13第十三章过渡元素2
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第十三章 d区和ds区元素
13.1 d区元素通性
(1)熔点、沸点高; 熔点最高的单质: 钨(W,3410±20℃) (2)硬度大; 硬度最大的金属: 铬(Cr),硬度仅次于金刚石. (3)密度大; 密度最大的单质: 锇(Os,22.48g· cm-3) (4)导电性、导热性、延展性好.
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13.2 铬的主要化合物
K2Cr2O7 + H2SO4(浓)→ K2SO4 + 2CrO3(暗红色针状结晶) + H2O 在酸性介质中要将Cr3+氧化只有采用强氧化剂, 如K2S2O8: 3+ 22Cr +3S2O8 +7H2O→Cr2O72-+6SO42-+14H+ 氧化值为+3和+6的Cr在酸碱性介质中的相互 转化关系为: OH-,氧化剂 [Cr(OH)4]CrO42OH- H+
过氧化铬很不稳定,在乙醚或 戊醇中较稳定: Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物均有毒, 且后者毒性更大.
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13.2 铬的主要化合物
Cr3+的鉴定也可以有不同的方法,但是它们 都是在过量OH-的条件下用H2O2将Cr3+氧 化为CrO42-,然后加入不同的试剂: 方法:
(Ni2+/Ni) = -0.25V (Pd2+/Pd) = +0.92V (Pt2+/Pt) = +1.2V(估计值)
(Zn2+/Zn) = -0.763V (Cd2+/Cd) = -0.403V (Hg2+/Hg) = +0.854V
13-第十三章---二氧化碳气体保护焊和混合气体保护焊
（2） 焊丝的含碳量要低，一般要求C＜0.11%，以 减少气孔和飞溅。
（3） 要保证焊缝具有满意的力学性能和抗裂性能。 2 混合气体保护焊用焊丝的选择依据
（1） 氧化性较强的保护气体采用高锰高硅焊丝。 （2） 氧化性较弱的保护气体采用低锰低硅焊丝。
药 芯 焊 丝
实芯焊丝
第三节 焊接工艺参数选择
一 短路过渡焊接 主要在薄板及全位置焊接，应用广泛。 工艺参数：电弧电压、焊接电流、焊接回路
7 大电流粗丝二氧化碳气体保护焊焊接时，应 防止焊枪水冷系统漏水破坏绝缘并在焊把前加防 护挡板，以免发生触电事故。
8 要定期检查CO2 焊机的电子元器件及喷嘴的 绝缘性能。
9 CO2 焊机使用前要检查供气、供水系统是否 完好。
（3） Ar+CO2+O2混合气体（75%+5%+20%）
此种方法比上述两种方法在焊接碳钢和低合金 钢时，焊缝成形、接头质量、熔滴过渡、电弧稳 定性都要好。
请 遵 守 气 瓶 安 全
使 用 规
则
二 焊丝
1 对焊丝的要求 （1） 焊丝内必须含有足够的脱氧元素，以减少焊
缝金属中的含氧量和防止产生气孔。
合适的焊接电流与电弧电压范围
短路过度 焊丝直径/mm 焊接电流/A 电弧电压/V
1.2
160~400
25~38
1.6
200~500
26~40
2.0
200~600
27~40
2.5
300~700
28~42
3.0
500~800
32~44
第四节 二氧化碳保护焊和混合气体保护焊 的操作技术和安全特点
二氧化碳保护焊和混合气体保护焊除遵守焊 条电弧焊、气体保护焊的有关规定外，还应注意 以下几点
（3） 要保证焊缝具有满意的力学性能和抗裂性能。 2 混合气体保护焊用焊丝的选择依据
（1） 氧化性较强的保护气体采用高锰高硅焊丝。 （2） 氧化性较弱的保护气体采用低锰低硅焊丝。
药 芯 焊 丝
实芯焊丝
第三节 焊接工艺参数选择
一 短路过渡焊接 主要在薄板及全位置焊接，应用广泛。 工艺参数：电弧电压、焊接电流、焊接回路
7 大电流粗丝二氧化碳气体保护焊焊接时，应 防止焊枪水冷系统漏水破坏绝缘并在焊把前加防 护挡板，以免发生触电事故。
8 要定期检查CO2 焊机的电子元器件及喷嘴的 绝缘性能。
9 CO2 焊机使用前要检查供气、供水系统是否 完好。
（3） Ar+CO2+O2混合气体（75%+5%+20%）
此种方法比上述两种方法在焊接碳钢和低合金 钢时，焊缝成形、接头质量、熔滴过渡、电弧稳 定性都要好。
请 遵 守 气 瓶 安 全
使 用 规
则
二 焊丝
1 对焊丝的要求 （1） 焊丝内必须含有足够的脱氧元素，以减少焊
缝金属中的含氧量和防止产生气孔。
合适的焊接电流与电弧电压范围
短路过度 焊丝直径/mm 焊接电流/A 电弧电压/V
1.2
160~400
25~38
1.6
200~500
26~40
2.0
200~600
27~40
2.5
300~700
28~42
3.0
500~800
32~44
第四节 二氧化碳保护焊和混合气体保护焊 的操作技术和安全特点
二氧化碳保护焊和混合气体保护焊除遵守焊 条电弧焊、气体保护焊的有关规定外，还应注意 以下几点
第十三章 过渡金属一、二
4、Cr(Ⅲ)化合物 Cr2O3实验室制法： (NH4)2Cr2O7=Cr2O3+N2+4H2O Cr2O3的两性氧化物： Cr2O3+6H+→2Cr3++3H2O Cr2O3+2OH-+3H2O→2Cr(OH)4-(或CrO2-)
Cr3+在水溶液中以Cr(H2O)63+形式存在，为紫 色。铬盐溶液常呈绿色，这是因为内界H2O被 其他离子置换的缘故，如[Cr(H2O)6]Cl3为紫色。 [Cr(H2O)5Cl]Cl2· H2O为淡绿色， [Cr(H2O)4Cl2]· Cl· 2H2O为暗绿色。
第二十部分 过渡金属二
一、铁、钴、镍 1、常见氧化态 有+2、+3，但稳定性不同，Fe一般以+3稳定； +2较易被氧化；Co以+2稳定，+3是强氧化剂； Ni一般只呈现+2，碱性介质存在+3，但氧化 性较强。
2、铁、钴、镍化合物反应性比较 （1）Ni(OH)2只有在强氧化剂(如NaClO)作用 下才能氧化为黑色的NiO(OH) （2）硫氰化物 Fe3++nSCN-→[Fe(NCS)n]3-n n=1～6(血红色) Co2++4SCN-→[Co(NCS)4]2- (兰色) Ni2++4SCN-→[Ni(NCS)4]2- (亮绿色) Co(NCS)42-在水溶液中不太稳定，用有机溶 剂萃取后比较稳定。
（3）将Cr(OH)3在高温下灼烧
2Cr(OH)3=Cr2O3+3H2O
（4）用铝热剂还原Cr2O3
Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3
3、从辉钼矿（MoS2）中制备MoO3的主要步骤: （1）焙烧： 2MoS2+7O2=2MoO3+4SO2 （2）加氨水浸 取： MoO3+2NH3· H2O=(NH4)2MoO4+H2O （3）加(NH4)2S除Cu2+等杂质 Cu(NH3)42++(NH4)2S→CuS↓+2NH4++4NH3↑ （4）酸化析出钼 酸： (NH4)2MoO4+2HCl=H2MoO4↓+2NH4Cl （5）热解： H2MoO4=MoO3+H2O
元素周期表中的过渡金属和内过渡金属
其他化合物的性质
这些化合物具有独特的物理和化 学性质，如光学活性、磁有序性 和导电性等。
其他化合物的应用
在化学工业、材料科学和新能源 领域中，这些化合物具有广泛的 应用前景，如太阳能电池、磁性 材料和药物等。
06
过渡金属和内过渡金属的工业应用
在冶金工业中的应用
钢铁生产
过渡金属如铁、钴、镍等是钢铁生产中的重 要元素，可以提高钢材的强度、韧性和耐腐 蚀性。
总结词
