化学第讲副族元素
副族元素性质
（三）铬分族
3、铬及其化合物的性质
（1）铬
铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+ 溶液，
而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液： Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑ 4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 （2）铬(III)的化合物 向Cr3+ 溶液中逐滴加入2 mol· dm–3 NaOH，则生成灰绿 色
5. 某些d区元素水合离子的颜色
电子构型 3d0 3d1 3d2 3d3 3d4 3d5 3d6 未成对电子数 0 1 1 2 3 4 4 5 5 4 阳离子 Sc3+、Ti4+ Ti3+ V4+ V3+ V2+、Cr3+ Mn3+ Cr2+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ 水合离子颜色 无色 紫色 蓝色 绿色 紫色 紫色 蓝色 肉色 浅紫色 绿色
（2）五氧化二钒
V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得： 2NH4VO3 = V2O5 + 2NH3 + H2O 2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl 在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。 V2O5比TiO2具有较强的酸性和氧化性，主要显酸性，易溶于碱： V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O 也能溶解在强酸中（pH＜1）生成VO2+ 离子。V2O5是氧化剂： V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O （3）钒酸盐和多钒酸盐 钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐（M4V2O7、 M3V3O9）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于10－4 mol· L－1）且溶 液呈强碱性（pH＞13）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当pH下 降，溶液中钒的总浓度小于10－4 mol· L－1时，溶液中以酸式钒酸根离子形式 存在，如HVO42-、H2VO4-；当溶液中钒的总浓度大于10－4 mol· L－1时，溶液 中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如V2O74-、V3O93-、V4O124-、V10O286-等。
元素周期表中的副族元素
元素周期表中的副族元素元素周期表是化学领域中最重要的工具之一，它按照元素的原子序数和化学性质进行了分类和排列。
其中，副族元素是周期表中的一类元素，它们位于周期表的B族元素区域。
副族元素具有一些独特的特征和应用，本文将对副族元素进行探讨。
一、副族元素的概述副族元素是指周期表中的B族元素，它们包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、锡（Sn）、锑（Sb）、铅（Pb）和气态元素氮（N）、磷（P）。
这些元素在周期表中的位置使它们具有一些共同的特征，同时也有一些差异。
二、副族元素的物理特性1. 电子结构：副族元素的电子结构在一定程度上决定了它们的化学性质。
例如，副族元素的外层电子数在2至6个之间变化，这使得它们具有不同的化学反应性和价态变化能力。
2. 密度和熔点：副族元素的密度和熔点各不相同。
例如，铅是副族元素中最重的元素，其密度和熔点都相对较高，而铝则是副族元素中密度最低的元素之一。
3. 金属性质：副族元素大多数为金属，具有良好的导电性和热导性。
其中，铝是一种常见的金属材料，被广泛应用于建筑、航空航天和汽车制造等领域。
三、副族元素的化学性质1. 氧化性：副族元素具有不同的氧化态，可以与氧气反应形成氧化物。
例如，锡可以形成二氧化锡（SnO2），铅可以形成氧化铅（PbO）。
2. 酸碱性：副族元素的化合物可以表现出酸性或碱性。
例如，锡和铅的氧化物可以与碱反应生成相应的盐。
3. 合金形成：副族元素常用于制备合金。
例如，铝和锡常与其他元素形成合金，以提高材料的性能和应用范围。
四、副族元素的应用1. 金属材料：副族元素中的铝、锡和铅等金属广泛应用于工业生产中。
铝被用于制造飞机、汽车和建筑材料等；锡常用于制作罐头和焊接材料；铅则用于电池和防辐射材料等。
2. 半导体材料：副族元素中的砷、锑和铟等元素是半导体材料的重要组成部分。
它们在电子行业中被广泛应用于制造晶体管、太阳能电池等。
3. 医药和生物学：副族元素在医药和生物学领域也有重要应用。
副族元素
