无机化学精品课程-过渡元素金属汞及其化合物
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天津大学无机化学课件第十三章过渡元素
钨与盐酸、硫酸、硝酸均不反应，只溶 解于氢氟酸和硝酸的混合物或王水
大量用于制造合金钢，钨还用于制作灯 丝和高温电炉的发热元件
2019/11/11
课件
32
铬、钼、钨与酸的反应情况
HCl HNO3 王水 Cr 缓慢溶解 钝化 反应
Mo 不反应 反应 反应
W 不反应 不反 反应 应
2019/11/11
课件
课件
12
13-2-2 钛的重要化合物
13-2-2 钛的重要化合物
钛(Ti)——价电子构型3d24s2
氧化数
+4
+3
主要 TiO2 M(II)TiO3 TiCl3 化合物 TiOSO4 TiCl4
2019/11/11
课件
13
二氧化钛(TiO2)—钛白
纯TiO2是生白成色Ti难O熔2+, 固而体不，是难Ti溶4+ 于水 有因三为种电晶荷形多,金、红半石径、小锐，钛极型易、水板解钛型
Cr + 2H+ → 蓝Cr色2+ + H2 4Cr2+ + 4H++ O2 → 紫4C色r3+ + 2H2O
2019/11/11
课件
30
铬(Cr)
银白色金属，熔、沸点高，硬度是所有 金属中最大的
常温下因表面有致密的氧化膜，在空气 或水中稳定，除去保护膜可缓慢溶于稀 HCl或稀H2SO4
不溶于硝酸，溶于热、浓硫酸
铬铁矿(FeCr2O4)
培烧炉
Na2CO3
Na2CrO4 酸化、浓缩
用水浸取 过滤
Na2Cr2O7晶体 铬渣
4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 1100℃ 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
过渡金属化合物ppt课件
6
配体的本性 将一些常见配体按光谱实验测得的分裂能从小到大次序排列起来, 便得光
谱化学序：
这个化学序代表了配位场的强度顺序。由此顺序可见, 对同一金属离子, 造成△
值最大的是CN－离子, 最小的是I－离子, 通常把CN－、NO2－等离子称作强场 配位体, I－、Br－、F－离子称为弱场配位体。
♀
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7
对于一个处于配位场中的金属离子, 其电子排布究竟采用高自 旋, 还是低自旋的状态, 可以根据成对能和分裂能的相对大小来进 行判断：
●当P＞△时, 因电子成对需要的能量高, 电子将尽量以单电子
排布分占不同的轨道, 取高自旋状态；
●当P＜△时, 电子成对耗能较少, 此时将取低自旋状态。
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L L
L L
L
L
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dx2y2 ,dz2
L
L
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dxy,dyz,dzx
d
Eeg
0 10Dg Es
E t2 g
能级图中：t—三重简并，e—二重简并，2—以 V 反对称
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5
令10Dq，Dq为相对场强参 数E。 eg Et2g 1D 0 q
按微扰理论， d轨道的平均能量不变，并令Es=0
H CH3
Mg
H
N
N
H3C
H
CH3
CH2 CH2 H C
CO
CO
CO
O
OCH3
3
CH3
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1
还原卟啉环系(叶绿素，细菌叶绿素)
1928年，Bethe首先应用群论分析了晶体中离子的谱项分裂，奠定 了晶体场理论的基础。
配位键理论：价键理论—VB 晶体场理论—CFT 分子轨道理论—MO 配位场理论—MOT
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。
《过渡金属元素》课件
佩戴防护设备：如防护服、 手套、口罩等
遵守操作规程：严格按照 操作规程进行操作
定期进行安全培训：提高 员工安全意识和技能
建立应急处理机制：应对 突发安全事故
遵守法律法规：遵守国家 及行业相关法律法规
定期进行安全检查：及时 发现并消除安全隐患
过渡金属元素废弃物的分类和处理方法 资源化利用的技术和设备 资源化利用的经济效益和社会效益 资源化利用的法律法规和政策支持
氧化还原反应是 化学反应中常见 的反应类型
过渡金属元素在 氧化还原反应中 具有较高的活性
