大学无机化学d区元素介绍
合集下载
无机分析12第十六章d区元素
粉色
Fe2+
浅绿色
Co2+
酒红色
Ni2+
绿色
Cu2+
蓝色
Zn2+
无色
上页 下页 目录 返回
许多二价过渡元素金属离子 M 2+ (aq)的 颜色与d-d 跃迁或 f-f 跃迁有关。这种 跃迁发生在金属离子本身，通常强度都 很弱，不能解释无机颜料的颜色。副篇 介绍了荷移跃迁和价层间跃迁。
第一过渡系金属水合离子的颜色
●熔点、沸点高
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。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。 熔点最高的单质： 钨(W) 3683±20℃
上页 下页 目录 返回
(4)
金属元素的电极电势
φθ的单位为V
元素
Ca －2.87 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 0.34 Zn －0.76
φθ(M2＋/M)
Φθ (M3+／M2+)
－ －1.63 －1.18
－0.91 －1.18 －0.44 －0.28 －0.23
－
－
－0.37 －0.256 －0.41 +1.51
d 电子组态 M2+(aq)
d1 d2 Sc2+ Ti2+
d3 d4 V2+ Cr2+
d5 d6 d7 Mn2+ Fe2+ Co2+
d8 d9 d10 Ni2+ Cu2+ Zn2+
稳 定 性 增 大
Fe2+
浅绿色
Co2+
酒红色
Ni2+
绿色
Cu2+
蓝色
Zn2+
无色
上页 下页 目录 返回
许多二价过渡元素金属离子 M 2+ (aq)的 颜色与d-d 跃迁或 f-f 跃迁有关。这种 跃迁发生在金属离子本身，通常强度都 很弱，不能解释无机颜料的颜色。副篇 介绍了荷移跃迁和价层间跃迁。
第一过渡系金属水合离子的颜色
●熔点、沸点高
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。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。 熔点最高的单质： 钨(W) 3683±20℃
上页 下页 目录 返回
(4)
金属元素的电极电势
φθ的单位为V
元素
Ca －2.87 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 0.34 Zn －0.76
φθ(M2＋/M)
Φθ (M3+／M2+)
－ －1.63 －1.18
－0.91 －1.18 －0.44 －0.28 －0.23
－
－
－0.37 －0.256 －0.41 +1.51
d 电子组态 M2+(aq)
d1 d2 Sc2+ Ti2+
d3 d4 V2+ Cr2+
d5 d6 d7 Mn2+ Fe2+ Co2+
d8 d9 d10 Ni2+ Cu2+ Zn2+
稳 定 性 增 大
青海大学-无机化学-第四章d区元素(一)
第四章:d区元素(一)§4.1d区元素概述4.1.1 d区元素简介d区元素包括周期系第ⅢB～ⅦB,Ⅶ,ⅠB～ⅡB元素，不包括镧系和锕系元素。
d区元素都是金属元素。
d区元素的价电子构型为，(n-1)d1-10ns1-2(Pd为5s0)。
同周期d区元素金属性递变不明显，通常按不同周期将过渡元素分为三个过渡系：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)。
d区元素在自然界中储量以第一过渡系为较多，它们的单质和化合物在工业上的用途也较广泛。
本章将重点学习从钛(Ti)到镍(Ni)这7个元素，还要适当了解我国的丰产元素钼(Mo)和钨(W)。
4.1.2 d区元素的原子半径和电离能如图所示，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。
d区元素的第一电离能变化趋势如图所示。
4.1.3 d区元素的物理性质★熔点、沸点高。
熔点最高的单质是钨(W)★硬度大。
硬度最大的金属是铬(Cr)★密度大。
密度最大的单质是锇(Os)★导电性、导热性、延展性好。
4.1.4 d区元素的化学性质在化学性质方面，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。
4.1.5 d区元素的氧化态过渡元素大多可以形成多种氧化值的化合物。
图中给出了第一过渡系元素的各种氧化值红色代表常见的氧化值。
4.1.6 d区元素的离子的颜色过渡元素的水合离子大多是有颜色的。
过渡元素与其它配体形成的配离子也常具有颜色。
这些配离子吸收了可见光(>30nm～400nm)的一部分发生了d—d跃迁，而把其余部分的光透过或散射出来，我们看到的物质的颜色就是这部分透射光或散射光。
第18章 d区元素吉林大学无机化学
1.507V 1.695V 0.564V
Mn2+ MnO2 MnO42-
MnO 4 / MnO 2
2 MnO 4 / MnO 4
还原产物
例如：与SO32-反应
酸性 中性 碱性
还原产物还与KMnO4加入方式有关。
由软锰矿制备KMnO4 软锰矿 粉碎