第五章副族元素I ds区铜族和锌族元素一、单质的物理性质和化学性质1、物理性质（1）铜族元素铜是红色金属，银是银白色金属，金是黄色金属。
与碱金属相比，它们有较高的密度、硬度和熔点、沸点，导电性和传热性在所有金属中是最好的，其中以银最好，其次是铜和金。
由于铜族元素均属面心立方晶体，有较多的滑移面，所以它们都有良好的延展性，其中以金最好。
（2）锌族元素：锌、镉、汞都是银白色元素金属。
锌由于表面覆盖着一层碱式碳酸锌而略显蓝灰色。
本族元素的单质为低熔点低沸点金属，汞是唯一在室温下为液态的金属，具有高密度、导电性和流动性。
汞在273～573K之间体积膨胀系数均匀，汞的蒸气压很低且有毒，所以在使用汞时应务必小心，若不甚将汞撒落，应尽可能收集起来，然后在疑还有汞的地方撒上硫磺粉并加以研磨，使其转变为HgS。
2、化学性质（1）与碱金属相比，铜族元素的金属活泼性较差，并按铜、银、金顺序减弱。
铜在潮湿的含有二氧化碳的空气中，表面会生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+CO2+H2O = Cu2(OH)2CO3银在含H2S的空气中表面会变暗变黑：4Ag + 2H2S +O2 = 2Ag2S +H2O铜族元素不能从盐酸和稀硫酸中置换出氢气，但铜、银可以溶于硝酸和热浓硫酸，而金只能溶于王水：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O3Cu +8 HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2OCu +2 H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑+ 2H2O3Ag +4 HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O2Ag +2 H2SO4(浓) = Ag2SO4 + SO2↑+ 2H2OAu + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO↑+ 2H2O锌族元素中锌，镉较为活泼，汞则惰性。
锌在含有二氧化碳的潮湿空气中表面可生成一层碱式碳酸盐：4Zn+2O2+CO2+3H2O=ZnCO3∙3Zn(OH)2它可以保护内部的锌不被继续浸蚀，镀锌铁之所以具有强的抗腐蚀能力，就基于此。
元素周期表主族和副族分别是什么？
4、包含的元素:氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫、镁、钙、锶、钡、镭。
二:副族介绍:
1、英语名称:subgroup B element
2、包含的元素:钛、钒、铬、锰、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。
周期表中除了过渡金属镧系元素锕系元素惰性气体之外的都是主族元素
元素周期表主族和副族分别是什么？
（1）主族元素:s区和p区的元素。
（2）副族元素:d区元素是指IIIB~VIII族元素，ds区元素是指IB、IIB族元素。
一、主族介绍:
1、主族元素的另外一种定义:除了最外层电子层以外的电子层的电子数都是满电子的化学元素。
《无机化学》课件——第19章 铜副族元素和锌副族元素
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
元素周期表主族和副族分别是什么
元素周期表主族和副族分别是什么元素周期表是化学家们根据元素的性质和结构进行分类和排列的一张桌面工具。
在这张周期表上，元素按照从左上到右下的顺序排列，按照原子序数的增加而逐渐增加。
元素周期表中的元素被分为主族和副族两大类别。
那么，主族和副族分别代表着什么呢？下面将为您详细解释。
主族元素是指元素周期表中IA至VIII A族的元素，也称作A族元素或者常规元素。
它们是在元素周期表中位于两侧的18个元素群，分别是IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA和VIIIA。
主族元素的共同特点是它们最外层的电子层中含有相同数量的电子，这个数字决定了它们的化学性质。
例如，位于IA族的锂、钠和钾等元素都只有一个电子存在于最外层的s轨道上，因此它们具有相似的性质，例如在水中剧烈反应产生氢气。
主族元素在自然界中非常常见，并且具有重要的生物和工业价值。
其中，IA、IIA和IIIA族的元素被称为典型元素，因为它们的性质非常经典和典型。
这些元素通常具有较低的电负性，形成阳离子或共价化合物时倾向于失去电子。
主族元素在周期表上的位置也反映了它们的原子结构和电子配置的规律性。
与主族元素相对应的是副族元素，也被称为B族元素或过渡元素。
副族元素位于元素周期表的区域是从IIIB到VIIIB族，以及下面两行的元素。
副族元素的特点是它们的最外层电子数不同，在各个周期中都有较大的变化。
这就使得副族元素的化学性质非常丰富多样，它们可以形成各种不同化合价的化合物。
例如，位于VB族的钒元素可以形成V2O5（五氧化二钒）和VO2（二氧化钒）两种不同化合价的氧化物。
副族元素在化学反应中经常具有多种氧化态，这使得它们在催化剂、电池、合金和材料科学等领域中发挥着重要作用。