过渡金属元素在氧 化还原反应中能够 形成多种化合物
过渡金属元素在化学反应中具有催化作用 催化作用可以提高化学反应速率 催化作用可以降低化学反应的活化能 催化作用可以改变化学反应的方向和产物
PART FIVE
过渡金属元素在合金 材料中的作用：提高 合金的强度、硬度、 耐磨性等性能
有重要作用
过渡金属元素在自然界中主要以矿物和矿石的形式存在 常见的过渡金属矿物有铁、铜、镍、钴等 矿石是含有过渡金属元素的岩石，如铁矿石、铜矿石等 过渡金属元素在矿石中的含量和分布会影响其经济价值
过渡金属元素在自然界中主要 以矿物形式存在
提取方法：物理提取法、化学 提取法、生物提取法等
纯化方法：溶剂萃取法、离子 交换法、电化学法等
纯化程度：根据应用需求选择 合适的纯化程度
PART FOUR
配位键：过渡 金属元素与配 体形成的化学
键
作用：稳定过 渡金属元素的 电子结构，增 强其化学活性
应用：在化学 反应中，配位 键可以促进过 渡金属元素的
反应速率
例子：铁离子 与水形成配位 键，生成氢氧
化铁沉淀
过渡金属元素在 氧化还原反应中 起到重要作用
无机化学课件--过渡元素-精品文档
钛
3、加热煮沸Ti(SO4)2和TiOSO4 Ti(SO4)2+H2O===TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+H2O===H2TiO3↓+H2SO4 4、分离煅烧 H2TiO3===TiO2+H2O
5、碳氯法
1000-1100K TiO2+2C+2Cl2======TiCl 4+2CO
6、在1070K用熔融的镁在氩气氛中还原TiCl4可得 海棉钛，再经熔融制得钛锭。 TiCl4+2Mg===2MgCl2+Ti
钼：辉钼矿 MoS2
I II 白钨矿CaWO 钨：黑钨矿 ( Fe ,Mn ) WO 4 4
2. 铬单质的制备 铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在，以铬铁 矿为原料制备之。
制备
Fe(CrO2)2(s)
Na2CO3 (s) Na2CrO4 (aq)
1000 ℃ ~1300℃
Na2CrO4(s) Fe2O3 (s)
钛
二、钛的重要化合物 １、钛（+４价）化合物
a. TiO2：金红石、钛白，白色粉末，不溶于水 及稀酸，可溶于HF和浓硫酸中。
TiO2+6HF===H2[TiF6]+2H2O Ti4+容易水解得到TiO2+离子——钛酰离子。 TiO2是一种优良颜料、催化剂、纳米材料。
b. TiCl4：易水解，为偏钛酸及TiOCl2，在浓 HCl中生成H2[TiCl6]
③
H2O 浸取
① H2SO4 Na2Cr2O7 (aq) 酸化 ②
Cr2O3
Al ④Biblioteka Cr① 4Fe(CrO 2 ) 2 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2
第20章过渡金属1无机化学ppt课件
*
2 用 途：
① 钛及其合金广泛地用于制造喷气发动机、超音速飞机和潜水艇(防雷达、防磁性水雷)以及海军化工设备。 ② 钛与生物体组织相容性好，结合牢固，用于接骨和制造人工关节；钛具有隔热、高度稳定、质轻、坚固等特性，由纯钛制造的假牙是任何金属材料无法比拟的，所以钛又被称为“生物金属”。因此，继 Fe、Al 之后，预计 Ti 将成为应用广泛的第三金属。
—
-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
元素
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
E (M2+/M)/V
-0.44
-0.277
-0.257
0.34
-0.7626
可溶该金 属的酸
稀HCl H2SO4 等
*
(2) 二氧化锆 (ZrO2) ZrO2有三种晶型：单斜(monoclinic)；四方 (tetragonal)；立方(cubic)。三者之间可以相互转换
物性: ZrO2 白色粉末，不溶于水，熔点很高。 化性: 除 HF 外不与其他酸作用。
*
ZrO2 至少有两种高温变体，1370 K 以上为四方晶型，2570 K 以上为立方萤石晶型。
-0.257
第二过渡系
Cd
-0.403
Pd
+0.92
第三过渡系
Hg
+0.8535
Pt
+1.2
*
钛副族元素处于周期表 ⅣB 族，包括钛Ti， 锆 Zr，铪 Hf 3种元素。
原子的价电子层结构 ( n－1) d2 ns2，最稳定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态较为少见，化合态的钛还有可能呈现 0 和 –1 的低氧化态。
2 用 途：
