第十二章 d区元素(一)
过渡元素(1)
O V OOO-
O V OO
O V OO- +H2O
PH=12-10.6
pH 10 pH 9 VO43 (浅黄色） pH 12 HVO4 2 HV2O73 V3O93 pH 7 pH 6.5 pH 3.2 V5O143(红棕色)V2O5 xH 2O(砖红色) pH 1 V10O286(黄色) VO2 (浅黄色)
二、钛及其化合物
二氧化钛的制取
二氧化钛的工业生产，几乎包括了全部无机化学工艺过程，因而被喻 为“工艺艺术品”。
二氧化钛的生产可采用硫酸法或氯化法，以钛铁矿为原料的二氧化钛 生产常以硫酸法为主。该法主要过程有：(1)硫酸分解精矿制取硫酸氧钛溶 液（2）净化除铁（3）水解制偏钛酸（4）偏钛酸煅烧制二氧化钛。 钛铁矿精矿成分除FeTiO3外，还有Fe2O3以及SiO2, Al2O3, MnO, CaO, MgO等杂质。160～200°C下，用浓硫酸分解精矿的主要反应如下：
[V (O2 )]3 H 2O2 2 H 2O [VO2 (O2 ) 2 ]3 6 H
钒酸盐与过氧化氢的反应，在分析上可用于定量和比色测定钒。 即使在酸性很强的溶液中也没有[V(H2O)6]4+和[V(H2O)6]5+,因为V(IV)、 V(V)的电荷高、半径小，在水溶液中容易水解，常以氧合离子形式存在。 钒的电位图：
过渡元素(I)
d区元素通常称为过渡元素，但目前对过渡元素的范围有不同的划分方法。一
种把具有未充满的d电子层或f层的元素称为过渡元素，包括周期系第四、五、六
周期从ⅢB族到VⅢ族的元素，共有直列。另一种采取较为广义的划分，即把 常见氧化态时含有未充满的d或f电子层的那些元素称为过渡元素，即IB族也为过
大连理工大学《无机化学》自测练习题
大连理工大学《无机化学》自测练习题第十章:固体结构一、判断1、固体物质可以分为晶体和非晶体两类。
............................................................（√）2、仅依据离子晶体中正负离子半径的相对大小即可决定晶体的晶格类型。
. ............................. ............................. ............................. ................................ （×）3、自然界存在的晶体或人工制备的晶体中，所有粒子都是按照一定规律有序排列的，没有任何缺陷。
............................. ............................. ..................................（×）4、在常温常压下，原子晶体物质的聚集状态只可能是固体................................（√）5、某物质可生成两种或两种以上的晶体，这种现象叫做类质多晶现象。
........（×）1、√2、×3、×4、√5、×二、单选题1、下列物质的晶体结构中既有共价键又有大p键和分子间力的是....................（C）(A) 金刚砂；(B) 碘；(C) 石墨；(D) 石英。
2、氯化钠晶体的结构为.... ............................. ......................................................（B）(A) 四面体；(B) 立方体；(C) 八面体；(D) 单斜体。
3、下列各组离子中极化力由大到小的顺序正确的是. .........................................（B）(A) Si4+ > Mg2+ > Al3+ > Na+；(B) Si4+ > Al3+ > Mg2+ > Na+；(C) Si4+ > Na+ > Mg2+ > Al3+；(D) Na+ > Mg2+ > Al3+ > Si4+。
第12章-d区元素和f区元素知识分享
第12章d区元素和f区元素【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。
解：d 区元素最后一个电子填充到d 轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB -ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。
同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。
同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。
各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。
同副族过渡元素的电离能递变不很规则。
熔点、沸点高, 密度大, 导电性、导热性、延展性好。
在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。
化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
或：d 区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。
它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d 轨道上的电子数不同。
又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。
大多具有可变的氧化态。
由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。
由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。
【12-2】完成下列反应式：（1）TiO2+H2SO4(浓)→（2）TiO2++Zn+H+→（3）TiO2+C+Cl2→（4）V2O5+NaOH→（5）V2O5+H2SO4→（6）V2O5+HCl→（7）VO2++H2C2O4+H+→解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O（2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O（3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO（4）V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O（5）V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O（6）V2O5 + 6 HCl = 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O（7）2VO+ + H2C2O4 + 2 H+ = 2VO2+ + 2CO2 +2H2O【12-3】在酸性溶液中钒的电势图为已知φθ(Zn2+/Zn)=-0.76V, φθ(Sn2+/Sn)=-0.14V, φθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V。
d,f区元素
12.1.1 d区元素的特殊性
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 • 同一周期从左到右，元素化学性质的变化远不如s区p区
显著。
• 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 ，参与工业催化过程和酶催
化过程的能力强
12.2 钒
• 钒的价电子层结构为3d34s2，5个电子都有成键作用，所以 • 在酸性介质中，钒的元素电势图为
A / V
VO2+ 主要氧化态为+5，但也存在+4，+3，+2。
-0.25 -1.2 1.0 VO2+ 0.36 V3+ V2+ V -0.25
所以V2+、V3+具有还原性，VO2+是稳定的，而VO2+具有氧化 性。 不同的氧化态的钒具有不同的颜色。例如： VO2+（黄色）可 被Fe2+、H2C2O4等还原为VO2+（蓝色）
[Cr(H2O)6]Cl3 紫色
[Cr(H2O)5Cl]Cl2· H2O 浅绿 [Cr(H2O)4Cl2]Cl· 2H2O 深绿
2. Cr(VI)的化合物
Cr(VI)的化合物通常是由自然界存在的铬铁矿Fe(CrO2)2，
借助于碱熔法制得的，即把铬铁矿和Na2CO3混合，并在空 气中煅烧。用水浸取煅烧后的熔体，Na2CrO4进入水中，浓 缩，得黄色晶体Na2CrO4；酸化得红色晶体。 4Fe(CrO2)2 + 8Na2CO3 + 7O2 8Na2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2
电子分别填充在3d 亚层4d 亚层和5d 亚层上.