包括铜、银、金等元素，具有稳定的价电子构型和良好的导电性。
详细描述
第一过渡系列元素位于周期表的第4至第12族，具有稳定的价电子构型，表现出良好的导电性和延展 性。这些元素在工业和日常生活中有广泛应用，如铜用于电线、管道和硬币制造，金则用于珠宝和投 资。
第二过渡系列
总结词
包括铁、钴、镍等元素，具有磁性和催化活性。
有色金属冶炼
铜、铝、锌等有色金属的冶炼过程中，过渡 金属作为杂质需要进行控制和去除。
在化学工业中的应用
催化剂
过渡金属化合物如铂、钯、铑等广泛应用于各种化学反应的催化，如加氢反应、氧化反 应等。
颜料与染料
某些过渡金属化合物具有特殊的颜色和稳定性，用于制造颜料和染料。
在其他领域的应用
磁性材料
过渡金属如铁、钴、镍等及其合金具有优异 的磁性能，用于制造磁性材料和器件。
硫化物和硒化物的性质
硫化物和硒化物的应用
在电子工业、光学材料和催化领域中 ，硫化物和硒化物具有重要应用，如 半导体材料、红外探测器和催化剂等 。
这些化合物具有不同的物理和化学性 质，如颜色、熔点、导电性和磁性等 。
其他化合物
其他化合物的种类
除了氧化物和硫化物/硒化物外， 过渡金属和内过渡金属还可以形 成多种其他类型的化合物，如卤 化物、络合物和氢化物等。
第13章过渡元素(一)
以上反应体现出CrO42-与Cr2O72-间的平衡移动及铬酸盐 与重铬酸盐溶解度的差异。
16
4.Cr(Ⅵ)的鉴定
向Cr2O72-酸性溶液中加入H2O2,有蓝色CrO5生成： Cr2O7
2-
+ 4H2O2 +
2H+══
乙醚
2CrO5 + 5H2O
CrO5称为过氧化铬，不稳定，易分解为Cr3+和O2，在乙醚或 戊醇中较为稳定.
过过渡元素的原子及离子有空的 ns 、np 及部分空 (n －1)d 轨道， 它们能级相近，可接受配体的孤对电子，形成配合物。
五 . 水合离子的颜色
未成对d 电子
0
水合离子的颜色
未成对 d电子
3
水合离子的颜色
Cr3+ （ 蓝 紫 色 ） 、 Co2+(粉红色) Fe2+(浅绿色) M2+（极浅粉红色）
21
2Mn2+
+ 5S2O8
2-
+ 8H2O ══ 2MnO4- + 10SO42- +16H+
AgNO3
2Mn2++5NaBiO3+14H+ 2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O ═ Mn2+与NaBiO3的反应为鉴定Mn2+的反应 碱性介质： Mn2+ + 2OH- ═ Mn(OH)2↓ (白色) 2Mn(OH)2 + O2 ═ 2MnO(OH)2↓（MnO2的水合物） （棕黑）
H+ OH-
Cr2O72- + H2O
PH=11时，Cr(Ⅵ)几乎100%以CrO42-形式存在 PH=1.2时，Cr(VI)几乎100%以Cr2O72-形式存在
电子教案与课件：无机化学(第三版) 14-3
利用上述反应,在分析化学中用来检验Hg2+ 或Sn2+ 。 HgCl2 主要用作有机合成的催化剂(如氯乙烯的合成)，其 他如干电池、染料、农药等也有应 (2)汞的配合物 Hg2+ 可与CN- 、Cl- 、I- 、SCN- 等形成配 离子，一般配位数为2或4。而 Hg22+ 形成配离子的倾向较小。 K2[HgI4]与KOH 的混合溶液,称为奈斯勒试剂。当溶液中 有微量的NH4 + 存在时，滴入该试剂，立刻生成特殊的红棕色 沉淀。此反应用于鉴定NH4 + 的存在。
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
Zn(OH)2 由可溶性锌盐与适量强碱作用来制取。
Zn(OH)2 在水中存在如下平衡:
因此，Zn(OH)2 既可溶于酸,又可溶于碱，表现出两性。
Zn(OH)2 可溶于NH3·H2O 形成配合物，这一点与Al(OH)3 不同。
(2)氯化锌 将Zn、ZnO 或ZnCO3 与盐酸作用,经过浓缩冷却 后,有ZnCl2·H2O 白色晶体析出。欲制备无水ZnCl2,要在干燥的
它能将金属氧化物溶解,所以ZnCl2 可用作焊药，以清除金 属表面的氧化物，便于焊接。
(3)硫化锌 在锌盐溶液中加入可溶性硫化物，可析出白色 ZnS沉淀。
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
ZnS不溶于碱和HAc，但能溶于HCl和稀硫酸。 ZnS可作ห้องสมุดไป่ตู้色颜料，它同BaSO4 共沉淀所形成的混合晶体
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
ZnO 是一种两性氧化物,既溶于酸,又溶于碱。
ZnO (俗称锌白)是一种优良的白色颜料。它是橡胶制品的 增强剂。在有机合成工业中作催化剂,也是制备各种锌化合物的 基本原料。ZnO 无毒,具有收敛性和一定的杀菌能力,在医药上 制造橡皮膏。
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
Zn(OH)2 由可溶性锌盐与适量强碱作用来制取。
Zn(OH)2 在水中存在如下平衡:
因此，Zn(OH)2 既可溶于酸,又可溶于碱，表现出两性。
Zn(OH)2 可溶于NH3·H2O 形成配合物，这一点与Al(OH)3 不同。
(2)氯化锌 将Zn、ZnO 或ZnCO3 与盐酸作用,经过浓缩冷却 后,有ZnCl2·H2O 白色晶体析出。欲制备无水ZnCl2,要在干燥的
它能将金属氧化物溶解,所以ZnCl2 可用作焊药，以清除金 属表面的氧化物，便于焊接。
(3)硫化锌 在锌盐溶液中加入可溶性硫化物，可析出白色 ZnS沉淀。
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
ZnS不溶于碱和HAc，但能溶于HCl和稀硫酸。 ZnS可作ห้องสมุดไป่ตู้色颜料，它同BaSO4 共沉淀所形成的混合晶体
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第三节 锌 和 汞
第十三章 过渡元素
ZnO 是一种两性氧化物,既溶于酸,又溶于碱。
ZnO (俗称锌白)是一种优良的白色颜料。它是橡胶制品的 增强剂。在有机合成工业中作催化剂,也是制备各种锌化合物的 基本原料。ZnO 无毒,具有收敛性和一定的杀菌能力,在医药上 制造橡皮膏。
无机化学 过渡元素-13.1过渡元素概述
过渡元素及化合物有催化特性
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
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
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
13-1-8 磁性
多数过渡元1素3-或1-8离磁子性具有顺磁性
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
离子 VO2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ d电子数 1 2 3 5 6 7 8 9 未成对 1 2 3 5 4 3 2 1
最小(低) Cs 22.8
Cs 0.2
13-1-3 金属活泼性
元素 13S-c1-3 T金i 属活V泼性Cr Mn
E (M2+/M)/V -2.03 -1.63 -1.13 -0.90 -1.18
可溶该金 属的酸
各种 酸
热HF HCl
浓H2SO4 HNO3、HF
稀HCl
H2SO4
稀H2SO4 HCl等
其活泼性减弱