氧化剂
OH－ △
K2MnO4 墨绿色
铬的单质 铬的化合物
水溶液中离子及其反应
概述
铬分族(VIB)：Cr, Mo, W 价电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2
Cr : 3d 4 s
5
5
1 1
常见化合价：+6， +3，+2
Mo : 4d 5s W : 5d 6 s
4 2
(1)铬元素的电势图 2 1.23 E A / Cr O
(3) Cl2或NaClO氧化： 2K2MnO4+ Cl2 == 2KMnO4 + 2KCl
§18.3 铁 钴 镍
铁、钴、镍的单质 铁、钴、镍的化合物 水溶液中铁、钴、镍的
离子及其反应
铁、钴、镍的单质
Ⅷ族
Fe Ru Os
Co Rh Ir
Ni Pd Pt
铁系
铂系
Fe Co Ni
价电子构型 6 2 3d 4s 7 2 3d 4s 8 2 3d 4s
2 NH3 H2O + 2 H+
Mn + 2 H+ = Mn2+ + H2(g) 合并： Mn + 2 NH4+ + 2 H2O = Mn2+ + 2 NH3.H2O + H2(g) （似Mg）
无机化学课件——第十九章 d区元素
OH
H
(亮绿色)
Cr(OH)
4
H2O Cr2O3 (绿)
19.2.3. 水溶液中离子及其反应
1.Cr(Ⅲ)的盐
Cr（2 SO
4）3，KCr(SO
）
42
12H
2O,
CrCl3
•水解
[Cr(H 2O）6 ]3
[Cr(OH)(H 2O）5 ]2 H
K 104
2Cr3 3S2 6H2O Cr(OH）3(s) 3H2S(g) 2Cr3 3CO32- 3H2O 2Cr(OH）3(s) 3CO2 (g)
2
O
-0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2
-1.4
Cr
-1.3
•性质 ① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。
② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活 泼性下降。 ③ 无膜金属与酸的反应
2Cr 2H 2SO4 (浓) Cr（2 SO4）3 3SO2 H2O 在冷、浓硝酸中钝化。
•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色
[Cr(H2O）6 ]Cl3紫色，[Cr(H2O）5Cl]Cl2 H2O蓝绿色 [Cr(H2O）4Cl2 ]Cl 2H2O绿色
2.Cr2O72-与CrO42-间的转化
•pH值的影响
2CrO
2 4
2H
(黄)
2HCrO
4
Cr2O
2 7
H
2
O
(橙)
pH<2：Cr2O72-为主 pH>6：CrO42-为主
•还原性
酸性条件：E (Cr2O72 / Cr3 ) 1.33V
无机化学：第8章d区元素
与ⅢA ~ ⅤA族规律相反！
4. 化合物的颜色及其解释
（1） 过渡元素水合离子的颜色
Sc 3+ 、Zn2+ 无色 过渡元素水合离子的颜色与其d轨道中存在着未成对 电子有关。 晶体场理论对此可以给出比较满意的解释。
晶体场理论简介
基本要点 ◎在配合物中，中心离子和配位体之间的相互作 用，完全是静电排斥和吸引。 ◎ 中心离子的d轨道，由于受周围配位体负电场 不同程度的排斥作用，能级发生分裂。 ◎ 为了使体系能量降低，电子将在分裂后的d轨 道上重新分布。
第8章 d区与 f 区元素选述
d区
f区
元素过渡系的划分
第一过渡系 第二过渡系 第三过渡系 第四过渡系
8-1 d区元素的通性
8-1-1 原子结构的特征
价层电子构型 通式：(n-1)d1~9 ns1~2
最外层只有 1~2 个电子； 金属性介于s区与p区之间 。
例外： Z = 46，
46Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
紫色
灰蓝色
绿色
2. 铬(Ⅲ)的盐类和配位化合物 常见的铬(Ⅲ)盐有氯化铬、硫酸铬和铬钾矾。这些盐 类多带结晶水(与相应的铝盐的结晶水个数相同)：
CrCl3·6H2O
Cr2 (SO4) 3·18H2O
K2SO4·Cr2 (SO4) 3·24H2O
Cr3+ 3d3，917构型，r小，Z*较高，有空d轨道， 形成配合物能力强。主要以d2sp3杂化形成配位数6的八面 体配合物。
d电子 σ大
●同周期随Z 增大而 r 减小，但变化很缓慢 。 ●各族从上到下总的来说 r 增大，但由于镧系收 缩, 二、三过渡系原子r 相近。
8-1-2 d区元素单质的性质
4. 化合物的颜色及其解释
（1） 过渡元素水合离子的颜色
Sc 3+ 、Zn2+ 无色 过渡元素水合离子的颜色与其d轨道中存在着未成对 电子有关。 晶体场理论对此可以给出比较满意的解释。
晶体场理论简介
基本要点 ◎在配合物中，中心离子和配位体之间的相互作 用，完全是静电排斥和吸引。 ◎ 中心离子的d轨道，由于受周围配位体负电场 不同程度的排斥作用，能级发生分裂。 ◎ 为了使体系能量降低，电子将在分裂后的d轨 道上重新分布。
第8章 d区与 f 区元素选述
d区
f区
元素过渡系的划分