11.d区元素
r (M) pm
173 159 143 137
Ei,1 kJ mol
529.7 660.7 720.3 739.3
1
氧化值 +3 +2,+3,+4 +2,+3,+4,+5 +2,+3,+4,+5,+6
Re
Os Ir Pt Au Hg
5d56s2
5d66s2 5d76s2 5d96s1 5d106s1 5d106s2
过渡元素的原子半径
二、过渡元素单质的物理性质
过渡元素的单质通常是高熔点、高沸点、密度 大、导电性和导热性良好的金属。同周期元素单质 的熔点，从左到右一般是先逐渐升高，然后又缓慢 下降。产生这种现象的原因是这些金属的原子间除 了主要以金属键结合外，还可能具有部分共价键。 原子中未成对的 d 电子数增多，金属键的部分共价 性增强，导致这些金属单质的熔点升高。在同一族 中，第二过渡系元素的单质的熔点、沸点大多高于 第一过渡系，而第三过渡系的熔点、沸点又高于第 二过渡系(第 3 族除外)，熔点最高的单质是钨。过 渡元素单质的硬度也有类似的变化规律，硬度最大 的金属是铬。 在过渡元素中，单质密度最大的是第 8 族的锇， 其次是铱、铂、铼。这些金属都比室温下同体积的 水重 20 倍以上，是典型的重金属。
第一过渡系元素的一般性质
价层电 元素 子组态 Sc Ti V Cr 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 熔点/℃ 1541 1668 1917 1907
r (M) 沸点/℃ pm
2836 3287 3421 2679 161 145 132 125
r (M 2+ ) pm
性质实验-d区及ds区元素
整理版ppt
14
(2,3) Cr(Ⅵ)的转化平衡和氧化性
2CrO42- (黄)+ 2H+
Cr2O72- (橙红) + H2O
Cr2O72-(橙红) +8H+ + 3SO32- == 2Cr3+(蓝紫) +3SO42- +4H2O
② 镍离子遇到丁二酮肟会产生红色沉淀，可用于
鉴定镍离子。
整理版ppt
21
(4) Cu的配合物：
铜离子能与氨水形成铜氨络离子。
(5) Hg的配合物：
①汞离子与氨水反应生成HgO沉淀，不形成配合物。 ②氨离子与奈斯勒试剂可形成特殊的红色沉淀。
整理版ppt
22
② Co2+ ＋ KSCN
[Co(SCN)4]2-(蓝)
在乙醚或戊醇中稳定存在，在水中易分解
整理版ppt
20
(3) Ni的配合物：
① Ni2++2NH3·H2O == Ni(OH)2↓(绿)+2 NH4+ Ni(OH)2+6 NH3·H2O == [Ni(NH3)6]2+(蓝)+2OH-+6H2O [Ni(NH3)6]2+在空气中静置稳定
整理版ppt
5
+2价态的Fe、Co、Ni均具有还原性，且还原性依 次减弱。
+3价态的Fe、Co、Ni氢氧化物均具有氧化性，且 氧化性依次增强，特别是在酸性介质中更为明显， 除Fe(OH)3外，Co(OH)3、Ni(OH)3与HCl作用，均 能产生Cl2。
Fe、Co、Ni能形成多种配合物，常见配体有： NH3、CN– 、SCN– 、F–等，Fe无论二价或三价均 难以形成氨配合物。由于配合物生成，其氧化还 原性也发生较大的变化。
ds区元素[1]详解
![ds区元素[1]详解](https://img.taocdn.com/s3/m/fdaf6df46294dd88d0d26b99.png)
ds区元素
11.1 ds区元素概述 11.2 ds区元素单质的重要性质 11.3 ds区元素的重要化合物
11.1 ds 区元素概述
IB族： Cu
IIB族: Zn
Ag
Cd
Au
Hg
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
虽然这些元素的最外层电子数分别与IA族和IIA族相同，
但它们之间的性质却有很大的差异。
Zn：419℃； Cd：321℃ Hg：-39℃，是室温下唯一的液态金属
(3)铜族导电性很好：Ag > Cu > Au
(4)易形成合金，可用于提取贵金属 黄铜：Cu-Zn；汞齐：Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg
(5)铜族延展性好： Au > Ag > Cu (6)Hg慢性中毒；Cd使蛋白酶失活。
我国铜矿储量世界第三，江西德兴有我国最大铜业基地。 银矿：自然界有辉银矿Ag2S、角银矿AgCl深红银矿Ag3SbS3； 也有单质银矿。
金矿：主要以单质存在，分成岩脉金（散布在岩石中）和冲 积金（分散在砂砾中）；山东、黑龙江和新疆有很多金矿，
如碲金矿AuTe2
锌矿： 闪锌矿ZnS，菱锌矿ZnCO3 镉矿： 镉常与锌共生在一起。
这是因为ds区元素的有效核电荷比相应的s区元素高得