3. 同族元素(除Sc分族外)自上往下 金属活泼性降低
Ⅷ E (M2+/M)/VⅡB E (M2+/M)/V 第一过渡系 Ni -0.257 Zn -0.7626 第二过渡系 Pd +0.92 Cd -0.403 第三过渡系 Pt +1.2 Hg +0.8535
3. 同族元素(除IIIB族外)自上往下 金属活泼性降低
元 素 Sc Ti V C的rM离n子Fe无C色o Ni CuZn
M2+中d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7
[M(H2O)6]3+ 无 紫 绿 蓝 红 浅 绿 粉
颜色
紫 紫红
13-1-7 配位能力和催化性
过渡元素易形成配合物
过渡元催素化剂的原子或离子反具应有部分 空的 (n-1)d, 空的ns、np轨道, 可 接受配Fe体-M的o 孤电子对合成氨 过渡元Pt素-R的h 离子一氨般氧具化有为较NO高的 电荷、V较2O小5 的半径SO，2氧极化化为力SO强3 ， 对P配d体, R有an较ey 强Ni的吸引催力化加氢
第十三章 重排反应2
Cl O C ① NaOH/H2O + ② H3O COOH C O
机理
H O C C
O C C
RO C C C
Cl ROC ROH
RO
O C C
O
Cl C
Cl
-
C
-
RO C C
-
C
O
RO ROH C C
O C H
对于不对称的，倾向于生成稳定的负离子 O RO
RO Ph
-
O
Ph
RO Ph O
PhCH CH2COOR stable carbon anion
C O C2H5ONa C O C2H5OH COOC2H5 OH
(4) Baeyer-Villiger重排
酮在过氧酸的作用下,氧原子插入到羰基与迁移基 团之间生成酯的反应.
O + CF3CO3H CH3CO2Et O O
O H3C C6H5 + CF3CO3H CH2Cl2 H3C
O OC6H5
H3CH2C C CH3
第三步
要满足迁移始点外层8电子结构,一般与亲核 试剂结合或通过b-消除完成重排过程.
H3CH2C C CH3 H
+
CH3-CH=CH-CH3
*
但在实际反应中有时是两步,甚至三步同时发生, 如
O R C N Br O C N R + Br-
* 重排过程中,往往发生邻基的参与而形成桥式中 间体或过渡态,迁移基团与迁移始点和迁移终点相结 合,与环丙烷正离子相似.
第十三章 分子重 排 反 应
重排反应通常是指在同一分子内，原子或基 团从一个原子迁移到另一个原子而形成新分子 的反应。
OH Ph2C CH3 OH CH3 H
机理
H O C C
O C C
RO C C C
Cl ROC ROH
RO
O C C
O
Cl C
Cl
-
C
-
RO C C
-
C
O
RO ROH C C
O C H
对于不对称的，倾向于生成稳定的负离子 O RO
RO Ph
-
O
Ph
RO Ph O
PhCH CH2COOR stable carbon anion
C O C2H5ONa C O C2H5OH COOC2H5 OH
(4) Baeyer-Villiger重排
酮在过氧酸的作用下,氧原子插入到羰基与迁移基 团之间生成酯的反应.
O + CF3CO3H CH3CO2Et O O
O H3C C6H5 + CF3CO3H CH2Cl2 H3C
O OC6H5
H3CH2C C CH3
第三步
要满足迁移始点外层8电子结构,一般与亲核 试剂结合或通过b-消除完成重排过程.
H3CH2C C CH3 H
+
CH3-CH=CH-CH3
*
但在实际反应中有时是两步,甚至三步同时发生, 如
O R C N Br O C N R + Br-
* 重排过程中,往往发生邻基的参与而形成桥式中 间体或过渡态,迁移基团与迁移始点和迁移终点相结 合,与环丙烷正离子相似.
第十三章 分子重 排 反 应
重排反应通常是指在同一分子内，原子或基 团从一个原子迁移到另一个原子而形成新分子 的反应。
OH Ph2C CH3 OH CH3 H
无机化学课件：第十三章 过渡元素
过渡元素的又一特点是易形成非整比（或称非化 合计量）化合物。这类化合物化学组成不定，可在一 个较小范围内变动，但基本结构不变。 （六）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。第Leabharlann 过渡元 素低氧化数离子的颜色见书。
第十三章 过渡元素
过渡元素
通过 钛 性渡 族
元、 素钒 慨族 述元
素
铬锰铁铜锌基 族族系族族本 元元和元元要 素素铂素素求
系 元 素
通性
第一过渡 系元素
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
过渡元素概述
同一族元素从上到下，原子半径增大，但第五、 六周期（ⅢB除外），同族元素原子半径接近，这是 由于La系收缩的影响，从而导致第二、三过渡系同族 元素在性质上的差异，比第一和第二过渡系相应的元 素要小。
（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 同族元素从上到下（除ⅢB外）活泼性减弱，原因：
过渡元素概述
（十）金属原子簇化合物
过渡元素金属原子间有直接的键合作用， 即可形成含有金属—金属键的簇状化合物， （一般三个或三个以上金属原子直接键合组成 的化合物为金属簇状化合物），尤其是第二、 三过渡系元素。由于(n-1)d轨道伸展较远，原 子实之间斥力较小，低氧化态离子的半径又较 大，可形成较稳定的金属—金属（M-M）键， 如[Re2Cl8]2-配离子，其中含有Re-Re键。
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。第Leabharlann 过渡元 素低氧化数离子的颜色见书。
第十三章 过渡元素
过渡元素
通过 钛 性渡 族
元、 素钒 慨族 述元
素
铬锰铁铜锌基 族族系族族本 元元和元元要 素素铂素素求
系 元 素
通性
第一过渡 系元素
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
过渡元素概述
同一族元素从上到下，原子半径增大，但第五、 六周期（ⅢB除外），同族元素原子半径接近，这是 由于La系收缩的影响，从而导致第二、三过渡系同族 元素在性质上的差异，比第一和第二过渡系相应的元 素要小。
（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 同族元素从上到下（除ⅢB外）活泼性减弱，原因：
过渡元素概述
（十）金属原子簇化合物
过渡元素金属原子间有直接的键合作用， 即可形成含有金属—金属键的簇状化合物， （一般三个或三个以上金属原子直接键合组成 的化合物为金属簇状化合物），尤其是第二、 三过渡系元素。由于(n-1)d轨道伸展较远，原 子实之间斥力较小，低氧化态离子的半径又较 大，可形成较稳定的金属—金属（M-M）键， 如[Re2Cl8]2-配离子，其中含有Re-Re键。
第19章过渡元素（一）
物分别是___________________和____________________ 。
33 酸性溶液中，钒的电势图如下：
+1.00 V
+0.36 V
-0.25 V
-1.2 V
VO
2
─────
VO2+
─────
V3+
─────
V2+
─────
V
并已知 Zn2+/Zn) = -0.76 V， Sn2+/Sn) = -0.14 V
27 下列物质的颜色是：