副族元素的其它特点是它们通常具有较高的原子质量和较高的熔点。
其中，第一列和最后一列的副族元素被称为过渡金属，它们具有良好的导电性和良好的催化性能。
总结起来，元素周期表中的主族元素和副族元素分别代表了元素的外层电子结构和化学性质的不同。
ds元素
第十一章副族元素化学第十章ds区元素第节素概述第一节ds区元素概述ds 区元素是指元素周期表中的ⅠB 、ⅡB 两族元素包括族元素，包括铜、银、金、锌、镉、汞等6种自然形成的金属元素及两种人工合成元素。
ds 区的名称是因为它们的外层电子构型:ⅠB : (n-1)d 10s 1或ⅡB :(n-1)d 10s 2从广义的角度看，ds区实际上是d区的一部分。
因本区元素次外层(n-1)d轨道已填满电子,而最外电子层构型和区相同，所以满电子,而最外电子层构型和s区相同，所以将此区域元素称为ds区元素。
ds区元素都是过渡金属。
但由于其d层电子是全充满的，所以体现的性质与其他过渡金属有所不同。
如：最高氧化态只能达到+3如：最高氧化态只能达到+3。
3第二节铜族元素（一）铜族元素的单质1.物理性质(1) 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)(2) 溶、沸点较其它过渡金属低(3) 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au(3)导电性导热性好且(4)延展性好铜族元素2.化学性质(1)与O 2作用)2CuO(O 2Cu 2黑⎯→⎯+∆)(CO (OH)Cu CO O H O 2Cu 322222绿⎯→⎯+++∆碱式碳酸铜Au 、Ag O 发生反应，当有沉淀剂或g 不与2发生反应，有沉淀剂或配合剂存在时，可发生反应。
5=铜族元素−−−+⎯→⎯+++4OH]4[M(CN)8CN O 2H O 4M AuAg Cu M 222，，−++⎯→⎯+++OH)(])4[Cu(NH 8NH O 2H O 4Cu 23322无色)(])[Cu(NH 243蓝+不可用铜器盛氨水O 2→O2H S 2Ag O S 2H 2Ag 2222+⎯→⎯++6银器年久变黑(2) 与酸作用铜族元素c Cu、Ag、Au不能置换稀酸中的H +d 若生成难溶物或配合物，单质还原能力则增强()2A I 2A (g)H S(s)Ag S H 2Ag 222+⎯→⎯+(g)H 2AgI 4I 2H 2Ag 2-2+⎯→⎯++−+③Cu 、Ag 、Au 可溶于氧化性酸7（二）铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水，易溶于酸热稳定性稳定,1235熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O + 2H +→Cu 2++ Cu + H 2OC O +2HCl 2C Cl +H Cu 2O + 2HCl →2CuCl + H 2O 10004CuO Cu O +O C (白色)CuO + 2H +→Cu 2++ H 2O4CuO Cu 2O + O 28（二）铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水，易溶于酸热稳定性稳定,1235 熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O+4NH 3+H 2O →2[Cu(NH 3)2]++2OH -在空气中被氧化4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3+2H 2O →蓝94[Cu(NH 3)4]2+(深蓝)+4OH -CuOH 不稳定，至今尚未制得为浅蓝色难溶于水2-Cu(OH)2为浅蓝色，难溶于水1.受热易脱水2[Cu(OH)4]+C 6H 12O 6(葡萄糖)→Cu 2O +C 6H 12O 7+4OH -+2H 2O Cu(OH)2 CuO + H 2O 80~90C 两性以碱性为主(葡萄糖酸)2.两性：以碱性为主+2H + →2+ O (用此反应可检查尿糖Cu(OH)2+ 2H Cu +H 2O (浅兰色)Cu(OH)2+ 2OH -→[Cu(OH)4]2-(亮兰色)3. 溶于氨水2++2OH-10Cu(OH)2+4NH 3→[Cu(NH 3)4]2 + 2OH制取:1.,Cu 2+ + Cu + 4Cl -→2[CuCl 2]-1. 在热、浓HCl 溶液中, 用Cu 粉还原CuCl 2(无色)2. 用水稀释-→2CuCl ()+2Cl -总反应：Cu 2+ + Cu + 2Cl -→ 2CuCl2[CuCl 2]2CuCl (白色) + 2Cl 应用：CuCl + CO + HCl →[CuCl(CO)] ·H 2O 11（测CO ）2无水CuCl 2为棕黄色固体,是共价化合物易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮)CuCl 2溶液随c (Cl -)不同而呈不同颜色[C Cl 24H O [C (H 2+4Cl [CuCl 4]2-+ 4H 2O [Cu(H 2O)4]2+ + 4Cl -)(12(黄色) (浅蓝色)无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色，可检验有机液体中的微量水分。