多 (d,f 电子对外层电子的屏蔽作用不完全 ) ，所以 ds 区 元素的化学性质远不如s区元素活泼。
IB族元素d轨道都是刚好填满10个d电子,由于刚填满的d 电子不很稳定,除失去1个s电子外,还有可能失去1个或2 个d电子而形成+2或+3氧化态; IIB族元素d轨道电子已比较稳定,只能失去最外层的2个 s电子,呈+2氧化态; ds区与s区元素性质对比 IB IIB IA IIA
d 区金属(一)
Crystal-Field Theory
Crystal-Field Theory
• The complex metal ion has a lower energy than the separated metal and ligands. • However, there are some ligand-d-electron repulsions which occur since the metal has partially filled d-orbitals. • In an octahedral field, the degeneracy(简并） of the five d orbitals is lifted. • In an octahedral field, the five d orbitals do not have the same energy: three degenerate orbitals are higher energy than two degenerate orbitals. • The energy gap between them is called , the crystal field splitting energy.
Crystal-Field Theory
Crystal-Field Theory
Electron Configurations in Octahedral Complexes • We still apply Hund’s rule to the d-orbitals. • The first three electrons go into different d orbitals with their spins parallel. • Recall: the s electrons are lost first. • So, Ti3+ is a d1 ion, V3+ is a d2 ion and Cr3+ is a d3 ion. • We have a choice for the placement of the fourth electron: – if it goes into a higher energy orbital, then there is an energy cost ();
第12章 s区和ds区元素吉林大学无机化学
原 子 半 径 增 大 ， 金 属 性 增 强
IA
Li Na K Rb Cs
IIA
Be Mg Ca Sr Ba
原子半径减小，金属性减弱
特殊性：Li 的 E 值负值最大
硫脲
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸
Cu 4HNO 3 (浓) Cu(NO 3 ) 2 2NO 2 2H 2 O Ag 2HNO 3 (浓) AgNO 3 NO 2 H 2 O Cu 2H 2 SO 4 (浓) CuSO 4 SO 2 2H 2 O 2Ag 2H 2 SO 4 (浓) Ag 2 SO 4 (s) SO 2 2H 2 O Au 4HCl( 浓) HNO 3 (浓) H[AuCl 4 ] NO(g) H 2 O
第12章
s区和ds区元素
1.金属单质的物理性质
s区和ds区元素通常仅以s电子参与成键，故熔点、 沸点、气化热等低于其他d区元素。特别是Hg，由 于6s电子的“惰性电子对效应”形成的金属键更弱， 故在温室下为液体。
2. 化学性质-s区元素
s区金属原子半径大、核电荷数小，单质 易失去最外层电子而表现很强的还原性
(4) 锌与OH-，NH3反应
Zn 2OH 2H 2 O Zn(OH) 2 4 H2
Zn 4NH 3 2H 2 O Zn(NH )
2 3 4
H 2 2OH
3.重要化合物
（1 ） 铜的化合物
常见氧化数：+1 (3d10)， +2 (3d9)
安徽中医药大学2020年专升本《无机化学》考试大纲
安徽中医药大学2020年专升本招生《无机化学》课程考试大纲一、总纲安徽省普通高职（专科）层次升入本科教育招生考试（以下简称专升本考试），是安徽省应届全日制普通高职(专科)毕业生和安徽省高校毕业的具有普通高职（专科）学历的退役士兵参加的选拔性考试。