① 钛及其合金广泛地用于制造喷气发动机、超音速飞机和潜水艇(防雷达、防磁性水雷)以及海军化工设备。 ② 钛与生物体组织相容性好，结合牢固，用于接骨和制造人工关节；钛具有隔热、高度稳定、质轻、坚固等特性，由纯钛制造的假牙是任何金属材料无法比拟的，所以钛又被称为“生物金属”。因此，继 Fe、Al 之后，预计 Ti 将成为应用广泛的第三金属。
—
-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
元素
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
E (M2+/M)/V
-0.44
-0.277
-0.257
0.34
-0.7626
可溶该金 属的酸
稀HCl H2SO4 等
*
(2) 二氧化锆 (ZrO2) ZrO2有三种晶型：单斜(monoclinic)；四方 (tetragonal)；立方(cubic)。三者之间可以相互转换
物性: ZrO2 白色粉末，不溶于水，熔点很高。 化性: 除 HF 外不与其他酸作用。
*
ZrO2 至少有两种高温变体，1370 K 以上为四方晶型，2570 K 以上为立方萤石晶型。
-0.257
第二过渡系
Cd
-0.403
Pd
+0.92
第三过渡系
Hg
+0.8535
Pt
+1.2
*
钛副族元素处于周期表 ⅣB 族，包括钛Ti， 锆 Zr，铪 Hf 3种元素。
原子的价电子层结构 ( n－1) d2 ns2，最稳定的氧化态为 + 4，其次是 +3，而 +2 氧化态较为少见，化合态的钛还有可能呈现 0 和 –1 的低氧化态。
无机化学下册第二十章-过渡元素-1市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
3. 钒酸盐旳鉴别
中性
VO43- + 2H2O2 ====[VO2(O2)2]3- + 2H2O
黄色
强酸性
VO43- + H2O2 +6H+ ===[V(O2)]3++ 4H2O
红棕色
[VO2(O2)2]3-＋6H+
[V(O2)]3+＋H2O2＋
2H2O黄色
红棕色
第四节 铬分族
一、主要矿物
Cr 主要矿物:铬铁矿(FeCr2O4)
灼烧
△
H2TiO3 ＝＝TiO2＋H2O
△
氯化
TiO2＋2C＋2Cl2＝＝TiCl4＋CO↑
金属还原
TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti
二、单质旳性质 I. 价电子构型和氧化态 II. 化学性质
价电子层 氧化态 Ti 3d24s2 +3，+4 Zr 4d25s2 +4 Hf 5d26s2 +4
不与水、空气、稀酸等反应。钛能与热浓盐酸或热硝酸中， 但Zr 和Hf则不溶，它们最佳溶剂是氢氟酸。
价层电子 氧化态
Cr 3d54s1 +2,+3,+6 Mo 4d55s1 +2,+3,+4,+5,+6 W 5d46s2 +2,+3,+4,+5,+6
Cr＋2HCl＝CrCl2(蓝色)＋H2↑ 4CrCl2＋4HCl＋O2＝4CrCl3(绿色)＋2H2O
2Cr＋6H2SO4 ＝Cr2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
氯化制 TiCl4
硫酸浸取反应 还原除铁
FeTiO3+3H2SO4＝
第章-过渡金属课件 (一)
第章-过渡金属课件 (一)第章-过渡金属课件，是化学学科中的一个重要知识点，主要介绍了过渡金属元素的性质、特点以及它们在生产、工业、生活中的应用等方面。
本课件不仅包含了基础概念和重要知识点的介绍，还涵盖了实例分析、问题解答和实验演示等多种教学形式。
下面将进一步分析该课件的特点和重要性。
一、该课件的特点1.首先，该课件采用了多种教学形式，使学生在学习过程中不会感到枯燥，更加容易理解并掌握相关知识。
2.其次，该课件注重突出重点，深入浅出地介绍了过渡金属元素的性质、特点和应用，使学生对其有了更加直观、深刻的认识。
3.此外，该课件还提供了实例分析、问题解答和实验演示等多种教学手段，这有助于学生发挥主动性，更好地完成课程学习任务。
4.最后，课件内容丰富、有条理，不仅涵盖了基础知识，还包含了一些颇具新意的观点，这可以拓宽学生的思路，增加他们的专业素养。
二、该课件的重要性1.了解过渡金属元素的性质和特点对于理解物质的结构和性质具有十分重要的意义，这是化学学科学习的重点之一。
2.过渡金属元素在工业、生产、生活等领域都有着广泛的应用，了解其应用方式和特点，有利于学生掌握现代化工生产的特点和规律。
3.该课件提供了多种教学形式，鼓励学生运用多种手段学习和掌握知识，可以培养学生的自主学习能力和创新意识。
4.通过学习该课件，学生可以深入了解过渡金属元素的性质和特点，并了解其在化学实验中的应用，有助于提高学生的实验技能和抽象思维能力。