TiO2 _________； V2O5 ________；CoCl2·6H2O________； [Fe (CN)6]3-_________。 28 在三份 Cr2(SO4)3 溶液中分别加入下列溶液，得到的沉淀是：
(1) 加入 Na2S 得到________________________； (2) 加入 Na2CO3 得到______________________； (3) 加入 NaOH 得到______________；加入过量 NaOH 生成______________。
(C) PbS
(D) CuS
0.56 V
2.26 V
0.95 V
1.51 V
-1.18 V
MnO
4
───
MnO
2 4
─── MnO2
─── Mn3+
─── Mn2+──── Mn
1.70 V
1.20 V
2
可以看出，在酸性介质中会发生歧化反应的物质是„„„„„„„„（ ）
(A) MnO
4
(C) MnO2
_______________→_______________→_________________→ ________________。
第13章 第2讲 分子结构与性质
________的重要参数。
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第十三章
第 2讲
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3．等电子原理
________相同、________相同的分子具有相似的化学 键特征，它们的许多性质是相近的。此原理称为等电子原 理，如CO和N2，原子总数为2，价电子总数为10。
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第十三章
第 2讲
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(2)氢键
① 概 念 ： 氢 键 是 由 已 经 与 ________ 的 原 子 形 成
________的氢原子与另一个分子中或同一个分子中另一个 ________很强的原子之间的作用力。 ②表示方法：氢键通常用 ________ 表示，其中 A 、 B 为 N 、 O 、 F ，“－”表示共价键，“„”表示形成的氢
不同种元素原子形成的共价 同种元素原子形成的共价 键，共用电子对发生偏移 键，共用电子对不发生偏移
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第十三章
第 2讲
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③与共价半径、原子半径的关系 a．共价半径是指相同原子的共价键键长的
________。
b．键长不是成键两原子半径的和，而是________其 半径和。 (3) 键角：在原子数超过 ________ 的分子中，两个相 邻 共 价 键 之 间 的 ________ 称 为 键 角 。 键 角 是 描 述 分 子
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第十三章
第 2讲
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三、分子的性质 1．键的极性和分子的极性
(1)极性分子和非极性分子的概念
①极性分子：分子中正电中心和负电中心________， 使分子的某一个部分呈正电性 (δ ＋ ) ，另一部分呈负电性 (δ－)，这样的分子称为极性分子。 ②非极性分子：分子中正电中心和负电中心
第十三章 过渡元素及其化合物
2、铬（VI）的重要化合物
铬（VI）的重要化合物常见有K2CrO4 和Na2CrO4 ， 它们是黄色晶体；Na2Cr2O7 和K2Cr2O7都是红棕色。 （1）氧化性：在酸性溶液中，重铬酸盐是强氧化 剂。 Cr2O72- + 6I- + 14H+ == 2Cr3+ + 3I2 + ＋ 7H2O （2）沉淀反应：向铬酸盐溶液和重铬酸盐中加入 Ba2+、Ag+、Pb2+等离子时，生成的都是难溶性的铬酸 盐沉淀。 CrO42- + 2Ag+ == Ag2CrO4↓（砖红色） Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O == 2H+ + 2PbCrO4↓（黄色）
（二）锰及其重要化合物
1、锰(II)和锰(IV)的重要化合物
Mn(II)的重要化合物有：MnSO4、MnCl2 和Mn(NO3)2。锰(IV)的化合物MnO2是一种很 稳定的黑色粉末状物质，不溶于水。
（1）氧化还原性
Mn2+在中性或酸性介质中比较稳定，不易 被氧化，但在碱性介质中易被氧化。MnO2是 性质特殊的氧化物，在酸性介质中是强氧化 剂。 MnO2 + 4HCl(浓) == MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 3MnO2 + 6KOH + KClO3 == 3K2MnO4 + KCl + 3H2O
（二）氧化物和氧化物水合物的酸碱性
d区元素的氧化物和氧化物水合物的酸碱性 递变规律和主族元素相似： 1、同一元素低氧化态氧化物的碱性大于其 高氧化态氧化物； 2、同一族从上到下相同氧化态氧化物的碱 性增强。 3 、同一周期ⅢB ～ⅦB 族元素从左到右最 高价氧化态氧化物的酸性增强。
13.5.3 铁、钴、镍的盐类及配合物
Fe3+ 浅紫 较强
→ 4Fe + 2H2O Fe(ClO4)310H2O 2+ +4H O ) 6H O → Fe(NO 5Fe3+ +Mn 3 3 2 2
M2Ⅰ[MⅡ(H2O)6](SO4)26H2O MⅠ=K、Rb、Cs、NH4+, MⅡ=Fe、Co、Ni (NH4)2Fe(SO4)26H2O
盐类
颜色 强酸盐 弱酸盐 水解性
Fe2+ 浅绿
4Fe2+ + O2 +4H MSO47H2O 易形成含结晶 2+ + MCl 6H O 5Fe +MnO +8H 2 2 4 水的盐 M(NO3)26H2O
易形成复盐
Co2+ Ni2+ 粉红 苹果绿 易溶于水 难溶于水 Fe2+ 有强还原性 微弱水解，水溶液显酸性 + 3+
因水解，溶液呈黄色或红棕色 pH , 缩聚成红棕色胶状沉淀 pH=4~5，形成水合三氧化二铁沉淀
第十三章 过渡元素（一）
13.5.3 铁系的盐类和配合物
盐类
颜色 强酸盐 弱酸盐 水解性
Fe2+ 浅绿
Co2+ Ni2+ 粉红 苹果绿 易溶于水 难溶于水 微弱水解，水溶液显酸性
Fe(ClO4)310H2O Fe(NO3)36H2O
第十三章 过渡元素（一）
13.5.3 铁系的盐类和配合物
盐类
1.加入浓酸，防止 Fe 的水解； MSO47H2O Fe(ClO4)310H2O 易形成含结晶 MCl 6H O 3+ 3) Fe(NO O 2+ 。 2. 加入铁钉，使 → 3Fe 2 2 Fe + 2Fe 36H2 水的盐
铬族元素
13-3-2 铬的重要化合物
主要氧化物和氧化物的水合物 氧
主要氧化数 最常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状态
化 颜色 数 酸碱性 增 蓝 大 碱性 ， 绿 化 两性 合 灰绿 物 暗红 酸 橙红 性 酸性 增 黄 强
+2 +3 +6
Cr(OH)2 Cr2O3 Cr(OH)3 CrO3 H2Cr2O7 H2CrO4
三氧化二铬(Cr2O3)——铬绿 三氧化二铬 铬绿
Fe(CrO2)2
MoS2 白钨矿
CaWO4
元 素
铬(Cr)