副族元素
4.配合物 4.配合物
1). NH3 配合物
Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+
NH3·H2O
Fe(OH)2↓ Fe(OH)3↓
NH3·H2O
不溶解 不溶解
O2 Cl2
NH3·H2O NH3·H2O
NH3·H2O
Co(OH)Cl↓ Ni2(OH)2SO4↓
NH3·H2O
Co(NH3)62+ Ni(NH3)62+
(09浙江省）已知右图中所有物质均为化合物，A、 C的 浙江省）已知右图中所有物质均为化合物， 浙江省
水溶液呈碱性， 是一种强碱， 水溶液呈碱性，且C是一种强碱， 的水溶液呈酸性。 F、G的水溶液呈酸性。B为红褐色 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 其水溶液是一种常见的强酸， 其水溶液是一种常见的强酸，A、C、 焰色反应呈黄色。 D、E焰色反应呈黄色。A、D的水溶 液都有杀菌消毒作用。 液都有杀菌消毒作用。 A、B、C反 应时，物质的量之比为3 应时，物质的量之比为3：2：4。其它物质相互间的转 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生； 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生；多数反应 的生成物没有写完整) 请写出：(1)A的化学 的生成物没有写完整)。请写出：(1)A的化学 的电子式： 式 NaClO ，C的电子式： ； (2)A、 三者发生反应的离子方程式： (2)A、B、C三者发生反应的离子方程式： 3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O 。 (3)已知 已知D (3)已知D和G反应时还有使带火星的木条复燃的气体产 反应的化学方程式为： 。 生，则D和G反应的化学方程式为： 4Na2FeO4+20HCl=3O2↑+ 4FeCl3 + 8NaCl + 10H2O
无机化学第十章副族元素
无机化学第十章副族元素副族元素是指周期表中位于主族元素和过渡元素之间的一些元素。
它们的原子结构和化学性质介于主族元素和过渡元素之间，具有一些特殊的性质和用途。
本章将介绍副族元素的特点及其在生活和工业中的应用。
首先，副族元素包括硼（B）、硅（Si）、锑（Sb）、碲（Te）和钋（Po）。
它们的原子结构有一些共同特点，如较小的原子半径、较高的电负性和较高的电离能。
这些特点使得副族元素在化学反应中具有一些独特的性质。
硼是副族元素中最简单的元素，具有低密度、高熔点和高硬度等特点。
硼的化合物广泛应用于防火材料、玻璃制造和农业肥料等领域。
硅是地壳中含量最丰富的元素之一，它在电子技术、材料科学和太阳能电池等领域有着重要的应用。
锑是一种常见的矿物元素，具有金属和非金属的特性。
它广泛用于阻燃剂、红外材料和合金制造等方面。
碲是一种光电材料，具有半导体和光学特性，被广泛应用于红外探测器、太阳能电池和光纤通信等领域。
钋是一种放射性元素，其同位素被用于医学诊断和治疗。
副族元素的化学性质也有一些共同特点。
由于原子结构的共同特点，副族元素通常形成共价化合物，能够与非金属原子形成键合。
此外，副族元素的氧化态比较复杂，可以显示不同的氧化态。
例如，硼的氧化态包括B(III)和B(V)，锑的氧化态包括Sb(III)和Sb(V)。
副族元素的化学性质也受到其周期性表内位置的影响。
随着原子序数的增加，副族元素的电子结构越来越复杂。
例如，硼的电子结构是1s²2s²2p¹，而钋的电子结构是2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁴。
这些电子结构的变化导致副族元素的化学性质有一定的差异。
总结来说，副族元素具有较小的原子半径、较高的电负性和较高的电离能。
它们在化学反应中表现出一些独特的性质，并且在生活和工业中有着广泛的应用。
无机化学 第十章：副族元素
锰 分 族
1. 概述
锰最重要矿是软锰矿；近年来在
ⅦB 锰
Mn
深海发现大量的锰矿——锰结核。
合作用的不可缺少的部分。茶中锰的含量较丰富。 所有钢都含有Mn
锝 Tc 铼 Re (n-1)d5ns2
Mn是生物生长的微量元素，是人体多种酶的核心部分，是植物光
作用：净化剂 Mn + S = MnS —防止生成FeS钢变脆 Mn + O2= MnO —防止冷却钢形成气泡或沙孔 增加钢的硬度：锰钢(12%~15%)
冷 2KMnO4+H2SO4(浓)==K2SO4+Mn2O7+2H2O
油状 绿色
4MnO4- + H+ = 4MnO2+ 3O2↑+ 2H2O
MnO2+O2+O3
OHMnO4- +C2O42-(Fe2+、SO32-)
MnO42- +CO2(Fe3+,SO42-)
H2 O
H+
MnO2 + CO2(Fe3+,SO42-)
紫红
绿
蓝紫
蓝
淡粉红
粉红
MnO4-为什么有颜色？
3.