综上所述，第章-过渡金属课件是一份十分重要的化学学科教学材料，它不仅涵盖了基础概念和重要知识点的介绍，还包含了实例分析、问题解答和实验演示等多种教学形式，有利于提高学生的掌握能力和专业素养。
因此，学生应认真对待该课件，深入学习并掌握相关知识，为今后的学习和工作奠定坚实的基础。
无机化学课件：第十三章 过渡元素
铬族元素
全水将解含为有Cr[2COr3(·OxHH2)O4]沉- 水淀溶 液 加 热 煮 沸 ， 可 完
在碱性溶液中，[Cr(OH)4]-有强还原性2，例如：
2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH→2CrO4 +8H2O
（亮绿）
（黄）
在酸性溶液中，Cr3+需用很强氧化剂 ，如
S2O82-（过二硫酸根）才能将其氧化：
Na2TiO3+2H2O → H2TiO3+2NaOH
TiOSO4+2H2O → H2TiO3+H2SO4
钛族、钒族元素
（气3）和T焦iC炭l4 高最温重反要应的而Ti得卤。化物，通常同TiO2、氯 结为构共：价Ti化Cl合4中物T。i取sp3杂化，形成正四面体构型，
性质：常温下为无色液体（熔点- 23.2℃，沸点
BaCO3+TiO2 → BaTiO3+CO2
TiOSO4为白色粉末，可溶于冷水，在溶液或晶 体中实际上不存在简单的钛酰离子TiO2+，而是以
TiO2+聚合形成的金属齿状长链（TiO）n2n 形式存在。
在晶体中，这种长键彼此间由SO
连接2 起来。 4
两类盐都水解（因TiO2酸碱性均很弱），形成白 色偏钛酸（H2
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。 （九）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。
第二过渡 系元素
无机化学精品课程-过渡元素金属汞及其化合物ppt课件
5
1.Hg22+与Hg2+的相互转化
反应: Hg+Hg2+==Hg22+ 可自发向右进行 要使上述平衡向左移动,采取的方法有两类: (1)形成沉淀：向Hg22+的溶液中加入 NaOH,H2S,NH3等试剂,因产生沉淀,平衡向左 移动. (2)形成配合物：加入过量浓HCl或KI,因形成 HgX42-配离子,平衡向左移动.
(3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42-
Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg
(4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
(5)KI: Hg2++2I-==HgI2↓(红)
16
作业
教材P.259 – 263: 6, 12, 13, 17, 19, 20, 24,
26, 27 (加:计算CFSE), 37,
40
思考(不写书面作业): 1, 22, 31, 41, 42
17
Zn2+,Cd2+,Hg2+均形成稳定的[M(CN)4]2-配合物,且从 上到下稳定性依次增强,而Hg22+不形成配合物.
7
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成 特殊的红棕色的碘化氨基·氧合二汞(Ⅱ)沉淀：
1.Hg22+与Hg2+的相互转化
反应: Hg+Hg2+==Hg22+ 可自发向右进行 要使上述平衡向左移动,采取的方法有两类: (1)形成沉淀：向Hg22+的溶液中加入 NaOH,H2S,NH3等试剂,因产生沉淀,平衡向左 移动. (2)形成配合物：加入过量浓HCl或KI,因形成 HgX42-配离子,平衡向左移动.
(3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42-
Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg
(4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
(5)KI: Hg2++2I-==HgI2↓(红)
16
作业
教材P.259 – 263: 6, 12, 13, 17, 19, 20, 24,
26, 27 (加:计算CFSE), 37,
40
思考(不写书面作业): 1, 22, 31, 41, 42
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Zn2+,Cd2+,Hg2+均形成稳定的[M(CN)4]2-配合物,且从 上到下稳定性依次增强,而Hg22+不形成配合物.