银白色金属， 铬 银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有 沸点高， 金属中最大的 常温下因表面有致密的氧化膜， 常温下因表面有致密的氧化膜，在空气 或水中稳定， 或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀 HCl或稀 2SO4 或稀H 或稀
Cr + 2H+ → Cr2+ + H2
常见的铬盐易溶于水
铬(Ⅲ)盐 Ⅲ盐
紫色 CrCl3·6H2O 六水合氯化铬 或绿色 十八水合硫酸铬 Cr2(SO4)3·18H2O 紫色 KCr(SO4)2·12H2O 蓝紫色 铬钾矾 CrCl3溶液的颜色随温度 、c(Cl-)而变 溶液的颜色随温度(T) 而变 冷、稀CrCl3溶液中 T 、c(Cl-) [CrCl(H2O)5]2+ [Cr(H2O)6]3+ [CrCl2(H2O)4]+ 绿色 紫色
4 4 2
⊖
酸性溶液中， 酸性溶液中， Cr2O 有强氧化性 2− 碱性溶液中， 碱性溶液中， CrO 4 无氧化性 酸性溶液中， Cr3+稳定 酸性溶液中， 碱性溶液中， 碱性溶液中， [Cr(OH)4]-有还原性 无论酸性或碱性溶液， Ⅱ 均不稳定 无论酸性或碱性溶液，Cr(Ⅱ)均不稳定
第十三章 过渡元素
第十三章过渡元素13-1 过渡元素概述广义的过渡元素是指长式周期表中从ⅢB族到ⅡB的所有元素。
它们在长式周期表中位于s区元素和p区元素之间，因而称为过渡元素。
过渡元素单质都是金属，共分为四个系列。
第一过渡系：Sc→Zn；第二过渡系Y →Cd ；第三过渡系Lu →Hg；第四过渡系Lr→Uub。
13-1-1 过渡元素原子的特征一、价层电子构型为n-1)d1-10n s1-2。
二、原子半径变化规律1.过渡元素原子半径一般比同周期主族元素小2.同一周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。
3.同族元素从上往下原子半径增大，但五、六周期(除ⅢB)外由于镧系收缩使其同族元素原子半径十分接近，导致其元素性质相似。
13-1-2 单质的物理性质1.过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有光泽。
2. 除钪和钛属轻金属外，其余均属重金属。
3.数过渡金属（ⅡB族元素除外）的熔点、沸点高，硬度大。
13-1-3 金属活泼性过渡金属在水溶液中的活泼性，可根据标准电极电势来判断。
1.第一过渡系金属，除铜外，Eθ(M2+/M)均为负值，其金属单质可从非氧化性酸中置换出氢。
2. 同一周期元素从左向右过渡，总的变化趋势是Eθ(M2+/M)值逐渐变大，其活泼性逐渐减弱。
3.同族元素(除Sc分族外)自上往下金属活泼性降低。
13-1-4 氧化数过渡元素除最外层s电子可以成键外，次外层d电子也可以部分或全部参加成键，所以过渡元素的特征之一是具有多种氧化数。
1.期从左到右,元素最高氧化数升高, ⅦB后又降低。
2.从上往下,高氧化数化合物稳定性增加3.过渡元素可形成氧化数为0、-1、-2、-3的化合物.13-1-5 非整比化合物过渡元素的另一个特点是易形成非整比(或称非化学计量)化合物。
13-1-6 化合物的颜色过渡元素所形成的配离子大都显色，这主要与过渡元素离子的d轨道未填满电子有关。
其中d0、d10构型的离子无色。
13-1-7 配合性和催化性一、元素容易形成配合物。
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第八章配合物的结构和性质1配合物的组成形成体配体配位数多齿配体和单齿配体2 配合物的化学式和命名原则3 配合物的价键理论配合物的几何构型内轨配键和外轨配键内轨型配合物和外轨型配合物配位化合物的磁性磁矩与未成对电子之间的关系4 配离子稳定常数及有关计算第十章碱金属和碱土金属元素1 金属单质的性质（金属性强，非常活泼可与许多非金属单质反应。
）2 氢化物的性质受热分解与水反应产生氢气极强的还原剂3 过氧化物含有过氧基的化合物，常见的过氧化钠。
在碱性介质中是强氧化剂，常用作熔矿剂，以使既不溶于水又不溶于酸的矿石被氧化分解为可溶于水的化合物。
与水或稀酸反应与二氧化碳反应放出氧气4 氢氧化物的碱性判断和溶解性变化规律氢氧化物的酸碱性递变规律，用离子势判断。
（不适用于过渡金属）氧化物的酸碱性判断与对应的氢氧化物一致。
5 盐的性质1 晶体类型除Be盐属于共价型晶体外，其余都属于离子晶体。
2 热稳定性各种盐类的热稳定性3 溶解度碱金属、碱土金属离子对应的各种盐类溶解性。
4 镁、钙、钡盐在溶液中的鉴定晶体在水中溶解度相对大小有什么变化规律？对于极化作用很小的离子晶体：小的阳离子与大的阴离子、大的阳离子与小的阴离子组成的离子晶体，溶解度相对较大；小的阳离子和小的阴离子，大的阳离子和大的阴离子组成的离子晶体，溶解度相对较小。
对于极化作用强的离子晶体：离子极化作用越强，在水中溶解度越小。
第十一章卤素和氧族元素卤素1 卤素单质颜色、溶解性，卤素单质（除碘外）有较强的氧化性，与单质反应，与水反应2 卤化氢实验室制备、酸性、还原性3 卤化物的溶解性4 氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸、盐的酸性强弱比较：氯的氧化态越高，酸性越强氯的含氧酸、盐的氧化性强弱比较：氯的氧化态越高，氧化性降低解释：氯的氧化态越高，氯原子外层的原子数多，使还原剂不易与氯原子接触，所以高价态的含氧酸氧化性越弱，稳定性越高。
热稳定性比较：氯的氧化态越高，热稳定性增强氧族元素O，S典型的非金属元素，硒和碲是准金属元素。
第13章 过渡元素
易水解：[Cr(H2O)6]3++ H2O ⇔ [Cr(OH)( H2O)5]2++ H3O+ 若降低酸度，水解可进一步进行，形成多核配合物；若相上述溶液中继续加入 碱，可形成高分子量的可溶性聚合物，最后析出水合氧化铬胶状沉淀。
→ Cr2O3・xH2O ↓ +2OH2[Cr(OH)4]-+(x-3)H2O
TiOSO4+ 2H2O → H2TiO3 ↓ +H2SO4 （3）四氯化钛（TiCl4） 制备：由 TiO2、Cl2 和焦炭在高温下反应制得 性质：共价化合物（正四面体）易水解，在潮湿空气中由于水解而冒烟
→ H2TiO3 ↓ +4HCl ↑ TiCl4+3 H2O
TiCl4 是制备钛的其它化合物的原料，利用氮等离子体，由 TiCl4 可获得仿金镀 层 TiN: 2TiCl4+N2 等离子技术 → 2TiN+4Cl2 2.钛（Ⅲ）的化合物 重要的化合物是紫色的 TiCl3。在 500℃～800℃用氢气还原干燥的气态 TiCl4 制 得
∆ → TiOSO4+H2O 性质：TiO2+H2SO4(浓)
TiO2+2NaOH(浓) → Na2TiO3+ H2O 易水解， 在溶液中不存在 Ti4+,Ti2+可看作由 Ti4+二级水解产物脱水而形成的。 TiO2+6HF → [TiF6]2-+2H++2H2O ，可做白色油漆，无毒，在高级化妆品中用做增白剂。它兼 TiO2 俗称“钛白” 具锌白（ZnO）的持久性和铅白[Pb(OH)2CO3]的遮盖性。 (2)钛酸盐和钛氧盐 TiO2 为两性偏碱性氧化物，可形成两系列盐——钛酸盐和钛氧盐。 钛酸盐大都难溶于水 BaTiO3(白)制备 “混合—预烧—球磨”流程大规模生产 BaCO3 + TiO2 → BaTiO3+CO2 制备高纯度粉体形成薄膜材料，一般采用溶胶-凝胶法。 TiOSO4(硫酸氧钛)：白色粉末，可溶于冷水 钛酸盐和钛氧盐皆易水解，形成白色偏钛酸（H2TiO3）沉淀 Na2TiO3+2H2O → H2TiO3 ↓ +2NaOH
第十三章 d区元素