第一过渡系 第二过渡系 第三过渡系 第四过渡系
8-1 d区元素的通性
8-1-1 原子结构的特征
价层电子构型 通式：(n-1)d1~9 ns1~2
最外层只有 1~2 个电子； 金属性介于s区与p区之间 。
例外： Z = 46，
46Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
紫色
灰蓝色
绿色
2. 铬(Ⅲ)的盐类和配位化合物 常见的铬(Ⅲ)盐有氯化铬、硫酸铬和铬钾矾。这些盐 类多带结晶水(与相应的铝盐的结晶水个数相同)：
CrCl3·6H2O
Cr2 (SO4) 3·18H2O
K2SO4·Cr2 (SO4) 3·24H2O
Cr3+ 3d3，917构型，r小，Z*较高，有空d轨道， 形成配合物能力强。主要以d2sp3杂化形成配位数6的八面 体配合物。
d电子 σ大
●同周期随Z 增大而 r 减小，但变化很缓慢 。 ●各族从上到下总的来说 r 增大，但由于镧系收 缩, 二、三过渡系原子r 相近。
8-1-2 d区元素单质的性质
《d区元素》课件
剂、药物等
硫化物和卤化物
硫化物：硫化氢、 硫化钠、硫化钾等
卤化物：氯化氢、 氯化钠、氯化钾等
硫化物和卤化物的 性质：化学性质、 物理性质、生物性 质等
硫化物和卤化物的 应用：工业、农业 、医药等领域的应 用
其他化合物及其性质
化合物：D区元素 与其他元素形成的 化合物
性质：化合物的物 理性质、化学性质、 生物性质等
生物医学：D区元素在生物 医学研究中的应用
环境科学：D区元素在环境 监测和治理中的应用
在生物医学领域的应用
药物研发：D区元素在药物研发中具有重要作用，如用于抗癌药物的研发
基因编辑：D区元素在基因编辑技术中具有重要作用，如CRISPR-Cas9技术
生物成像：D区元素在生物成像技术中具有重要作用，如用于荧光标记和成像
D区元素的特性
化学性质：D区元素具有较强的金 属性，容易形成阳离子
电子排布：D区元素具有较复杂的 电子排布，导致其化学性质复杂
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
物理性质：D区元素具有较高的熔 点和沸点，硬度较大
应用领域：D区元素广泛应用于电 子、化工、冶金等领域
03 D区元素的物理性质
原子结构和电子排布
D区元素在元素周期表中的位置
● D区元素位于元素周期表的第4周期
● D区元素包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、硒、溴、氪、铷、锶、钇、 锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、 铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、 铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、 锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、 铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、
硫化物和卤化物
硫化物：硫化氢、 硫化钠、硫化钾等
卤化物：氯化氢、 氯化钠、氯化钾等
硫化物和卤化物的 性质：化学性质、 物理性质、生物性 质等
硫化物和卤化物的 应用：工业、农业 、医药等领域的应 用
其他化合物及其性质
化合物：D区元素 与其他元素形成的 化合物
性质：化合物的物 理性质、化学性质、 生物性质等
生物医学：D区元素在生物 医学研究中的应用
环境科学：D区元素在环境 监测和治理中的应用
在生物医学领域的应用
药物研发：D区元素在药物研发中具有重要作用，如用于抗癌药物的研发
基因编辑：D区元素在基因编辑技术中具有重要作用，如CRISPR-Cas9技术
生物成像：D区元素在生物成像技术中具有重要作用，如用于荧光标记和成像
D区元素的特性
化学性质：D区元素具有较强的金 属性，容易形成阳离子
电子排布：D区元素具有较复杂的 电子排布，导致其化学性质复杂
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
物理性质：D区元素具有较高的熔 点和沸点，硬度较大
应用领域：D区元素广泛应用于电 子、化工、冶金等领域
03 D区元素的物理性质
原子结构和电子排布
D区元素在元素周期表中的位置
● D区元素位于元素周期表的第4周期
● D区元素包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、硒、溴、氪、铷、锶、钇、 锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、 铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、 铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、 锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、 铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、