安徽中医药大学根据报考考生成绩，按照招生章程和计划，择优录取。
考试具有较高的信度、效度，必要的区分度和适当的难度。
《安徽中医药大学专升本考试大纲》（以下简称《考试大纲》）是专升本考试命题的规范性文件和标准，是考试评价、复习备考的依据。
《考试大纲》明确了专升本考试的性质和功能，规定了考试内容与形式，对实施专升本考试内容改革、规范专升本考试命题有重要意义。
《考试大纲》基于考查考生基本知识掌握、关键能力培养、学科专业素养及《药学、中药学专升本专业课程标准》制定。
专升本考试的开展是为了贯彻落实《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》精神，贯通高职（专科）院校和本科院校的衔接培养，进一步完善我省应用型人才培养体系，进一步优化我省高等教育结构，进一步深化我省高等教育改革，为我省经济社会发展和产业转型升级提供有力的人才和智力支撑。
专升本考试主要考查学生对学科基本理论基本知识的掌握情况，同时也要考查学生灵活利用所学知识独立思考、分析问题和解决问题的实践能力，并能促进学生形成正确的社会主义核心价值观。
在考查维度方面，要兼顾基础性、综合性、应用性和创新性等原则。
考试大纲的解释权归安徽中医药大学。
二、《无机化学》考查内容纲要（一）《无机化学》考核目标与要求1、学科课程标准安徽中医药大学药学、中药学专业本科《无机化学》课程标准。
2、教材版本铁步荣，杨怀霞主编，《无机化学》，中国中医药出版，2016年，第四版。
3、知识目标3.1掌握无机化学的基础理论和基本知识。
3.2熟悉重要无机化合物的性质。
3.3了解无机化学在药物制备与合成、药物质量检测、中药有效成分提取等方面的应用。
4、能力目标4.1具备对知识的理解能力和综合运用知识分析、解决问题的能力。
d区元素一(相关知识点)
1、三个过渡系：第一过渡系——第四周期元素从钪(Sc)到锌(Zn);第二过渡系——第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd);第三过渡系——第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg);2、d区元素除 B族外，过渡元素的单质都是高熔点、高沸点、密度大、导电性和导热性良好的金属;3、第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼;4、d区元素的颜色:第一过渡系金属水合离子的颜色：由d10和d0构型的中心离子所形成的配合物，在可见光照射下不发生d-d跃迁；而d1~d9构型的中心离子所形成的配合物，在可见光的照射下会发生d-d跃迁；对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如：VO 43-(淡黄色)、CrO 42-(黄色)、MnO 4-(紫色)等，它们的颜色被认为是由电荷迁移引起的; 5、(1)钛(Ti)是银白色金属，其表面易形成致密的氧化物保护膜，使其具有良好的抗腐蚀性，特别是对湿的氯气和海水具有良好的抗腐蚀性能；(2)加热TiO 22nH O 可得到白色粉末状的TiO 2:3002222CTiO nH O TiO nH O −−−→+;(3)自然界中存在的金红石是TiO 2的另一种存在形式，由于含少量的铁、铌、钒、钽等而呈红色或黄色;(4)TiO 2在工业上用作白色涂料和制造钛的其他化合物； (5) TiO 2+H 2SO 4(浓)=TiOSO 4+H 2O ; TiO 2+2C(s)=Ti(s)+2CO(s) ; (6)制取Ti 的方法：通常用TiO 2、碳和氯气在800C~900C 时进行反应：800~900224222C CTiO C Cl TiCl CO ++−−−−→+ ;用Mg 还原TiCl 4: TiCl 4+2Mg=Ti+2MgCl 2 ; (7)TiCl 4在加热的情况下：2TiCl 4+H 2=2TiCl 3+2HCl ;(8)Ti 4+由于电荷多，半径小，使它具有强烈的水解作用，甚至在强酸溶液中也未发现有[Ti(H 2O)6]4+的存在，Ti 4+在水溶液中是以钛氧离子(TiO 2+)的形式存在；(9)在中等酸度的Ti 4+的盐溶液中加入H 2O 2：TiO2++H2O2=[TiO](H2O2)]2+(橘黄色) ;(10)在酸性溶液中用Zn还原TiO2+时，可形成紫色的[Ti(H2O)6]3+(可简写成Ti3+):2TiO2++Zn+4H+=2Ti3++Zn2++2H2O ;(11)向含有Ti3+的溶液中加入碳酸时：2Ti3++3CO32-+3H2O=2Ti(OH)3(s)+3CO2;(12)在酸性溶液中，Ti3+是一种比Sn2+略强的还原剂，它易被空气中的氧所氧化：4Ti3++2H2O+O2=4TiO2++4H+;(13)有机化学中常用Ti3+来证实硝基化合物的存在，它可将硝基还原为氨基：RNO2+6Ti3++4H2O=RNH2+6TiO2++6H+;6、(1)钒在自然界中的存在极为分散，很少可以见到钒的富矿；(2)钒是银灰色金属，在空气中是稳定的，其硬度比刚大；(3)钒对于稀酸也是稳定的，但在室温下，它能溶于王水或硝酸中，生成VO2+；浓硫酸和氢氟酸仅在加热条件下与钒发生作用；(4)加热时。