7
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成 特殊的红棕色的碘化氨基·氧合二汞(Ⅱ)沉淀：
无机化学过渡元素PPT课件
H2O
Cl–
H2O
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
H2O
Cl-
H2O Cl
H2O
Cr
Cl–
H2O
H2O
Cl– H2O H2O
Cl H2O
H2O
Cr H2O
H2O H2O
Cl– Cl– H2O
Cl–
Cl
Cl–
H2O
Cr
H2O
H2O
H2O H2O H2O
三、铬(VI)的重要化合物
2CrO42-(yellow) +2 H+ Cr2O72- (Orange red) + H2O
/programs/view/klU8lPkTF9A/
例如，镍-钛合金在40oC以上和40oC以下 的晶体结构是不同的，但温度在40oC上下变 化时，合金就会收缩或膨胀，使得它的形态 发生变化。这里，40oC就是镍-钛记忆合金 的“变态温度”。各种合金都有自己变态温 度。
p酸H性<条2：件C下r，2OC7r22-O为72主-的，C具lp-有H强>6氧：化C性rO42-为C主l2 。
Cr2O72- +
IH+
SO32-
I2 SO42- + Cr3+
Fe2+
Fe3+
H2S
S
怎样判断洗液失效？
200
Orange red
Cr O 227
G KJ.mol-1
100 Cr
0
-100
离子鉴定CrO42-
加H2O2和乙醚
乙醚
CrO42- + 2H2O2 +2H+ = 3H2O + CrO5(blue)
元素无机化学课件之过渡金属元素
IB 3d104s1 Cu 128 pm
IIB 3d104s2 Zn 133 pm
原因 d10电子云球形， Z* 增加少，而ns电子数目↑， 使电子互相作用↑，r↑
对比：主族元素原子半径变化规律 (pm)
原子半径变化
周期 二、三
Z
*
Z*
1 ns或np 0.35 0.65
r/pm 10
四、五、六(d) 1 (n-1)d 0.85 0.15
5
镧系
1 (n-2)f 1 很小 镧系收缩
例：La：187.7 pm Lu：173.5 pm
r 187.8 173.5 1pm 71 57
镧系收缩 — 从57 La – 71 Lu，随着原子序数递增，增加的电 子进入(n-2) f（即4f）轨道(4f 0 ~145d 0~16s2)；对于最外层6s电 子而言，4f 电子位于次外层， Z*增加很小，因此 (1)相邻两元素原子半径仅略为缩小 (Δr ≈ 1pm)； (2) 但57 La – 71 Lu共15种元素，累积的原子半径缩小值Δr相 当大，达 14.2 pm 。
镧系收缩的影响：
(1)第五周期，IIIB族元素钇(Y)成为“稀土”一员 ：
四 Sc 63Eu 4s76s2 39Y 4d15s2 64Gd 4f75d16s2
五Y
198.3
180.3
180.1 pm
六 La-Lu 67Ho3+
39Y3+
68Er3+
89.4
89.3
88.1 pm
习惯上，把Y列入“重稀土”。
见教材p.221-222, 表8-2 –表8-4.
2. 同一副族原子半径：第四周期元素 < 五 ~ 六
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(1)形成沉淀：向Hg22+的溶液中加入 NaOH,H2S,NH3等试剂,因产生沉淀,平衡向左 移动.
(2)形成配合物：加入过量浓HCl或KI,因形成 HgX42-配离子,平衡向左移动.
2.汞的 配合物
汞的常见配位数为4,一般采取sp3杂化,为正四面体构型. (1)与氨形成的配合物 Hg2+与氨形成白色沉淀Hg(NH2)Cl，Hg22+形成灰色 沉淀[为Hg(NH2)Cl与Hg的混合物]. 还可形成一系列 的衍生物，如米隆碱(Hg2N+)，一维的高聚物 (HgNH22+)n，白降汞[Hg(NH3)2]Cl2。奈斯勒试剂仍有 时被用来测试氨的存在，因为氨容易于其反应形成深 色的米隆碱的碘盐。
(2)与CN-形成配合物 Zn2+,Cd2+,Hg2+均形成稳定的[M(CN)4]2-配合物,且从
上到下稳定性依次增强,而Hg22+不形成配合物.
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成 特殊的红棕色的碘化氨基·氧合二汞(Ⅱ)沉淀：
Hg22+溶液与I-反应生成黄绿色沉淀Hg2I2,光 照后转成黄褐色.