过渡元素的氧化态
元 素
Sc
+3
氧化态
Ti +2 +3 +4
V +2 +3 +4 +5
Cr +2 +3
Mn +2 +3 +4
+6 +7
Fe +2 +3
Co +2 +3 +4
Ni +2 +3 +4
第12讲副族元素课件
碱 钛酸盐 :
酸
钛氧盐
大多难溶于水
BaCO3+TiO2 → BaTiO3+CO2 Na2TiO3+2H2O → H2TiO3+2NaOH TiOSO4+2H2O → H2TiO3+H2SO4
10
（4）TiCl4 最重要的Ti卤化物，通常同TiO2、氨气 和焦炭高温反应而得。
结构：TiCl4中Ti取sp3杂化，形成正四面 体构型，为共价化合物。
Ti(SO4)2与碱金属硫酸盐也可生成配合物M2[Ti(SO4)3] 如K2[Ti(SO4)3]。
若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的(NH4)2[TiCl6]
12
❖ 三、钒副族 ❖ 1、钒副族元素基本性质 ❖ 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们
的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子 都可以参加成键，因此最高氧化态为 +5， 相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一 种氧化态。
Cr2O72- + 4 Cl- + 6 H3O+
2 CrO2Cl2 + 9 H2O
蒸发至冒烟
19
(4) 铬绿 ( Cr2O3 )
制 备： 4Cr 3O2 Δ 2Cr2O3
(NH4 )2 Cr2O7 Δ Cr2O3 N2 4H2O
2 Na2Cr2O7 + 3 C
2 Cr2O3 + 2 Na2CO3 + CO2
8
❖ （2）二氧化钛
❖ 白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢 氟酸和热的浓硫酸中。
❖ TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
元素化学：副族
元素化学：副族1. ds区元素周期表IB~IIB1.1 铜副族元素电离能u铜副族元素电离能远大于碱金属，因此金属性远远不如u注意I(Ag)<I(Cu)，I不是判定金属活泼性的唯一因素u I(Au)极高，Au化学与Cu、Ag差异显著主要氧化态Cu Ag Au+1+1+1+2+2+2+3+3+3常见的配合物氧化态电子构型配位数空间构型实例+1d102直线型[Ag(CN)2]-，[CuCl2]-4四面体[Cu(CN)4]3-，[Ag(SCN)4]3-+2d94正方形[Cu(NH3)4]2+6拉长八面体[Cu(NH3)4(H2O)2]2++3d84正方形[AuCl4]-单质反应性u只有Cu与O2反应，视温度生成CuO和Cu2Ou Cu、Ag与中等氧化剂反应，Au反应困难。
三者都溶于富含空气的NaCN中u Cu、Ag被H2S侵蚀+1氧化态u铜族元素的+1氧化态化合物为反磁性，原则上为无色或白色，但许多化合物中因相互极化显色–Cu2O红，CuF红，AgF棕，Ag2CrO4红–Cu2S、Ag2O、Ag2S黑色，AgBr淡黄–AgI、AgNO2、Ag2CO3、Ag3PO4黄色+1氧化态u Ag(I)在固态和水溶液中都稳定存在（但强光分解），而Cu(I)和Au(I)在水中都发生歧化，只能以沉淀或配合物形式存在u银镜反应：[Ag(NH3)2]+ + HCHO → Ag+CO2+NH3Ag +的沉淀-溶解交替现象u 沉淀剂(X -、S 2-)和配合剂(NH 3、S 2O 32-、CN -)之间竞争Ag+u 此次序也是满足软硬酸碱匹配原则的Ag +AgCl[Ag(NH 3)2]+AgBr[Ag(S 2O 3)2]3-AgI[Ag(CN)2]-Ag 2S+2氧化态u只有Cu存在稳定+2氧化态，一般有色（但CuSO4、CuF2白色）u高温下Cu(II)不够稳定，会分解成Cu(I)–CuO → Cu2O + O2，CuS+O2→ Cu2S + SO2 ，CuCl2→CuCl + Cl2Cu(II)的有关化合物u Cu(OH)2–加热80o C左右分解，溶于氨水和过量NaOH u CuCl2–无水CuCl2具有正方形链结构–CuCl2溶液颜色随浓度而变•CuCl42-（黄）⇔共存（绿）⇔Cu(H2O)42+（蓝）Cu(II)与还原剂作用u Cu(OH)42- + HCHO → Cu2O + CO32- + OH-u CuCl42- + Cu = 2CuCl2-u2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2u2CuCl2 + SO2 + 2H2O = 2CuCl + H2SO4 + 2HCl u2CuCl2 + SnCl2 = 2CuCl + SnCl4u2Cu2+ + 6CN- = 2Cu(CN)2- + (CN)2+3氧化态u Cu和Ag的+3氧化态不稳定，只有Au(III)稳定，但氧化性很强，只有形成配合物才能在溶液中稳定存在–典型结构为4配位正方形u AuCl3–AuCl3为双聚分子，存在AuCl4-单元•注意，Au2Cl6与Al2Cl6的空间结构不同1.2 锌副族元素电离能u锌副族元素电离能大于相应铜副族元素，但性质反而更活泼u Hg电离能与Zn、Cd相差较大，化学性质差异也较大u锌副族元素d电子不参与成键u Cd、Hg均有剧毒锌副族元素常见氧化态Zn Cd Hg+1+1+2+2+2Hg具有较稳定的+1氧化态，这也是惰性电子对效应的展现。
