11_d区、ds区和f区元素

二、铜的重要化合物
1、氧化数为+1的化合物 Cu2O： ①对热稳定 ②与酸发生歧化反应 ③溶于氨水和氢卤酸形成稳定的配合物
４[Cu(NH3)2]+ + O2(g) + 2H2O + 8NH3 = 4[Cu(NH3) 4]2+ + 4OH无色 空气 显强还原性（可除去O2） 蓝色
２、氧化数为+2的化合物 a、氢氧化铜和氧化铜 Cu2++2OH－=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2显两性： Cu2+ ← Cu(OH)2 → Cu(OH)42既溶于酸，又溶于过量浓强碱→蓝紫色[Cu(OH)4]2Cu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4]
(n-1)d1~10ns1~2
ⅢB~ⅡB
10列
d区、ds区、f区：过渡元素（过渡金属） f区：
镧系 57La ~ 71Lu 镥 （15 种元素） 4f 2~145d 0-1 6s 2 锕系 Ac~
89 103
Lr 铹（15 种元素）
→“内过渡元素”
5f 0~146d 0~1 7s 2
第一节 d区、ds区元素的通性
周期 四 五 六 IB Cu Ag Au II B Zn Cd Hg
一、铜、锌、汞单质的性质及其用途 铜：
• 呈紫红色，优良的导电性和导热性，易与其它金 属形成合金。化性不活泼，只能溶解在硝酸、浓 盐酸及热的浓硫酸中。+1、+2价。
Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Cu+4HCl(浓)=2H[CuCl2]+H2↑ • 在潮湿空气中放久后,铜表面会生成一层铜绿 2Cu+O2+H2O+CO2→Cu(OH)2· CuCO3
二、钴和镍的重要化合物 三、铂及其化合物 四、铂类配合物抗癌药物
第四节 铜、锌、汞
一、单质的性质及用途 二、铜的重要化合物 三、锌、汞的重要化合物 四、铜、锌离子的鉴定
第五节 d区、ds区元素的生物学效应 及常用药物
一、铁的生物功能 二、铜和锌的生物功能 三、常用药物
第六节 f区元素（自学）
d区：d轨道部分填充 ds区：d轨道全充满 f区：镧系和锕系，价电子在f轨道依次填充
• ①有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁)
• ②中等活泼，能溶于稀酸
• ③加热下可与许多非金属反应 • ④铁可与热的浓碱反应（熔融碱应选用镍坩埚） • ⑤与CO反应生成羰基化合物
2、重要化合物(+2、+3氧化态)
Ｐ261标准电势图：
• 酸性介质：Fe(Ⅲ)是氧化剂
• 碱性介质： Fe(Ⅱ)是还原剂
a、氧化物
（血红蛋白是血红细胞(红血球)中的载氧蛋白，在动脉血 中把O2从肺部运送到肌肉，将O2转移固定在肌红蛋白上， 并在静脉血中将CO2带回双肺排出）
煤气中毒：是因为血红蛋白优先与CO结合，失 去了载氧功能
二、铁（ Ⅱ 、Ⅲ）离子的鉴定
１、Fe2+离子的鉴定
Fe2++[Fe(CN)6]3-+K+=KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色) ２、Fe3+离子的鉴定
工业用途：干电池去极化剂，火柴助燃剂，某些 有机反应的催化剂，以及合成磁性记录材料铁氧 体MnFe2O4的原料等。
熔融
D
3、KMnO4 • 深紫色晶体，水溶液紫红色。
酸性介质：Mn2+
• 强氧化剂，还原产物 中性介质：MnO2
碱性介质：MnO42-
• 2KMnO4(s)+H2SO4(浓)=Mn2O7+K2SO4+H2O
• 白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰钢, 耐磨,抗冲击, 耐腐蚀。 • 化学性质活泼，常温与非氧化性稀酸作 用放出Ｈ2。
二、铬的重要化合物 1、氧化物 CrO3
洗液 ： K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓)=2KHSO4+2CrO3↓+H2O • b、Cr2O3绿色粉末，不溶于酸和碱，作催化剂。 (NH3)2Cr2O7 = Cr2O3+N2+4H2O
左
氧化态先升高后降低 右 上 同族 高氧 化态 同一周期：从左→右 酸性↑ 碱性↓ 如：Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 碱性 两性 酸性 强酸性 • 同一族：从上→下 酸性减弱(氧化态相同) • 同一种元素：氧化态↑ 酸性↑ 如: MnO2 Mn2O3 MnO3 Mn2O7 碱性 弱碱 两性 酸性
