过渡金属(无机教案)

二、单质物理性质
单质都具有金属光泽，熔点、 单质都具有金属光泽，熔点、沸点较 高，都具有铁磁性。 都具有铁磁性。

三、单质化学性质
3Fe＋2O2==Fe3O4 ＋ Fe＋S==FeS ＋ Fe＋S==FeS ＋ Fe＋H2O＋CO2＝FeCO3＋H2 ＋ ＋ 4FeCO3＋6H2O＋O2＝4Fe(OH)3＋4CO2 ＋ 铁锈)＋ 4Fe(OH)3＝2Fe2O3·3H2O(铁锈 ＋3H2O 铁锈
2Fe + 3Cl2 ==2FeCl3 (棕黑色 棕黑色) 棕黑色 Fe+2HCl =FeCl2 + H2↑ 2FeCl2 +Cl2+12H2O = 2FeCl3·6H2O FeCl3·6H2O ==== Fe(OH)Cl2+HCl
溶液中结晶出的氯化铁为结晶水合物. 溶液中结晶出的氯化铁为结晶水合物 加热
Ni2+ + 2OH- ─→ Ni(OH)2↓(绿色 绿色) 绿色 在空气中不发生变化
2Ni(OH)2＋2NaClO=2Ni(OH)3↓ ＋2NaCl
（黑色） 黑色）
2Ni(OH)2＋Br2＋2NaOH=2Ni(OH)3↓ ＋2NaBr
（黑色） 黑色）
思考： Co(OH)2会发生什么反应？ 会发生什么反应？ 思考：
第二节
Ru 4d75s1 Os 5d64s2
铂系元素
Rh 4d85s1 Ir 5d74s2 Pd 4d105s0 Pt 5d94s1
价电子有从ns轨道转移到 价电子有从 轨道转移到(n-1)d轨 轨道转移到 轨 道强烈趋势， 道强烈趋势 ， 并这种趋势随原子序数 的增加而增加。 的增加而增加。
1、通性： 通性：
△ Fe(OH)3 ＝ Fe2O3＋H2O △ 4CoCO3＋O2 ＝2Co2O3 ＋4CO2 Co2O3 +6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O
氢氧化物
还原性增强 Fe(OH)2 （浅绿） 浅绿） Co(OH)2 Ni(OH)2
（粉红） （绿） 粉红）
Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 棕红） 棕褐） （棕红） （棕褐） （黑） 氧化性增强 FeOOH CoOOH NiOOH
硫酸亚铁 FeSO4
重要的还原剂， 重要的还原剂，分析上用 它标定高锰酸钾、 它标定高锰酸钾、重铬酸钾 的浓度。 的浓度。 重要的还原剂， 重要的还原剂，分析上用 它标定高锰酸钾、 它标定高锰酸钾、重铬酸钾 等的浓度(基准物质 基准物质)。 等的浓度 基准物质 。
硫酸亚铁铵 (NH4)2(FeSO4)2 硫酸镍 NiSO4
2、硫氰配合物 、 Fe3++nSCN-=Fe(SCN)n3-n (n=1-6)(血红色) Co2++4SCN-=Co(SCN)42- (蓝色 乙醚中稳定) 蓝色, Hg2++ Co(SCN)42- =Hg[Co(SCN)4]↓ Co2++4NO3-=Co(NO3)42思考： 思考：为什么Ni2+与SCN-不易形成稳定 的配合物？ 的配合物？
硫酸镍大量用于电镀、 硫酸镍大量用于电镀、催 化剂、 化剂、镍基碱性电池正极材料 Ni(OH)2的制造。 的制造。
二氯化钴(CoCl2) 二氯化钴
二氯化钴的结晶水随加热温度不同而不同。 二氯化钴的结晶水随加热温度不同而不同。 CoCl2·6H2O CoCl2·2H2O 325K 紫红 粉红 CoCl2·H2O CoCl2 363K 蓝紫 393K 蓝 变色硅胶就是用硅胶浸泡CoCl2溶液后干 变色硅胶就是用硅胶浸泡 燥而成的。 燥而成的。
(Ⅷ)
26Fe铁 27Co钴 28Ni镍 铁 钴 镍 44Ru钌 45Rh铑 46Pd钯 钌 铑 钯 76Os锇 77Ir铱 78Pt铂 锇 铱 铂
1-1 铁系元素概述
价电子构型为(n-1)d6/7/8ns2 一、Fe/Co/Ni价电子构型为 价电子构型为
d电子半充满后，越来越不容易失去，常见氧化 电子半充满后，越来越不容易失去， 电子半充满后 态从Fe→Ni趋势于低价稳定，见元素电势图。 趋势于低价稳定，见元素电势图。 态从 趋势于低价稳定
Fe Co Ni +2,+3 +2 +2 Ru Rh Pd +4 +3 +2 Os Ir Pt +8 +3 ,+4 +2,+4
同铁系一样， 同铁系一样，高氧化态稳定性降低 高 氧 化 态 稳 定 性 增 强
2、铂系单质的物理、化学性质 、铂系单质的物理、
铂系金属能吸收气体: 铂系金属能吸收气体 Pd(1:700) H2 Pt (1:70) O2 铂系元素有很高的化学稳定性。常温下， 铂系元素有很高的化学稳定性。常温下， 与氧、 氯等非金属元素都不反应， 与氧、硫、氯等非金属元素都不反应， 在高温下才可反应。钯和铂只溶于王水： 在高温下才可反应。钯和铂只溶于王水： Pt + 4HNO3 + 18HCl ＝ 3H2[PtCl6] + 4NO↑+ 8H2O