B. 氯化汞和氯化亚汞
性质 分子构型
氯化汞(HgCl2) 氯化亚汞(Hg2Cl2)
是共价型分子,为 共价型直线分子
直线型
Cl-Hg-Hg-Cl
俗名和物 性
俗名升汞,白色针 俗名甘汞,亚汞盐
状晶体,微溶于水, 多数是无色的,
熔点较低,易升华, 大多微溶于水,
• 汞为常温下密度最大的 液体。一般来自辰砂矿。
原子序数 价电子构型 原子半径/pm M2+离子半径/pm
第一电离势/kJ.mol-1 第二电离势/kJ.mol-1 M2+水合热/kJ.mol-1
升华热/kJ.mol-1 气化热/kJ.mol-1
汞(Hg)
80
熔点
5d106s2
沸点
160
原子体积
110
第十八章 过渡元素汞
金属汞及其化合物
1.汞的性质 2.Hg22+与Hg2+的相互转化 3.汞的配合物 4.汞的卤化物 5.汞的氧族化合物 6.汞的有机化合物
• 汞为银白色闪亮的重质 液体，为过渡金属d区 元素。俗称水银。汞的 畸变的六方紧密堆积， 没有d电子参与成键， 因此升华热小，熔、沸
辰砂矿（β-HgS） 点比其他金属要低多。
6冷H硝g 酸+8与HN过O量3=的=3汞H反g2应(N生O成3)2亚+ 2汞N离O子+ 4HHg22O2+ 。 Hg的含氧酸盐中只有硝酸汞和硝酸亚汞可溶. 汞和浓硫酸在加热的条件下反应：
Hg+2H2SO4==HgSO4+2H2O+SO2↑
1.Hg22+与Hg2+的相互转化
反应: Hg+Hg2+==Hg22+ 可自发向右进行 要使上述平衡向左移动,采取的方法有两类:
2.现有Hg(NO3)2和Hg2(NO3)2两种溶液,分别向 它们中加入以下溶液,请写出现象和方程式.
加入物 水
Hg(NO3)2 白色沉淀
Hg2(NO3)2 白色沉淀
氨水
白色沉淀
灰色沉淀
浓HCl
无色溶液
黑色沉淀
NaOH KI
黄色沉淀
洋红色沉淀,过 量变无色溶液
棕褐色沉淀
黄褐色沉淀,过量沉淀溶 解,有黑色沉淀生成
NH4Cl+2K2[HgI4]+4KOH==OHg2NH2I+KCl+7KI+3H2O
这个反应用来鉴定NH4+或Hg2+离子. （4.）与SCN-形成配合物 只有Hg2+能与SCN-形成稳定的无色 [Hg(SCN)4]2-配合物。
3.汞的卤化物
（1）卤化汞（碘，氯化汞) A. 碘化汞和碘化亚汞
在Hg2+的溶液中加入I-时生成桔红色的沉淀 HgI2,I-离子过量时,生成无色的[HgI4]2-配离子 而使沉淀溶解。
H2S SnCl2
黑色沉淀
先有白色沉淀后转 为黑色沉淀
黑色沉淀 黑色沉淀
反应:
(1)水解: 2Hg(NO3)2+H2O==HgO·Hg(NO3)2↓(白)+2HNO3 Hg2(NO3)2+H2O==Hg2(OH)NO3↓(白)+HNO3
(2)氨解: HgCl2+2NH3==Hg(NH2)Cl(白)↓+NH4Cl Hg2Cl2+2NH3==HgNH2Cl(白)↓+Hg↓+NH4Cl
(3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42-
Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg
(4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O
Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
(5)KI: Hg2++2I-==HgI2↓(红) HgI2+2I-==[HgI4]2-(无) Hg22++2I-==Hg2I2↓(黄褐) Hg2I2+2I-(过量)==[HgI4]2-(无)+Hg↓
e-构型
1013 1820 -1833
62 59
离子半径/Å 共价半径/Å 相对原子质量 ρ 电负性
-38.87℃ 356.6℃ 14.82cm³/mol Xe4f(14) 5d(10)
6s² 1.02
1.49 200.59 13.59g/cm3
2.00
常温下，汞单质的化学性质很稳定。 >620K的条件下，Hg 可与O2反应，生 成氧化物HgO. Hg不与稀盐酸、稀硫酸反应生成H2。
(6)H2S: Hg2++S2-==HgS↓(黑) Hg22++H2S==2H+ +Hg2S→HgS↓+Hg↓
(7)SnCl2: 2HgCl2+SnCl2==SnCl4+Hg2Cl2↓(白) Hg2Cl2+SnCl2==SnCl4+2Hg↓(黑)
4.汞的氧族化合物
1.氧化汞
氧化汞(II) 是碱性氧化物，亮红色或橙红色鳞片状结 晶或结晶性粉末。775K时分解。溶于稀盐酸，硝酸、 氰化碱和碘化碱溶液，缓慢溶于溴化碱液，难溶于水， 不溶于乙醇。剧毒。氧化汞可以用于制取其他汞化合 物，也用作催化剂、抗菌剂及汞电池中的电极材料。 氧化汞有两种变体。黄色氧化汞由含Hg2+的溶液与碱 反应沉淀制得，两者颗粒大小不同，红色氧化汞的颗 粒较小。都为正交晶系，具有同一平面内的无限链结 构，每一个汞原子与周围两个氧原子几乎呈线形连接， 同时与相邻链上的四个氧原子配位。
有剧毒
无毒
形成配合 Hg2+易形成稳定配 Hg22+一般不易形
物的能力
合物
成配合物问ຫໍສະໝຸດ 1.如何区分和分离Hg2+和Hg22+?