d区元素
（3）与B、C、N形成间充式化合物，m.p.比 纯金属还高 ，TiC、 WC、TiN、TiB 的 m.p. > 3000℃，硬度都接近于金刚石
ZnS (硫化锌) ZnS (BaSO4) (锌钡白) CdS/CdSe (镉红)
铬酸盐
白色
红色
Pb(Cr, Mo, S)O4 (钼红)
黄色
CdS (镉黄)
PbCrO4或Pb(Cr, S)O4 (铬黄) ZnCrO4 (铬酸锌)
绿色
Cr2O3 铬绿 (氧化铬绿) (铅铬黄+铁蓝) (Co, Ni, Zn)2O4 (尖晶石绿)
许多国家都在颁布相应的法律限制使用含有危害人体健康和 环境的重金属元素（如 Cd、Cr、Hg、Mo等）的颜料， 因此， 发展新型、无毒的无机颜料材料已迫在眉睫 。已有人将 γ– Ce2S3 掺杂着碱金属作为红色和黄色颜料. 它们可用于染色制衣 工业和塑料工业，从而替代了CdSe1-xSx材料。
(1 ) 颜色的互补 (2 ) 无机化合物生色机理— 产生能量较低的激发态
水可以部分地被氯离子所置换，形成不同的水合异 构体，并呈现不同的颜色：
[Cr(III)(H2O)6] Cl3
紫色 淡绿色
[Cr(III)Cl(H2O)5]Cl2· H2O
[Cr(III)Cl2(H2O)4]Cl· 2H2O
暗绿色
实验室见到的三价铬离子溶液常为淡绿色，就是 因为部分内界H2O被溶液中的氯离子所置换的缘故。
第一电离能
总趋势: 同周期 左→右 小→大 同副族 不规律
厦门大学无机化学第12章-ds区元素
第十二章ds区元素12。
1 铜族元素 (1)12。
2 锌族元素 (10)12.1 铜族元素12。
1.1 铜族元素通性铜族元素1。
铜族元素通性铜族元素的氧化态有＋1，＋2，＋3三种，这是由于铜族元素最外层ns电子和次外层（n-1)d电子能量相差不大。
有人认为在本族元素中,元素第二电离能与第一电离能的差值越小，它的常见氧化值就越高.对于Cu、Ag、Au,Δ（I2—I1）Au 〈Δ(I2—I1）Cu < Δ(I2-I1）Ag所以常见氧化态物＋3，＋2，＋1。
铜、银、金的标准电势图如下所示：12.1.2 铜族元素金属单质2。
铜族元素金属单质(1）.物理性质铜和金是所有金属中仅有的呈现特殊颜色的二种金属，铜族元素的熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高。
这可能与d电子也参与形成金属键有关。
由于铜族金属均是面心立方晶体（如下图），它们不仅堆积最密而且存在较多可以滑动的高密度原子层,因而比相应的碱金属（多为体心立方晶体）密度高得多，且有很好的延展性，其中以金最佳。
铜族元素的导电性和传热性在所有金属中都是最好的,银占首位,铜次之。
（2）。
化学性质铜族元素的化学活性远较碱金属低，并按Cu—-Ag-—Au的顺序递减.在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿。
铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。
银和金不会发生该反应。
空气中如含有H2S气体与银接触后，银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去银白色光泽。
()在电位序中，铜族元素都在氢以后，所以不能置换稀酸中的氢。
但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中：浓盐酸在加热时也能与铜反应,这是因为Cl－和Cu＋形成了较稳定的配离子[CuCl4］3—,使Cu == Cu+＋e-的平衡向右移动：铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解银与酸的反应与铜相似,但更困难一些;而金只能溶解在王水中:铜、银、金在强碱中均很稳定。
12。
1。
3 铜族元素重要化合物3。
无机化学 电子书 免费下载 中文版