K2Cr2O7 + H2SO4(浓)→K2SO4 + 2CrO3(暗红色结晶) + H2O
三、 Cr(Ⅵ)的鉴定
方法1: H+,H2O2 乙醚或戊醇 Pb2+ CrO(O2)2蓝色 PbCrO4 (黄色)
方法2:
Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2CrO(O2)2 + 5H2O Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物均有毒, 且后者毒性更大. Cr3+的鉴定也可以有不同的方法，但是它们都是在过 量OH-的条件下用H2O2将Cr3+氧化为CrO42-再检验。
第三节
锰的主要化合物 （ⅦB族，3d 4s ）
5 2 5 2
锰是属于ⅦB族，价电子层结构为3d 4s
2 2+ 5
失去4s 电子后，Mn 外层电子构型为3d （半充满）， 2+ 所以Mn 相当稳定，但d电子也参与成键，从而表现 出多种氧化态，如有+2，+4，+6，+7 氧化态。最高 氧化态为+7，其中以+2，+4，+7 氧化态较重要。
+
Cr3+(绿) + H2O (亮绿) CrO2-+ H2O
2-
OH-(适量)
Cr(OH)3
+过量OH-
CrO2 具有还原性，易H2O2，Cl2，Br2被氧化为CrO4 （黄色）。 2CrO2- + 3H2O2 + 2OH-→2CrO42- + 4H2O
Cr(OH)3的两性:
二、Cr(Ⅵ)化合物：H2CrO4、H2Cr2O7及其盐 1、酸性与缩合性：铬酸、重铬酸都是强酸，在水中存在 以下平衡： 2CrO42- + 2H+ ↔ 2HCrO4- ↔Cr2O72- + H2O (黄) pH>6 (橙) pH<2
三、 Cr(Ⅵ)的鉴定
方法1: H+,H2O2 乙醚或戊醇 Pb2+ CrO(O2)2蓝色 PbCrO4 (黄色)
方法2:
Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2CrO(O2)2 + 5H2O Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物均有毒, 且后者毒性更大. Cr3+的鉴定也可以有不同的方法，但是它们都是在过 量OH-的条件下用H2O2将Cr3+氧化为CrO42-再检验。
第三节
锰的主要化合物 （ⅦB族，3d 4s ）
5 2 5 2
锰是属于ⅦB族，价电子层结构为3d 4s
2 2+ 5
失去4s 电子后，Mn 外层电子构型为3d （半充满）， 2+ 所以Mn 相当稳定，但d电子也参与成键，从而表现 出多种氧化态，如有+2，+4，+6，+7 氧化态。最高 氧化态为+7，其中以+2，+4，+7 氧化态较重要。
+
Cr3+(绿) + H2O (亮绿) CrO2-+ H2O
2-
OH-(适量)
Cr(OH)3
+过量OH-
CrO2 具有还原性，易H2O2，Cl2，Br2被氧化为CrO4 （黄色）。 2CrO2- + 3H2O2 + 2OH-→2CrO42- + 4H2O
Cr(OH)3的两性:
二、Cr(Ⅵ)化合物：H2CrO4、H2Cr2O7及其盐 1、酸性与缩合性：铬酸、重铬酸都是强酸，在水中存在 以下平衡： 2CrO42- + 2H+ ↔ 2HCrO4- ↔Cr2O72- + H2O (黄) pH>6 (橙) pH<2
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(NH4)2Fe(SO4)26H2O
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 有弱氧化性 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 较强 Fe(ClO4+ 易形成 3+ +H2S47H2O 2+ +S +2H)310H2O 2Fe MSO → 2Fe Fe(NO3)36H2O 含结晶 3+ MCl-6H2O 2 2Fe M(NO3)26H22Fe2+ + I2 水的盐 + 2I → O M → 2Fe2+ + Cu 6H 易形成 3+ + Cu2Ⅰ[MⅡ(H2O)6](SO4)22+ 2O 2Fe 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4+, MⅡ=Fe、Co、Ni
[Ni(CO)4]
液
无色
-25
43
羰合物不稳定，受热易分解，可用此性质 制造纯金属
C 20MPa [Fe(CO) ] 200~250° Fe +5CO 5CO+ Fe
5
(高纯)
离子鉴定
1. Fe2+——赤血盐溶液 K++Fe2++[Fe(CN)6]3- → [KFe(CN)6Fe] (滕氏蓝) 2. Fe3+——（1）黄血盐溶液 K++Fe3++[Fe(CN)6]4- → [KFe(CN)6Fe] (普鲁士蓝) （2）KSCN溶液 Fe3++ nSCN- → [Fe(NCS)n]3-n (血红色)
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第十三章 过渡元素
第五节铁系和铂系元素
第五节
铁系和铂系元素
13-5-1铁系和铂系元素概述
四
铁系 周 原子半径/pm 124 125 125 Ln系 期 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d84s2 元素 收缩, 使5、6 周期 铂系 同族 元素 元素 十分 相似
铁Fe 钴Co 镍Ni 由于 13-5-1铁系和铂系元素概述
钌Ru 铑Rh 钯Pd 周 原子半径/pm 133 135 138 期 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 锇Os 铱Ir 铂Pt 六 周 原子半径/pm 134 136 136 期 4f145d6 4f145d7 4f145d9 价电子构型 6s2 6s2 6s1 五
铁系元素
Fe(铁) 价电子构型 3d64s2 常见氧化数 +2、+3、(+6) 磁铁矿(Fe3O4) 主要矿物 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2) Co(钴) 3d74s2 +2、+3 Ni(镍) 3d84s2 +2、+3
蓝色(四面体)
配合物——氨合物
加入过量氨水 4[Co(NH3)6加入氨水O→4[Co(NH3)6]3++4OH]2++O2+2H2 Fe3+ Fe(OH)3(红棕色) 3)62+沉淀不溶解 E (Co(NH3)63+/Co(NH )=0.058V Fe(OH)2(白色) 2+)=1.92V E (Co3+/Co 氧化 Fe2+ 沉淀不溶解 3+稳定,Co3+不稳定,氧化性强 即 [Co(NH3)6] Fe(OH)3(红棕色) FeCl2可与NH3气形成[Fe(NH3)6]Cl3,但易水解 [Co(NH 2)6]2+(土黄色) 氧化 [Fe(NH3)6]Cl2+6H2O → Fe(OH)2+4NH3·2O+2NH4Cl Co2+ Co(OH)2(粉红色) [Co(NH3)H]3+(红褐色) 6 Ni2+ Ni(OH)2 (浅绿色) [Ni(NH3)6]2+(蓝色)
离子鉴定
3. Co2+——KSCN溶液
丙酮
Co2+ + 4SCN-
[Co(NCS)4]2- (蓝色)
4. Ni2+——丁二酮肟试剂
Ni2+ + 丁二酮肟
弱碱性
二丁二肟合镍(Ⅱ)
(鲜红色)
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第十三章 过渡元素