元素化学2019副族元素-PPT文档资料
+3
氧化态
+6 (横线为常见氧化态) Fe +2、+3 Ru +4 Os +4、+6、+8
+6
2019/3/14
左 氧化态先升高后降低 右 上 同族 高氧 化态 趋向 稳定 下 元素 化学
3
d区元素的特性
单质的相似性
过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有光泽。除钪和 钛属轻金属外，其余均属重金属，其中以重铂组元素最重， 锇、铱、铂的密度依次为22.57、22.42、21.45g· cm3。 多数过渡金属(ⅡB族元素除外)的熔点、沸点高，硬度大。 过渡金属导电、导热、延展性均较好。
2019/3/14 元素 化学 5
2.钛分族
(1) 概述
本族特征氧化态 +4 四川攀枝花钒钛铁矿(FeTiO3)探明 储量约15亿吨。钛是未来的钢铁：质轻， 抗腐蚀，硬度大，是宇航、航海、化工 设备等的理想材料。
ⅣB
钛 Ti 锆 Zr 铪 Hf (n-1)d2ns2
钛合金有记忆功能( Ti－Ni合
磁性及催化性
原子或离子具有未成对电子而呈顺磁性，其中铁系 元素(铁、钴、镍)还能强烈地被磁化而表现出铁磁性。 许多过渡元素的金属及其化合物具催化活性。 如：铁和钼是合成氨的催化剂。据认为, d 区元素的高催 化活性是因为它们的d 亚层容易得失电子。
d 区元素所有以上特征在不同程度上 与价层d 电子的存在有关，因而有人将d区 元素的化学归结为d 电子的化学。
TiCl4 + 3H2O TiO2· H2O + 4HCl 2TiCl4+ Zn 2TiCl3 + ZnCl2 TiO2+ + H2O2[TiO(H2O2)]2+ 桔红色
无机化学-第十章：副族元素(1)
3 4
铬在医药中的作用
铬是人体的一种必需微量元素正常人体内只含有6-7毫克 ，但对人体很重要。尽管需要量很少，但缺铬的问题仍然存 在。 铬在自然界存在缺铬严重的地区糖尿病发病率高。已有 非常足够的证据证明，钻不足引起糖耐量异常，绝大部分最 终发生糖尿病的人都从糖耐量异常开始，预防糖耐量异常起 着预防糖尿病的作用。摄入足够的铭，可使糖耐量正常而预 防糖尿病的发生。II型糖尿病病人产生大量胰岛素，但血糖 得不到很好的控制，随着铬的补充，内源胰岛素减少，糖耐 量改善。含铬丰富的食物，可增强胰岛素的效应，预防糖尿 病的发生。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
紫红
绿
蓝紫
蓝
淡粉红
粉红
左
上 如: Cu Ag Au 活 泼 性 逐 渐 减 弱 下
越来越不活泼
右
核电荷增加,
原子半径并无多少增加, 相当Z*增大,对最外层电子 引力大,化学活泼 性降低。
d区元素在药物中的应用
• 1.KMnO4是最重要的也
是最重要的氧化剂之 一。 • 可用于器械设备的消 毒，它的5%溶液可治 疗轻度烫伤。
Chapter 10 :Transition metals
学习目的
1. 副族元素的范围以及性质。
2.一些副族元素在医药中的运用。
3.副族元素在医药中的应用与前景。
前
言
副族元素是指电子未完全充满d轨道或f轨道的元素。副族元素位于长 式周期表的中部，典型的金属元素(s区)与典型的非金属元素(p区)之间，包 括d区、ds区和f区元素。从原子的电子层结构上看，价电子依次填充(n-1)d 轨道(f区元素，价电子依次填充(n-2)f轨道，称内过渡元素)，恰好完成了该 轨道部分填充到完全充满的过渡。副族元素又称过渡元素或过渡金属。
z第八章 副族元素
④
OH－
NH3
溶液中Cu2+的重要反应
△
H＋溶解 OH-过量 Cu NH3过量散
⇌ Cu(OH)2(浅蓝色)→CuO(黑色) ↘[Cu(OH)4]2-(深蓝色)
→ Cu2(OH)2SO4(s,兰色)→[Cu(NH3)4]2+ (深兰色) → [Cu(NH3)4]+ OH-过量 + 葡萄糖 ―――→ Cu2O → Cu2+ + Cu H2S → CuS(s) CO32→ Cu2(OH)2CO3(s) Cu+HCl → [CuCl2]足量水 → CuCl(s,白) I→ CuI(s) I-过量 →[CuI2]CN→ [Cu(CN)4]2- 迅速分解 → [Cu(CN)2]- + (CN)2 SCN→ CuSCN(s) SCN-过量――→ [Cu(SCN)2]S2O32→ Cu2S + S + SO42CrO42→ CuCrO4(s) [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6](s)(红棕色)
铜族(ⅠB)
通性：铜族元素价电子构型为(n-1)d10ns1，铜族元素原子不仅 可以失去ns电子，也可进一步失去部分d电子。因此铜族元 素都有+1、+2、+3三种氧化态。但由于其稳定性不同，铜 常见的氧化态为+2，银为+1，金为+3。 1. 铜族元素半径小于同族的碱金属元素，但由于铜族元素次外 层具有18个电子，它对核的屏蔽作用小于次外层为8电子的 碱金属，使得铜族元素的有效核电荷较大，对最外层电子中 及引力较强，因此活泼性降低。 2. 铜族元素的ns电子和次外层(n-1)d的电子能量相差不大，与 其它元素化合时，d电子根据条件不同，部分参与成键，因此 表现出几种氧化态。 3. 铜族元素的标准电极电势比碱金属的正，所以铜族元素在水 溶液中的化学活泼性远小于碱金属，且活泼性从铜到银降低。