FeO：黑色 Fe2O3：红棕色粉末 ,不溶于水,可做催化剂、颜料、除 锈剂 Fe3O4{FeⅢ[(FeⅡFeⅢ)O4}：铁磁性材料、 电阻材料
b、氢氧化物
Fe(OH)2很不稳定，容易被氧化。例如：向亚铁盐 溶液中加入碱，先得到白色Fe(OH)2，随即被空气 氧化成红棕色Fe(OH)3： Fe2+ + 2OH- ＝ Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3↓(实为水合氧 化铁Fe2O3· xH2O)
第二节 铬和锰
一、单质的性质及用途
１、铬：
• ①银白色有光泽金属,熔沸点很高,铬的硬度最大。
• ②耐腐蚀性（表面易形成致密的氧化膜）, 不溶于 浓HNO3和王水。 • ③与酸反应(无氧化膜)。与稀HNO3、H2SO4 Cr2+ (蓝色) 、Cr3+ (绿色) • ④与非金属反应 • ⑤易形成合金
２、锰
第十一章 d区、ds区和f区元素
Transition Element
第一节 d区、ds区元素的通性
一、原子结构特征与元素性质的关系 二、单质的物理性质 三、单质的化学性质
第二节 铬和锰
一、单质的性质及用途 二、铬的重要化合物 三、锰的重要化合物 四、铬、锰离子的鉴定
第三节 铁系元素和铂
一、铁及其化合物
２、氧化数特征
元素 Sc Ti +2 +2 +3 +3 +4 V +2 +3 +4 +5 Cr +2 +3 +4 +5 +6 Mn +2 +3 +4 +5 +6 +7 Fe +2 +3 +4 +5 +6 Co +2 +3 +4 Ni +2 +3 +4 Cu +1 +2 Zn +2
(划横线表示常见氧化数)
原子失电子变成简单阳离子时总是先失去最外层电
子，按规则，失电子的先后次序是：
np>ns>(n-1)d>(n-2)f
最后一个 电子进入
64s2 Fe 3d 26
Fe2+
Fe3+
[Fe2+]3d64s0
[Fe3+]3d54s0
1、原子半径
过渡元素原子半径 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100
Δ
锌、汞：
锌：银白色金属，低熔点，两性金属 汞：液态，可形成汞齐，有生物毒性
活泼性：不如碱土金属，Zn→Cd→Hg依次递减。 锌的Eθ 小于氢，能溶解在稀盐酸和硫酸中。而汞 的Eθ大于氢，不能溶解在稀盐酸及硫酸中，只能 溶解在硝酸中。 氧化态为+2(d10，高稳定性) ，无稳定存在的变价 化合物[汞(Ⅰ)例外。但锌族元素能形成配合物， 尤其是汞能形成许多稳定的配合物，有相当多的 过渡元素特性。
Fe３++nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n(血红色)
备注：钴和镍的重要化合物及离子鉴定自学！
三、铂及其化合物
单质铂：
银白色金属，俗称白金。可塑性、延展性。熔沸 点高。能吸收气体，有催化性能。 有很高的化学稳定性。常温下，与氧、硫、氯等 非金属元素都不反应，在高温下才可反应。 只能溶于王水： Pt +4HNO3 ＋18HCl＝3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O
• 从左至右：电负性、电离能增大；金属性减弱
• 从上到下：电负性、电离能增大；金属性减弱 • 但有交错
二、单质的物理性质
• ①半径较小→密度、硬度较大，熔沸点较高。 W的熔点最高。 • ②含有较多 d 电子，能级交错→具有金属光 泽，导电导热，大多有磁性。 • ③金属晶体通过金属键结合→具有良好的延 展性、机械加工性。
• 不稳定性：
2KMnO4(s)＝ 2MnO2+K2MnO4+O2 ↑
D
四、铬、锰离子鉴定
１、Cr3＋离子
Cr 3+ +4OH - =CrO2 +2H 2 O 2CrO +3H 2 O+2OH =2CrO +4H 2 O
２、CrO42－及Cr2O72－离子
Cr2O72-+Ba2++H2O=BaCrO4↓+HCrO4
三、锰的重要化合物
1 1、Mn(Ⅱ)：具有还原性 Δ Ag+ -+10SO 2-+16H+ 2Mn2++5S2O82-+8H2O = 2MnO 4 4 Δ
2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2↓
白色
棕色