第五节结束
第五节
结束
பைடு நூலகம்
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第十三章 过渡元素
第六节铜族元素
还原性递增 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Co+2 3 + 6HCl → 2CoCl2+Cl2 NiO 2O +3H FeO CoO 2O Ni2O3 + 6HCl → 2NiCl2+Cl2 暗绿色 +3H2O 黑色 灰绿色 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 +3 砖红色 黑色 黑色 氧化性递增，稳定性递减
13-5-2 铁、钴、镍的化合物
+2 +3 FeO 黑色 Fe2O3 砖红色 CoO 灰绿色 Co2O3 黑色
氧化物 13-5-2 铁、钴、镍的化合物
NiO 暗绿色 Ni2O3 黑色
混合价态氧化物——Fe3O4 Fe2O3有两种晶体构型： Ⅲ Ⅲ 经结构研究表明为FeⅡFe [Fe O4] α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性 它具有强磁性、良好导电性
因水解，溶液呈黄色或红棕色 pH , 缩聚成红棕色胶状沉淀 pH=4~5，形成水合三氧化二铁沉淀
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 较强 CoCl26H2O在受热脱水过程中伴有颜色变化 SO 52.25IIC 47H2O 90 C Fe(ClO4)310H2O 120 C 易形成 M° ° ° CoCl26H2O MIICoCl22H2O CoCl2H2O ) 6HCoCl2 Cl26H2O Fe(NO3 3 含结晶 2O 粉红 MII(NO3紫红2O 蓝紫 蓝 )26H 水的盐 I M2[MⅡ(H2O)6](SO4)26H2O 此特性可判断干燥剂含水情况,如变色硅胶 易形成 + 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4 , MⅡ=Fe、Co、Ni
稳定氧化数 最高氧化数
+8 +8
+3、+4 +6
+2、+4 +6
数 增 大
最高氧化数减小
铂系元素
大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大 (溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化 制硝酸的催化剂 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O 高的化学稳定性 主要用于化学、电气工业。Pt 制造反应 非金属(氧、硫、氯等) 王水 器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等 常温 高温 溶解 不溶解 Pd、Pt Ru、Rh、Ir、Os 不反应 反应
第六节
铜族元素
13-6-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
ds ⅠB 区 族 Cu 铜
辉铜矿(Cu2S) 黄铜矿(CuFeS2) 赤铜矿(Cu2O) 孔雀石 (Cu2(OH)2CO3) 蓝铜矿 (Cu3(OH)2(CO3)2
通性 Uuu
Ag 银
Au 金
主要 矿物
放 岩石 闪银矿 射 (岩脉金) 性 (Ag2S) 砂砾 元 角银矿 (冲积金) 素 (AgCl)
铂系元素
Ru Rh Pd 最 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 以单质状态存在，高度分散在各矿石中 高 稳定氧化数 +4 +3 +2 并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属。 氧 最重要的有天然铂矿、锇铱矿+4 最高氧化数 +8 +6 化 Os Ir Pt 6周期 5周期
4f145d66s2 4f145d76s2 4f145d96s1 价电子构型
(NH4)2Fe(SO4)26H2O
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 有强还原性 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 2O 4Fe2+ + O2 +4H+ → 4Fe3+ + 2H 较强 Fe(ClO4)3 易形成 MSO47H2O 5Fe3++Mn2+ +4H10H2O 2+ +MnO +8H+ → 5Fe 4 2O MCl26H2O Fe(NO3)36H2O 含结晶 配制Fe2+ 溶液时：6H2O 水的盐 M(NO3)2 M2Ⅰ[MⅡ) ,2O)6○ ，Fe26H2O 易形成 1.加入浓酸，使c(H+ (H E ](SO4) 2+还原性 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH3++, MⅡ=Fe、Co、Ni 2.加入铁钉，使 Fe + 2Fe 4 → 3Fe2+
还原性减弱 +2 Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红或蓝色 浅绿色 还原性 空气氧化 缓慢氧化 强氧化剂 +3 Fe(OH)3 CoO(OH) NiO(OH) 红棕色 棕黑色 黑色 HCl、H2SO4 中和 被还原 被还原 氧化性递增 Fe(OH)2 +3H+ → Fe3+ + 3H2O 2MO(OH)+6H++2Cl- → 2M2++Cl2 +4H2O 4MO(OH)+ 8H+ → 4M2++O2 + 6H2O
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 有弱氧化性 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 较强 Fe(ClO4+ 易形成 3+ +H2S47H2O 2+ +S +2H)310H2O 2Fe MSO → 2Fe Fe(NO3)36H2O 含结晶 3+ MCl-6H2O 2 2Fe M(NO3)26H22Fe2+ + I2 水的盐 + 2I → O M → 2Fe2+ + Cu 6H 易形成 3+ + Cu2Ⅰ[MⅡ(H2O)6](SO4)22+ 2O 2Fe 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4+, MⅡ=Fe、Co、Ni
[Ni(CO)4]
液
无色
-25
43
羰合物不稳定，受热易分解，可用此性质 制造纯金属
C 20MPa [Fe(CO) ] 200~250° Fe +5CO 5CO+ Fe
5
(高纯)
离子鉴定
1. Fe2+——赤血盐溶液 K++Fe2++[Fe(CN)6]3- → [KFe(CN)6Fe] (滕氏蓝) 2. Fe3+——（1）黄血盐溶液 K++Fe3++[Fe(CN)6]4- → [KFe(CN)6Fe] (普鲁士蓝) （2）KSCN溶液 Fe3++ nSCN- → [Fe(NCS)n]3-n (血红色)
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第五节铁系和铂系元素
第五节
铁系和铂系元素
13-5-1铁系和铂系元素概述
四
铁系 周 原子半径/pm 124 125 125 Ln系 期 价电子构型 3d64s2 3d74s2 3d84s2 元素 收缩, 使5、6 周期 铂系 同族 元素 元素 十分 相似