无机化学第一篇无机化学基本内容、基本理论第一章绪论第一节化学发展简史一、古代化学二、近代化学三、现代化学第二节无机化学简介一、无机化学的研究内容二、无机化学与药学三、无机化学的发展前景第二章非电解质稀溶液第一节溶液浓度的表示方法一、质量摩尔浓度二、物质的量浓度三、摩尔分数四、其他浓度表示方法(自学)五、各浓度之间的换算(自学)第二节非电解质稀溶液的依数性一、溶液的蒸气压下降二、溶液的沸点升高三、溶液的凝固点降低四、溶液的渗透压五、依数性的应用(阅读)本章小结习题第三章化学平衡第一节化学反应的可逆性和化学平衡一、化学反应的可逆性二、化学平衡第二节标准平衡常数及其计算一、标准平衡常数二、有关化学平衡的计算第三节化学平衡的移动一、浓度对化学平衡的影响二、压力对化学平衡的影响三、温度对化学平衡的影响四、选择合理生产条件的一般原则本章小结习题第四章电解质溶液第一节强电解质溶液理论一、电解质溶液的依数性二、离子氛与离子强度三、活度与活度系数第二节弱电解质的电离平衡一、水的电离与溶液的pH值(自学)二、一元弱酸、弱碱的电离平衡三、多元弱酸的电离第三节缓冲溶液一、缓冲作用原理二、缓冲溶液的pH值计算三、缓冲容量四、缓冲溶液的选择和配制五、血液中的缓冲系和缓冲作用六、缓冲溶液在控制药物稳定性中的应用第四节盐类水解一、各类盐的水解二、影响水解平衡移动的因素第五节酸碱的质子论与电子论(自学)一、酸碱质子论二、酸碱的电子论简介本章小结习题第五章难溶电解质的沉淀-溶解平衡第一节溶度积和溶解度一、溶度积常数二、溶度积和溶解度的关系(课堂讨论)三、溶度积规则第二节沉淀-溶解平衡的移动一、沉淀的生成二、沉淀的溶解三、同离子效应与盐效应第三节沉淀反应的某些应用(阅读)一、在药物生产上的应用二、在药物质量控制上的应用三、沉淀的分离本章小结习题第六章氧化还原反应第一节基本概念(课堂讨论)一、氧化还原反应的实质二、氧化值第二节氧化还原反应方程式的配平一、离子-电子法(半反应法)二、氧化值法(自学)第三节电极电势一、原电池和电极电势二、影响电极电势的因素——能斯特方程式三、电极电势的应用四、氧化还原平衡及其应用五、元素电势图及其应用本章小结习题第七章原子结构与周期系第一节核外电子运动的特征(自学)一、量子化特性二、波粒二象性第二节核外电子运动状态的描述——量子力学原子模型一、薛定谔方程二、波函数和原子轨道(轨函)三、四个量子数四、概率密度和电子云五、波函数和电子云的空间形状第三节原子核外电子排步和元素周期系一、多电子原子的原子轨道能级二、原子核外电子的排布与电子结构三、原子的电子层结构和元素周期系第四节元素某些性质的周期性(自学)一、原子半径二、电离势三、电子亲和势四、元素的电负性本章小结习题第八章化学键与分子结构第一节离子键(自学)一、离子键的形成二、离子键的特征三、离子的特征四、离子晶体第二节现代共价键理论一、价键理论二、杂化轨道理论三、价层电子对互斥理论(阅读)四、分子轨道理论五、键参数(自学)第三节键的极柱与为子的极性(阅读)一、键的极性二、分子的极性和偶极矩第四节分子间的作用力与氢键(课堂讨论)一、分子间的作用力二、氢键第五节禹子的极化(自学)一、离子极化的定义二、离子的极化作用三、离子的变形性四、相互极化作用五、离子极化对化合物性质的影响六、化学键的离子性本章小结习题第九章配位化合物第一节配位化合物的基本概念一、配位化合物的定义二、配合物的组成三、配合物的命名四、配位化合物的类型第二节配合物的化学键理论一、价键理论二、晶体场理论第三节配位化合物的稳定性一、配位化合物的稳定常数二、影响配位化合物稳定性的因素(阅读)三、软硬酸碱规则与配离子稳定性(阅读) 第四节配合平衡的移动一、配合平衡与酸碱电离平衡二、配合平衡与沉淀-溶解平衡三、配合平衡与氧化还原平衡四、配合物的取代反应与配合物的“活动性”第五节配位化合物的应用(自学)一、检验的特效试剂二、作掩蔽剂、沉淀剂三、在医药方面的应用四、在生化方面的应用本章小结习题第二篇元素化学第十章s区和p区元素第一节s区元素(自学)一、碱金属和碱土金属的通性二、碱金属和碱土金属的化合物第二节p区元素一、卤族元素二、氧族元素三、氮族元素四、碳族元素五、硼族元素本章小结习题第十一章d区和ds区元素第一节d区元素一、d区元素的通性二、d区元素的化合物第二节ds区元素一、ds区元素的通性二、ds区元素的化合物本章小结习题第三篇拓展内容第十二章矿物药第一节矿物药的发展简史第二节矿物药的分类第三节矿物药的研究现状及发展前景一、矿物药研究现状二、矿物药的发展前景第十三章金属配合物在医药中的应用第一节金属配合物与疾病一、有害配体毒害作用的产生二、有害物质破坏金属配合物的正常状态三、金属离子间的相互交换反应四、有害金属离子与生物配体的配位作用第二节金属配合物的解毒作用一、巯基类解毒剂二、依地酸二钠钙及其类似物解毒剂三、青霉胺第三节抗肿瘤金属配合物一、铂系金属配合物二、金属茂配合物三、烷基化试剂的金属配合物四、希佛碱-金属配合物五、有机锗配合物六、有机锡配合物第四节抗癌金属配合物