2Co(CN)42-+2H2O=2[Co(CN)6]3-+2OH-+H2 Co(CN)63-非常稳定。 非常稳定。
3)、Ni2+的氰配合物 、
Ni(CN)42- dsp2杂化 平面正方形结构。 平面正方形结构。
↑
思考：请分析 思考：请分析Ni(CN)42-的 成键情况？ 成键情况？
4、Ni2+与丁二酮肟形成的配合物 、
3、+3氧化态的盐 、 氧化态的盐
铁、钴、镍中只有铁和钴才有氧化态 的盐， 为+3的盐，其中铁盐较多。钴盐只能存 的盐 其中铁盐较多。 在于固态，溶于水迅速分解为 在于固态，溶于水迅速分解为Co2+盐。
M3+盐的氧化性
Fe3+
Co3+
Ni3+
氧化性增强， 氧化性增强，稳定性减弱
无水FeCl3的制备 无水
无水三氯化铁的结构与三氯化铝 无水三氯化铁的结构与三氯化铝 三氯化铁的结构与 相似， 双聚体分子。 相似，为双聚体分子。
思考： 思考：如何来分离Fe3+、Cr3+、Al3+ 等离子？分别来加以比较。 等离子？分别来加以比较。
4、 Fe的为 氧化价化合物 、 的为 的为+6氧化价化合物
EA0/V
2.20
5、二茂铁 、 1) 制备
a）2C5H5MgBr + FeCl2＝ ） Fe(C5H5)2+MgCl2 b）Fe + K2O+2C5H6＝ ） Fe(C5H5)2 + 2KOH
5、二茂铁 、
2）结构：夹心式结构, 为共价型分子 ）结构：夹心式结构
5、二茂铁 、
3）性质及用途： ）性质及用途：
熔点446K, 不溶于水 溶于乙醚 不溶于水, 溶于乙醚, 熔点 乙醇等有机溶剂, 时即升华。 乙醇等有机溶剂 373K时即升华。 时即升华 作为燃料油的添加剂 作为燃料油的添加剂, 可提高效率和 添加剂 去烟, 可作导弹和卫星的涂料 高温润滑 涂料, 去烟 可作导弹和卫星的涂料 高温润滑 油等。
5）M2+容易形成复合盐 ）
(NH4)2SO4·MSO4·6H2O (M= Fe、Co、Ni ) 、 、 Fe —— Co —— Ni 还原性减弱， 还原性减弱，稳定性增强
2、重要的M2+盐 、重要的
1) 硫酸亚铁 (FeSO4) FeSO4·7H2O俗称绿矾，易被空气氧 俗称绿矾 俗称绿矾， 它和硫酸铵形成的复盐—硫酸亚铁铵 化，它和硫酸铵形成的复盐 硫酸亚铁铵 俗称莫尔盐 比较稳定。 莫尔盐） （俗称莫尔盐）比较稳定。 6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4= 3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3 +K2SO4+7H2O 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4= 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+ K2SO4+8H2O
FeO42-——Fe3+
0.72 2-——Fe(OH) FeO4 3
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- = 2FeO42- +3Cl-+ 5H2O
Fe2O3+3KNO3+4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2+ 2H2O
紫红色
三、铁系元素的配合物
1、氨基配合物 、
Co(NH3)62+ Co(NH3)62+ Ni(NH3)62+ K稳： 1.28×105 1.6×1035 1.1×108 × × × 颜色： 红棕色 颜色： 黄色 蓝色
羰基配合物成键情况： 羰基配合物成键情况：
形成σ 形成σ键
形成π 形成π键
注意： 注意： 1)羰基配合物有毒，在使用和制备 羰基配合物有毒， 羰基配合物有毒 的时候一定要注意安全； 的时候一定要注意安全； 2)羰基可被其它配体取代。 羰基可被其它配体取代。 羰基可被其它配体取代
Fe(CO)5 +2NO == Fe(CO)2（NO）2 +3CO ） Co2(CO)8+2NO == 2Co(CO)3（NO） +2CO ）
1-2
铁系元素的重要化合物
一、氧化物和氢氧化物
FeO (黑色 黑色) 黑色 CoO (灰绿 灰绿) 灰绿 NiO (暗绿 暗绿) 暗绿
MC2O4＝MO＋CO2 ＋CO ＋ （△）
氧化物和氢氧化物
Fe2O3 (砖红色 砖红色) 砖红色
Co2O3 (黑色 黑色) 黑色
Ni2O3 (黑色 黑色) 黑色
2）M2+盐的溶解性 ）
易溶盐： 易溶盐：MSO4、MCl2、M(NO3)2、 M(ClO4)2 难溶盐：MCO3、M3(PO4)2、MS 难溶盐：