解:区分:滴加SnCl2溶液,先有白色沉淀,过量 转成黑色沉淀的是Hg2+,立即有黑色沉淀生成 的是Hg22+.
分离:加入过量的浓HCl,Hg2+以HgCl42-形式 转入溶液相而Hg22+以Hg2Cl2沉淀形式存在.
(2)形成配合物：加入过量浓HCl或KI,因形成 HgX42-配离子,平衡向左移动.
2.汞的 配合物
汞的常见配位数为4,一般采取sp3杂化,为正四面体构型. (1)与氨形成的配合物 Hg2+与氨形成白色沉淀Hg(NH2)Cl，Hg22+形成灰色 沉淀[为Hg(NH2)Cl与Hg的混合物]. 还可形成一系列 的衍生物，如米隆碱(Hg2N+)，一维的高聚物 (HgNH22+)n，白降汞[Hg(NH3)2]Cl2。奈斯勒试剂仍有 时被用来测试氨的存在，因为氨容易于其反应形成深 色的米隆碱的碘盐。
(2)与CN-形成配合物 Zn2+,Cd2+,Hg2+均形成稳定的[M(CN)4]2-配合物,且从
上到下稳定性依次增强,而Hg22+不形成配合物.
（3.）与X-(F-除外)形成配合物 Hg2+的卤素配合物稳定性按Cl-<Br-<I-增加. K2[HgI4]和KOH的混合溶液称为奈斯勒试剂, 当有微量NH4+离子存在时,滴入试剂立刻生成 特殊的红棕色的碘化氨基·氧合二汞(Ⅱ)沉淀：
Hg22+溶液与I-反应生成黄绿色沉淀Hg2I2,光 照后转成黄褐色.
B. 氯化汞和氯化亚汞
性质 分子构型
氯化汞(HgCl2) 氯化亚汞(Hg2Cl2)
是共价型分子,为 共价型直线分子
直线型
Cl-Hg-Hg-Cl
俗名和物 性
俗名升汞,白色针 俗名甘汞,亚汞盐
状晶体,微溶于水, 多数是无色的,
熔点较低,易升华, 大多微溶于水,
• 汞为常温下密度最大的 液体。一般来自辰砂矿。
原子序数 价电子构型 原子半径/pm M2+离子半径/pm
第一电离势/kJ.mol-1 第二电离势/kJ.mol-1 M2+水合热/kJ.mol-1
升华热/kJ.mol-1 气化热/kJ.mol-1
汞(Hg)
80
熔点
5d106s2
沸点
160
原子体积
110
第十八章 过渡元素汞
金属汞及其化合物
1.汞的性质 2.Hg22+与Hg2+的相互转化 3.汞的配合物 4.汞的卤化物 5.汞的氧族化合物 6.汞的有机化合物
• 汞为银白色闪亮的重质 液体，为过渡金属d区 元素。俗称水银。汞的 畸变的六方紧密堆积， 没有d电子参与成键， 因此升华热小，熔、沸
辰砂矿（β-HgS） 点比其他金属要低多。
6冷H硝g 酸+8与HN过O量3=的=3汞H反g2应(N生O成3)2亚+ 2汞N离O子+ 4HHg22O2+ 。 Hg的含氧酸盐中只有硝酸汞和硝酸亚汞可溶. 汞和浓硫酸在加热的条件下反应：
Hg+2H2SO4==HgSO4+2H2O+SO2↑
1.Hg22+与Hg2+的相互转化
反应: Hg+Hg2+==Hg22+ 可自发向右进行 要使上述平衡向左移动,采取的方法有两类:
2.现有Hg(NO3)2和Hg2(NO3)2两种溶液,分别向 它们中加入以下溶液,请写出现象和方程式.