副族元素性质
（3）四氯化钛 四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一
系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它 暴露在空气中会发烟：
TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl （4）钛(Ⅳ)的配位化合物
钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2－、[TiCl6]2－、 [TiO(H2O2)]2+ 等，其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应 可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6 沉淀，这是定性检出钛的灵敏方法。
（三）铬分族
3、铬及其化合物的性质
（1）铬 铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+ 溶液， 而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液：
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑ 4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 （2）铬(III)的化合物 向Cr3+ 溶液中逐滴加入2 mol·dm–3 NaOH，则生成灰绿 色 Cr(OH)3沉淀。Cr(OH)3具有两性： Cr(OH)3 + 3H+ = Cr3+ + 3H2O Cr(OH)3 +OH－= Cr(OH)4- (亮绿色) 铬(III)的配合物配位数都是6（少数例外），其单核配合物的空 间构型为八面体，Cr3+ 离子提供6个空轨道，形成六个d2sp3杂化轨道。
（2）二氧化钛
二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水，也不溶于
稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中：
TiO2 + 6HF = H2[TiF6]+ 2H2O TiO2 + 2H2SO4 = 2Ti (SO4)2 + 2H2O TiO2 + H2SO4 = 2Ti OSO4 + H2O
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10
（2）二氧化钛
白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢 氟酸和热的浓硫酸中。
TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
11
（3）钛酸盐和钛氧盐：
由于TiO2为两性偏碱性氧化物 最重要的压电陶瓷材料
同族元素从上到下（除ⅢB外）活泼性减弱，第 二、三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反 应，但和浓碱或熔碱可反应，生成相应的含氧化数 （1）有多种氧化数 （2）同周期变化趋势：从左到右由“低→高→低”， 这是因(n-1)d5半满后d电子作为价电子趋势变弱； （3）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更 趋稳定 ；同族最高价ⅢB-ⅦB、ⅡB与族数相同， Ⅷ 只有两种元素达+8，IB特别。 （4）同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为1， （5）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。
TiCl4 和硫酸钛都易形成配合物 TiCl4+2HCl(浓)=H2[TiCl6]
Ti(SO4)2与碱金属硫酸盐也可生成配合物M2[Ti(SO4)3] 如K2[Ti(SO4)3]。
若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的(NH4)2[TiCl6]
14
三、钒副族 1、钒副族元素基本性质 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们
碱 钛酸盐 : 酸 钛氧盐
大多难溶于水
BaCO3+TiO2 → BaTiO3+CO2 Na2TiO3+2H2O → H2TiO3+2NaOH TiOSO4+2H2O → H2TiO3+H2SO4
12
（4）TiCl4 最重要的Ti卤化物，通常同TiO2、氨气 和焦炭高温反应而得。
7
一、过渡元素概述
（七）催化性 许多过渡元素及其化合物具有独特的催化