铁Fe 钴Co 镍Ni 由于 13-5-1铁系和铂系元素概述
钌Ru 铑Rh 钯Pd 周 原子半径/pm 133 135 138 期 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 锇Os 铱Ir 铂Pt 六 周 原子半径/pm 134 136 136 期 4f145d6 4f145d7 4f145d9 价电子构型 6s2 6s2 6s1 五
铁系元素
Fe(铁) 价电子构型 3d64s2 常见氧化数 +2、+3、(+6) 磁铁矿(Fe3O4) 主要矿物 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2) Co(钴) 3d74s2 +2、+3 Ni(镍) 3d84s2 +2、+3
蓝色(四面体)
配合物——氨合物
加入过量氨水 4[Co(NH3)6加入氨水O→4[Co(NH3)6]3++4OH]2++O2+2H2 Fe3+ Fe(OH)3(红棕色) 3)62+沉淀不溶解 E (Co(NH3)63+/Co(NH )=0.058V Fe(OH)2(白色) 2+)=1.92V E (Co3+/Co 氧化 Fe2+ 沉淀不溶解 3+稳定,Co3+不稳定,氧化性强 即 [Co(NH3)6] Fe(OH)3(红棕色) FeCl2可与NH3气形成[Fe(NH3)6]Cl3,但易水解 [Co(NH 2)6]2+(土黄色) 氧化 [Fe(NH3)6]Cl2+6H2O → Fe(OH)2+4NH3·2O+2NH4Cl Co2+ Co(OH)2(粉红色) [Co(NH3)H]3+(红褐色) 6 Ni2+ Ni(OH)2 (浅绿色) [Ni(NH3)6]2+(蓝色)
离子鉴定
3. Co2+——KSCN溶液
丙酮
Co2+ + 4SCN-
[Co(NCS)4]2- (蓝色)
4. Ni2+——丁二酮肟试剂
Ni2+ + 丁二酮肟
弱碱性
二丁二肟合镍(Ⅱ)
(鲜红色)
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第五节结束
第五节
结束
பைடு நூலகம்
无机化学多媒体电子教案
第十三章 过渡元素
第六节铜族元素
还原性递增 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Co+2 3 + 6HCl → 2CoCl2+Cl2 NiO 2O +3H FeO CoO 2O Ni2O3 + 6HCl → 2NiCl2+Cl2 暗绿色 +3H2O 黑色 灰绿色 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 +3 砖红色 黑色 黑色 氧化性递增，稳定性递减
13-5-2 铁、钴、镍的化合物
+2 +3 FeO 黑色 Fe2O3 砖红色 CoO 灰绿色 Co2O3 黑色
氧化物 13-5-2 铁、钴、镍的化合物
NiO 暗绿色 Ni2O3 黑色
混合价态氧化物——Fe3O4 Fe2O3有两种晶体构型： Ⅲ Ⅲ 经结构研究表明为FeⅡFe [Fe O4] α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性 它具有强磁性、良好导电性
因水解，溶液呈黄色或红棕色 pH , 缩聚成红棕色胶状沉淀 pH=4~5，形成水合三氧化二铁沉淀
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 较强 CoCl26H2O在受热脱水过程中伴有颜色变化 SO 52.25IIC 47H2O 90 C Fe(ClO4)310H2O 120 C 易形成 M° ° ° CoCl26H2O MIICoCl22H2O CoCl2H2O ) 6HCoCl2 Cl26H2O Fe(NO3 3 含结晶 2O 粉红 MII(NO3紫红2O 蓝紫 蓝 )26H 水的盐 I M2[MⅡ(H2O)6](SO4)26H2O 此特性可判断干燥剂含水情况,如变色硅胶 易形成 + 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH4 , MⅡ=Fe、Co、Ni
稳定氧化数 最高氧化数
+8 +8
+3、+4 +6
+2、+4 +6
数 增 大
最高氧化数减小
铂系元素
大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大 (溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化 制硝酸的催化剂 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O 高的化学稳定性 主要用于化学、电气工业。Pt 制造反应 非金属(氧、硫、氯等) 王水 器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等 常温 高温 溶解 不溶解 Pd、Pt Ru、Rh、Ir、Os 不反应 反应
第六节
铜族元素
13-6-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
ds ⅠB 区 族 Cu 铜
辉铜矿(Cu2S) 黄铜矿(CuFeS2) 赤铜矿(Cu2O) 孔雀石 (Cu2(OH)2CO3) 蓝铜矿 (Cu3(OH)2(CO3)2
通性 Uuu
Ag 银
Au 金
主要 矿物
放 岩石 闪银矿 射 (岩脉金) 性 (Ag2S) 砂砾 元 角银矿 (冲积金) 素 (AgCl)
铂系元素
Ru Rh Pd 最 价电子构型 4d75s1 4d85s1 4d10 以单质状态存在，高度分散在各矿石中 高 稳定氧化数 +4 +3 +2 并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属。 氧 最重要的有天然铂矿、锇铱矿+4 最高氧化数 +8 +6 化 Os Ir Pt 6周期 5周期
4f145d66s2 4f145d76s2 4f145d96s1 价电子构型
(NH4)2Fe(SO4)26H2O
Fe2+ 浅绿
盐类
Co2+ Ni2+ Fe3+ 颜色 粉红 苹果绿 浅紫 强酸盐 易溶于水 有强还原性 弱酸盐 难溶于水 水解性 微弱水解，水溶液显酸性 2O 4Fe2+ + O2 +4H+ → 4Fe3+ + 2H 较强 Fe(ClO4)3 易形成 MSO47H2O 5Fe3++Mn2+ +4H10H2O 2+ +MnO +8H+ → 5Fe 4 2O MCl26H2O Fe(NO3)36H2O 含结晶 配制Fe2+ 溶液时：6H2O 水的盐 M(NO3)2 M2Ⅰ[MⅡ) ,2O)6○ ，Fe26H2O 易形成 1.加入浓酸，使c(H+ (H E ](SO4) 2+还原性 复盐 MⅠ=K、Rb、Cs、NH3++, MⅡ=Fe、Co、Ni 2.加入铁钉，使 Fe + 2Fe 4 → 3Fe2+
还原性减弱 +2 Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白色 粉红或蓝色 浅绿色 还原性 空气氧化 缓慢氧化 强氧化剂 +3 Fe(OH)3 CoO(OH) NiO(OH) 红棕色 棕黑色 黑色 HCl、H2SO4 中和 被还原 被还原 氧化性递增 Fe(OH)2 +3H+ → Fe3+ + 3H2O 2MO(OH)+6H++2Cl- → 2M2++Cl2 +4H2O 4MO(OH)+ 8H+ → 4M2++O2 + 6H2O