁盐与KCN溶液反应得Fe(CN)2沉淀，KCN过量 时沉淀溶解。
铁系元素
黄色晶体K4[Fe(3CdN)6]·3H2O—4s—黄血盐4p。用于检5s
验CFoe3+离[A子r，] 生成蓝色Fe4[Fe(CN)6]3(普鲁士蓝)沉淀。 离C子o，红2+生色[A成晶r蓝体] 色K3F[Fe3e[(FCeN(C)6N]—)6]—2(滕赤氏血蓝盐)。沉用淀于。检验Fe2+ Co氯2+气[A可r把] K4[Fe(CN)6]氧化为K3[Fe(CN)6]。
氧化性增强→
Ni(OH)2 绿色
Ni(OH)3 黑色
铁系元素
2、二价盐
Fe(H2O)62+浅绿色，Co(H2O)62+粉红色， Ni(H2O)62+亮绿色。
无水Fe(II)盐白色,Co(II)蓝色，Ni(II)黄色。
(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O——摩尔盐。 是常用的还原剂, 在分析化学中用得多。
新沉淀的Fe(OH)3略有两性，能溶于热的浓 KOH溶液，生成KFeO2或K3[Fe(OH)6]。试写出 反应方程式。（武大书1025页）
钴和镍的M2O3或M(OH)3都是强氧化剂，当 与盐酸反应时生成MCl2与氯气。1027页
Fe(OH)2 白色
Fe(OH)3 棕红色
铁系元素
←还原性增强 Co(OH)2 粉红色 Co(OH)3 棕色
铂系元素
铂系元素包括Vlll族中的钌、铑、钯和锇、铱、 铂六种元素。
根据它们的密度，钌、铑、钯称轻铂系金属； 锇、铱、铂称重铂系金属。
大多数铂系金属能吸收气体，尤其是钯吸收氢的 能力特别大。催化活性高也是铂系金属的一个特性， 铂系元素的化学稳定性很高。
钯和铂都溶于王水，钯还可溶于浓硝酸和热硫 酸中，而钌、铑、锇、铱连王水也不能使其溶解。
铁系元素
4、羰基配合物 第一过渡系中从钒到镍，第二过渡系中的钼到铑， 第三过渡系中的钨到铱等元素都能和一氧化碳形成羰 基配合物。
在金属羰基配合物中，CO的碳原子提供孤电 子对，与金属原子形成配键。CO空的反键*轨道可 以和金属原子的4轨道重叠生成反馈健。
铁系元素
金属双核羰基配合物，如：Fe2(CO)9、Mn2(CO)10 等。其中存在M-M键。
CoCl2常用于干燥剂硅胶中的变色剂。
CoCl2．6H2O325K CoCl2．2H2O363KCoCl2．H2O 393KCoCl2
粉红
紫红蓝色Βιβλιοθήκη 蓝色当干燥硅胶吸水后，逐渐由蓝色变为粉红色， 表示干燥剂失效，放在烘箱中受热失水后可再用。
铁系元素
3、三价盐
三价铁盐易水解，具有弱氧化性，可把Sn2+、I-、 H2S、Cu等氧化。
[Ni(NH3)6]2+是稳定的配合物，有2个未成对电子， 杂化类型为sp3d2。
铁系元素
2、硫氰配合物 Fe3+离子与SCN-形成血红色的[Fe(SCN)n]3-n离子。 此反应很灵敏，如果Fe3+离子浓度太低，可用乙醚或异 戊醇萃取。
Co2+离子与SCN-形成蓝色的[Co(SCN)4]2-离子。此 配离子不稳定，可用丙酮或戊醇萃取。
三价钴盐和三价镍盐却不稳定具有强氧化性， 易分解。
Fe3+、Al3+和Cr3+有许多相似性，如何分离？
利用Al(OH)3和Cr(OH)3主要显两性，Fe(OH)3 主要显碱性。而三价铬盐可被氧化为六价铬盐。
即：先加过量的稀NaOH溶液过滤出Fe(OH)3， 在滤液中加入Na2O2，把NaCrO2氧化为Na2CrO4， 再加适量的酸过滤出Al(OH)3。