2、MnO2 • 黑色粉末，具有氧化、还原性 • MnO2+4HCl = MnCl2+Cl2↑+2H2O • 2MnO2+4KOH+O2 = 2K2MnO4+2H2O
c、重要的盐 FeSO4、FeCl2 ： 可作还原剂 FeCl3：可作氧化性
氧化剂 (Cl2、Br2、O2、H2O2、HNO3、KMnO4)
Fe 2+
还原剂 (Fe、Cu、H2S、KI、等)
Fe3+
Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 刻蚀电路铜板 FeCl3可使蛋白质凝集–––止血剂
d、重要配合物
4、配位性质 • d轨道未充满,可接受配体提供的孤电子对而表 现出较强的配位能力。 5、过渡金属及其化合物的磁性 • 大多数有磁性。(与其含有未成对d电子有关) • 根据未成对电子数 n可判断配位情况确定高自 旋或低自旋。
6、水合离子的颜色 由于含有d电子且轨道未充满; d电子可吸收可 见光发生电子跃迁使离子显示出互补色。
同周期从左到右先减小后增大 Ⅷ
同 族 从 上 到 下 略 增 加
30
5~6 周 期 基 本 接 近
原子半径/pm
20 Sc Ti V Cr Y Zr Nb Mo La Hf Ta W
Mn Tc Re
Fe Ru Os
Co Rh Ir
Ni Pd Pt
Cu(●-●) Ag(■-■) Au(▲-▲)
２、电负性、电离能
D
Cr2O3
• a、CrO3暗红色晶体，酸酐，强氧化剂。
2、重铬酸盐(Cr2O72-) • 如 K2Cr2O7 、 (NH3)2Cr2O7 。大多易溶于 水,在酸性介质中为强氧化剂: • Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 3、铬酸盐(CrO42- )
• K+、Na+ 、NH4+盐易溶，Hg+、Ba2+、Pb2+盐难溶 • 2CrO42- + 2H+= Cr2O72- +H2O 黄 橙红
①氨配合物: Fe2+、 Fe3+形成的氨合物不稳定
②氰合物：
K4[Fe(CN)6]· 3H2O+ Cl2 → K3[Fe(CN)6]
黄色，黄血盐
③硫氰合物： [Fe(SCN)n]3-n(血红色)
深红色，赤血盐
④鳌合物
血红蛋白和肌红蛋白都是Fe(Ⅱ)与血红素蛋白质 形成的配合物，分别起载氧和储氧功能。
2 24
CrO42-+2H2O2+2H+=CrO5(蓝)+3H2O
３、Mn2＋离子
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4－+5Na++5Bi3++7H2O
４、MnO4－离子
2MnO4－＋5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O
第三节 铁系元素和铂
一、铁及其化合物
１、单质：银白色金属
四、铂类配合物抗癌药物
Cis - [PtCl2(NH3)2] 顺铂： 有抗癌活性 （影响 DNA 合成） Cl NH3 \ / Pt / \ Cl NH3 Trans - [PtCl2(NH3)2]反铂：无抗癌活性 Cl NH3 \ / Pt / \ H3N Cl
第四节
铜、锌、汞
（ds区，I B、II B族）
一、原子结构特征与元素性质的关系
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd：4d105s0) • d电子数较多，d电子可部分或全部成键 • d轨道未充满,可接受电子
中性原子的原子轨道能量随原子序数的变化：n 和 l 竞争。 例外：Z = 24，41 ~ 46： “能量最低原理” 24 Cr 铬 3d54s1 不是 3d44s2 异常 41 Nb 铌 4d45s1 不是 4d35s2 42 Mo 钼 4d55s1 不是 4d45s2 43 Tc 锝 4d65s1 不是 4d55s2 E4 d < E5 s 44 Ru 钌 4d75s1 不是 4d65s2 45 Rh 铑 4d85s1 不是 4d75s2 46 Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
三、单质的化学性质
１、活泼性及反应性能

大多数Eθ(Mn+/M) 较小甚至为负值（M有还原性）
①与酸反应。（第一过渡系与稀酸）
②与活泼非金属反应。
同一周期从左到右，活泼性降低 同一族从上到下，活泼性降低 第一过渡系属活泼金属范围 (Cu 除外 ) ，第二、三过
渡系属不活泼金属范围(Y，La，Cd除外) 。