加入物 水
Hg(NO3)2 白色沉淀
Hg2(NO3)2 白色沉淀
氨水
白色沉淀
灰色沉淀
浓HCl
无色溶液
黑色沉淀
NaOH KI
黄色沉淀
洋红色沉淀,过 量变无色溶液
棕褐色沉淀
黄褐色沉淀,过量沉淀溶 解,有黑色沉淀生成
NH4Cl+2K2[HgI4]+4KOH==OHg2NH2I+KCl+7KI+3H2O
这个反应用来鉴定NH4+或Hg2+离子. （4.）与SCN-形成配合物 只有Hg2+能与SCN-形成稳定的无色 [Hg(SCN)4]2-配合物。
3.汞的卤化物
（1）卤化汞（碘，氯化汞) A. 碘化汞和碘化亚汞
在Hg2+的溶液中加入I-时生成桔红色的沉淀 HgI2,I-离子过量时,生成无色的[HgI4]2-配离子 而使沉淀溶解。
H2S SnCl2
黑色沉淀
先有白色沉淀后转 为黑色沉淀
黑色沉淀 黑色沉淀
反应:
(1)水解: 2Hg(NO3)2+H2O==HgO·Hg(NO3)2↓(白)+2HNO3 Hg2(NO3)2+H2O==Hg2(OH)NO3↓(白)+HNO3
(2)氨解: HgCl2+2NH3==Hg(NH2)Cl(白)↓+NH4Cl Hg2Cl2+2NH3==HgNH2Cl(白)↓+Hg↓+NH4Cl
(3)浓HCl: Hg2++4Cl-===HgCl42-
Hg22++2HCl==Hg2Cl2↓+2HNO3 Hg2Cl2+2HCl(浓)==H2[HgCl4]+Hg
(4)NaOH: Hg2++2OH-==HgO↓(黄)+H2O
Hg22++2OH-==Hg2(OH)2==Hg↓+HgO↓+H2O
(5)KI: Hg2++2I-==HgI2↓(红) HgI2+2I-==[HgI4]2-(无) Hg22++2I-==Hg2I2↓(黄褐) Hg2I2+2I-(过量)==[HgI4]2-(无)+Hg↓
e-构型
1013 1820 -1833
62 59
离子半径/Å 共价半径/Å 相对原子质量 ρ 电负性
-38.87℃ 356.6℃ 14.82cm³/mol Xe4f(14) 5d(10)
6s² 1.02
1.49 200.59 13.59g/cm3
2.00
常温下，汞单质的化学性质很稳定。 >620K的条件下，Hg 可与O2反应，生 成氧化物HgO. Hg不与稀盐酸、稀硫酸反应生成H2。
(6)H2S: Hg2++S2-==HgS↓(黑) Hg22++H2S==2H+ +Hg2S→HgS↓+Hg↓
(7)SnCl2: 2HgCl2+SnCl2==SnCl4+Hg2Cl2↓(白) Hg2Cl2+SnCl2==SnCl4+2Hg↓(黑)
4.汞的氧族化合物
1.氧化汞
氧化汞(II) 是碱性氧化物，亮红色或橙红色鳞片状结 晶或结晶性粉末。775K时分解。溶于稀盐酸，硝酸、 氰化碱和碘化碱溶液，缓慢溶于溴化碱液，难溶于水， 不溶于乙醇。剧毒。氧化汞可以用于制取其他汞化合 物，也用作催化剂、抗菌剂及汞电池中的电极材料。 氧化汞有两种变体。黄色氧化汞由含Hg2+的溶液与碱 反应沉淀制得，两者颗粒大小不同，红色氧化汞的颗 粒较小。都为正交晶系，具有同一平面内的无限链结 构，每一个汞原子与周围两个氧原子几乎呈线形连接， 同时与相邻链上的四个氧原子配位。
有剧毒
无毒
形成配合 Hg2+易形成稳定配 Hg22+一般不易形
物的能力
合物
成配合物问ຫໍສະໝຸດ 1.如何区分和分离Hg2+和Hg22+?
解:区分:滴加SnCl2溶液,先有白色沉淀,过量 转成黑色沉淀的是Hg2+,立即有黑色沉淀生成 的是Hg22+.
分离:加入过量的浓HCl,Hg2+以HgCl42-形式 转入溶液相而Hg22+以Hg2Cl2沉淀形式存在.