性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程 中，过渡元素可形成不稳定的配合物，这是配 合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是 接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面， 如V2O5催化制H2SO4。 （八）磁性
多数过渡元素的原子或离子有未成对电子， 所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距μ越 大。
89-103 104 Rf 105 Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 Mt 110
Ac-Lr 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 Uun
过渡系元素
第一过渡 系元素
第二过渡 系元素
第三过渡 系元素
2
一、过渡元素概述
（一）过渡元素原子的特征
同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的d轨 道上，最外层只有1~2个电子（Pd例外），其价层电子 构型为(n-1)d1~10ns1~2。
的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子 都可以参加成键，因此最高氧化态为 +5， 相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一 种氧化态。
15
2、钒及其化合物 （1）钒 金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性
5
一、过渡元素概述
（五）离子的颜色 过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显
色（与s区、p区不同），主要是因为此时过渡元素离 子的d轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光d 电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。规律为：没 有未成对d电子的水合离子或配合物是无色的，如Zn2+、 Hg2+，具有未成对d电子的水合离子或配合物一般呈现 明显的颜色Cu2+蓝色、Ni2+绿色、Co2+粉红色。
结构：TiCl4中Ti取sp3杂化，形成正四面 体构型，为共价化合物。
性质：
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在水或潮湿空气中都极易水解 TiCl4+3H2O=H2TiO3+4HCl 当溶液中有一定盐酸时部分水解 TiCl4+H2O=TiOCl2+2HCl
在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4蒸气可得海绵钛 TiCl4+2Mg = 2MgCl2+Ti
与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般 比较小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢 减小（有效核电荷增加），在IB前后又稍增大，因Cu 副族前后d亚层接近或达全充满状态，屏蔽作用增大， 所以半径稍增大。
3
一、过渡元素概述
（二）单质的物理性质 由于过渡元素最外层一般为1~2个电子，容易失
去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白 色或灰白色，有光泽。 （三）金属活泼性
副族元素
1
通性
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
钪钛 钒 铬锰铁钴镍
39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd
钇 锆铌 钼 锝 钌 铑钯 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt La-Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂
8
二、钛副族
1、钛副族元素的基本性质
钛副族元素原子的价电子层结构为
(n－1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定
氧化态是+4，其次是+3，+2氧化态则比
较少见。在个别配位化合物中，钛还可以
呈低氧化态0和 – l。锆、铪生成低氧化态
的趋势比钛小。
9
2、钛及其化合物 （1）钛 钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多
6
一、过渡元素概述
（六）配位性 过渡元素易形成配合物，原因：①过渡元
素的原子或离子具有能级相近的价层电子轨道 (n-1)d 、 ns 和 np ， 易 形 成 杂 化 轨 道 ； 其 中 ns 和np轨道可能是空的（对原子，不空），(n1)d轨道是部分空的，可以接受配体的孤电子 对；②过渡元素的离子一般具有较高的电荷和 较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸收 力。