的选择与研究第十四章生物无机化学基本知识第一节生物无机化学研究的内容和方法第二节生物体内的重要配体一、氨基酸、肽和蛋白质二、核苷、核苷酸与核酸三、卟啉类化合物四、生物金属螯合物第三节生命元素一、生物体内元素的分类二、生物体内必需元素的生物功能三、微量元素与地方病第四节生物无机化学研究现状与展望一、生物无机化学基本反应规律的研究二、金属离子与细胞的相互作用三、微量元素的生物无机化学研究四、金属蛋白和金属酶的研究五、环境生物无机化学的研究进展第五节中医药微量元素研究与展望第十五章纳米技术、纳米材料与中医药第一节纳米技术与纳米材料一、纳米与纳米技术二、纳米材料三、纳米材料的奇异特性四、纳米材料的制备第二节纳米技术与医药学、中医药一、纳米技术与医药学的发展二、纳米技术与中医药的发展三、纳米中药制剂的设计与生产附录附录一中华人民共和国法定计量单位附录二常用的物理常数和单位换算附录三无机酸、碱在水中的电离常教(298K) 附录四难溶化合物的溶度积(291～298K)附录五标准电极电势表(298K)附录六配离子的稳定常数(293～298K)附录七化学元素相对原子质量(1993年)附录八常用希腊字母的符号及汉语译音。
- 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)。
原转。
36
5.含Cr(VI)废水的处理
（1）化学法 用还原剂Cr(VI)把还原为Cr(Ⅲ) ， 加碱生成Cr(OH)3沉淀，处理后废水中含铬量降 至0.01-0.1mg· dm –3
还原剂有FeSO4、SO2、Na2SO4等。 （2）电解法 将含Cr(VI) 废水调至酸性，加 NaCl提高其导电率，电解。 阴极反应 Fe = Fe 2+ + 2e
总趋势：从左到右活泼性降低 从上到下活泼性降低
9
7. 配位性和磁性 过渡元素的原子或离子具有能级相近的 (n—1)d，ns，np共9个价电子轨道，具有接 受配体孤电子对和吸引配体的能力，过渡 元素的离子或原子能形成不同类型的配位 化合物。如简单配合物、螯合物、羰基配 合物、有机金属配合物等。
10
许多过渡金属及其化合物都具有顺磁 性。物质的磁性主要取决于物质内部成单 电子的自旋磁矩。许多过渡金属及其化合 物都具有未成对的d电子。Fe， Co，Ni在 固态时为铁磁性物质。未成对的 d电子越 多，磁矩μ也越大
31
② Cr2O72-的氧化性
2 7
2 3 A (Cr2 O7 / Cr )
2 3
1.33(V )
3SO 2Cr 4H 2 O
2 4 3
Cr2 O 3SO 8H
2 7
Cr2O 14H 6Cl
浓
2Cr 3 7 H 2O 3Cl2
29
B.溶解度的影响
× 10 Ksp(Ag 2CrO4 ) 1.1
2 4Ag Cr2 O7 H 2 O
12
7 10 Ksp(Ag2Cr2O7 ) 2.0×
2Ag2 CrO4 (s, 砖红) 2H
2Ba Cr2O H 2O 2Pb Cr2O H 2O
2 2 7
4
3
但是，经强灼烧后的Cr2O3在酸和 碱中都不易溶解。
经过灼烧的Cr2O3与Al2O3同晶型。通常在水、 酸、碱中皆不溶解，但与溴酸钾溶液共热 容易转移到溶液中。
25
2 5Cr2O3 6BrO3 2H2O 5Cr2O7 4H 3Br2
在 -Al2O3中添加少量Cr 离子时，可形成
密度最大的单质：锇(Os)
导电性，导热性，延展性好。
6
熔 点 变 化 示 意 图
7
6. d区元素的化学性质
元素
E
M
2
/M V
Sc --各种酸 Fe -0.409 稀 HCl H2 SO4 等
Ti -1.63 热 HCl HF Co -0.282 缓慢溶解 在 HCl 等 酸中
V -1.2 (估算值) HNO3 ， HF 浓 H2 SO4 Ni -0.236 稀 HCl H2 SO4 等
20
H2O H2O
H2O Cr H2O H2O H2O
Cl– Cl Cl– Cl H2O
H2O Cr H2O H2O H2O
Cl– Cl– H2O
紫色
蓝绿色
Cl
Cl–
H2O Cr H2O H2O H2O
Cl– H2O H2O
Cl H2O
Cl– Cr H2O
Cl– H2O
H2O H2O
H2O
21
绿色
-0.12
Cr(OH) 4
-1.1
Cr(OH) 2
-1.4
Cr
-1.3
13
4. 单质的性质
① 灰白色, 熔沸点高、硬度大 ② 活泼金属，表面氧化膜使活泼性下降
③ 无膜金属与酸的反应
Cr + 2H+ → Cr2+ + H2
O2
Cr 3 (紫)
2Cr 2H2SO 4 (浓) Cr （ 2 SO 4） 3 3SO 2 H2O
34
3. Cr(Ⅲ)—— Cr(Ⅵ)的转化
碱性条件下Cr(Ⅲ)显较强的还原性。 把Cr(Ⅲ)转化为Cr(Ⅵ)宜在碱性条件下进
行；
酸性条件下Cr(Ⅵ)显较强的氧化性，
把Cr(Ⅵ)转化Cr(Ⅲ)宜在酸性条件下进行。
35
4. 铬化合物的性质特点
（1）同一氧化态不同形态的离子间存
在着酸碱转化。
（2）不同氧化态的离子间存在着氧化还
阳极反应
2H + + 2e = H2
37
随着Fe的溶解， Fe 2+将溶液中的Cr(VI)还原为 Cr(Ⅲ)
Cr2 O 6Fe 14H
2 7
2
6Fe 2Cr 7H 2 O
3
3
由于阴极附近H +离子浓度降低，pH增大，使 Cr3+和Fe 2+生成氢氧化物沉淀。经处理后废水中含 铬量降至0.01mg· dm -3
= 2I + S4O623 I2 6S2O3233
-
K2Cr2O7的氧化性的一个应用 洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）
K2Cr2O7 H2SO 4 (浓) K2SO 4 2CrO3 (s) H2O
铬酐 (暗红色，针状) 使用过程中，随着Cr2O72-逐渐被还原为 Cr3+，洗液颜色由暗红变暗绿而失效。
Cr2(SO4)3。
碱性条件下以CrO2–的形式存在，如：
KCrO2 、NaCrO2等。
16
(1) Cr3+盐的性质
主要表现在水解性、还原性、氧化性 和形成配合物等四个方面：
A. 水解
[Cr(H 2 O） ] 6 紫色
3 2
3
H [Cr(OH)(H 2 O） ] 5
2
K 10
4
2Cr 3S 6H2O Cr(OH） 3 (s) 3H2S(g )
2 B (CrO4 / Cr (OH ) 4 )
0.12(V )
2CrO 8H 2 O
18
2Cr(OH) 4 3H 2 O 2 2OH
2 4
C. 氧化性
Cr3+ + Zn (s) → 2Cr2+ (蓝色) + Zn2+
Cr2+(aq) Cr3+(aq)
19
D. Cr3+的配合物的多种颜色 Cr(III) 形成配合物的能力特强，主 要通过 d2sp3 杂化形成六配位八面体配合 物。 由于 Cr(III) 配合物中的配体交换 进行得十分缓慢，往往会出现多种稳定 的水合异构体.例如 CrCl3•6H2O :
(2) Cr3+的鉴定
Cr
3
H 2O2 OH 2 Cr(OH)4 CrO4
H+
H 2O2 2 2CrO(O2 ) 2 Cr O 2 7 戊醇(乙醚)
蓝色
22
Cr2O 4H2O2 2H 2CrO(O2 )2 5H2O
乙醚 CrO(O 2 ) 2 CrO(O 2 ) 2 (C 2 H 5 ) 2 O
在冷、浓硝酸中钝化
14
•用途
1. 不锈钢的铬含量在12%~14%
2. 纯铬用于制造不含铁的合金
3. 金属陶瓷(含77%的Cr, 23%的Al2O3) 4. 电镀层
15
二 、 铬的化合物
1. Cr (Ⅲ) 的化合物
酸性条件下以Cr3+的盐的形式存在，
如:CrCl3, Cr(NO3)3, KCr(SO4)2· 12H2O、
△
(NH4)2CrO4(橙黄) OH Cr(OH)4(亮绿)
Cr2+
O2 Zn 氨水或适量OH 3+
Cr
过量OH H+
S2O82- SO32, H2S I -(Cl-)
Sn2+,
Fe2+
H2 O 2 Cl2 Br2 ClO2CrO4(黄)
2Cr2O7(橙红)
OH H+ Ag2CrO4(s,砖红) BaCrO4(s,柠檬黄) PbCrO4(s,黄)
2
2 7
2BaCrO4 (s, 柠檬黄) 2H 2PbCrO4 (s, 黄) 2H
30
为什么不论是酸性还是碱性介质，溶液 中加入 Ag+ 、 Pb2+ 、 Ba2+等重金属离子得到 的总是铬酸盐沉淀而不是重铬酸盐沉淀？
显然,这是因为这类阳离子铬酸 盐有较小的溶度积的原因.
Yellow lead chromate Silver chromate
38
铬元素及其化合物反应小结
H+ Cr2+ O2 Cr O2 Δ H+ Cr2O3(s,绿) Δ Cr(OH)3 (灰绿) 过量OH– Cr(OH)4– (亮绿) Δ (NH4)2Cr2O7 (橙黄)
Zn
Cr3+ NH3•H2O 适量OH–
Sn2–,Fe2– S2O8 2–
SO32–,H2S
I–(Cl–)
第12章 过渡元素 学习要求
1. 了解过渡元素的通性 2. 了解铬的重要化合物的性质 3. 了解锰的重要化合物的性质 4. 了解铁钴镍重要化合物的性质 5. 了解铜族锌族元素的重要化合 物的性质
1
12.1 d区元素的通性
d区元素在周期表中的位置
2
1. d区元素原子的价电子层构型
(n-1)d1-10ns1-2
0.2363(V)
2 A (Pd /Pd)
2 A (Pt /Pt)
0.92(V)
1.2(V)(估算)
2 A ( Zn / Zn)
0.762(V )