无机及分析化学(第十章d区元素
（6）d区元素的配位化合物
▲ d区元素易形成配位化合物（原因） ▲ d区元素的配位化合物多为2，4，6配位的。 ▲ d区元素水合离子吸收光谱的测定
▲ 物质颜色与吸收光的关系
物质颜色 吸 收 光 波长（nm) 760-630 630-600 600-570 570-500 500-450 450-430 430-400 颜色 绿 红 蓝 橙 紫红 黄 红 绿 橙 青 黄 蓝 黄绿 紫 物质的颜色与吸收光为互补关系：
▲ Ti的配合物及Ti的鉴定
TiO2++ H2O2 → [Ti（H2O2]2+ 无色 橘黄色
1、钒及钒的化合物
（1）钒的单质 ▲在自然界中的存在及丰度（分散、与其它金属共生） ▲物理性质（特殊性：高硬度） ▲化学性质（特殊性） ▲应用
（2）钒的化合物
▲钒的价电子构型：3d34s2 ▲V成键特点及可能的氧化态：+5，+4,+3,+2，最稳定 价态是+5，低价态的离子键性质，高价的共价键突出。 ▲V的元素电势图：
TiO2 + TiO2 + TiO2 +
2Cl2 + 2C →
TiCl4 + + H2 O
2CO2 （高温） CO2 （高温）
பைடு நூலகம்
BaCO3 → BaTiO3 TiCl4 + H2SO4 → TiOSO4 + 4HCl + 2HCl + 2ZnCl2
TiCl4 + 2H2O → TiO2 2TiCl4 + H2 → 2TiCl3 TiCl4 + Zn → 2TiCl3
（3）Cr(Ⅲ)化合物 Cr2O3：（两性、还原性） Cr2O3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 Cr2O3 + NaOH → 2Na(CrO2)+ H2O Cr(OH)3: （两性、还原性） Cr(OH)3 + 6H+ → Cr3+ + 3H2O Cr(OH)3 + OH- → CrO2- + 2H2O （4）Cr(Ⅵ)化合物（M2CrO4、M2Cr2O7或 MCrO4、MCr2O7) 1）重要的化合物 Na2CrO4、Na2Cr2O7 和K2CrO4、K2Cr2O7 BaCrO4、BaCr2O7、 PbCrO4、Ag2Cr2O7 Cr的配合物、Mo,W的多酸型配合物 2）重要的化学性质 ▲不稳定性（？）：K2Cr2O7 → 4K2CrO4 + Cr2O3 + 3O2 ▲氧化性：有较强的氧化性 Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + H2O E0 = 1.33V k2Cr2O7 +6FeSO4+7H2SO4→3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2(SO4)3+7H2O Cr2O72- + 6Br- + 14H+ → 2Cr3+ +3Br2 + 7H2O 3Br2 + 2Cr(OH)3 + H2O → 6Br- + Cr2O72- + 8H+
12第十二章 d区元素
Cr
2
O
2 7
-
1.33
Cr 3 + -0.41 Cr 2 + -0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2 -1.4
Cr
-1.3
2Cr(OH)
4
+ 3H 2O 2
+ 2OH
-
2CrO
24
+
8H
2O
三、单质铬的性质 ① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。 ② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活泼性
•Fe，Co和Ni熔点接近。
氧化物
FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色
Fe2O3
Co2O3
转红色 黑色
FeO、CoO、NiO
Ni2O3 黑色
溶于酸
不溶于碱
Fe2O3 Co2O3 Ni2O3都有氧化性 氧化能力依次增强
M2O3 + 6HCl = 2MCl2 + Cl2 + 3H2O （M=Co、Ni）
Fe2+ Co2+ Ni2+
OH-
Fe(OH)2白色 Co(OH)2粉红色 空气
Co(OH)2绿色
Fe(OH)3红棕色 很快 CoO(OH)暗棕色 缓慢
因为 所以
Fe(OH)3
H+
CoO(OH)
NiO(OH)
4M3+ + 2H2O = 4M2+ + 4H+ + O2 2M3+ + 2Cl- = 2M2+ + Cl2
大学无机化学 d区元素介绍
16.3.2 铬的化合物
Cr2O3 (铬绿)
颜色 CrO3 (铬酐) 暗红色
熔点/℃ 受热时的变化 198 250℃分解为 Cr2O3与O2 熔融不分解 熔融不分解 不分解 失去结晶水 失去结晶水
K2CrO4
K2Cr2O7 (红矾) Cr2O3 (铬绿) CrCl3· 2O 6H
黄色
橙红色 绿色 紫色
Ac, (104-112,人工合成元素)
57-71
89-103
2
第十六章
d区元素（一）
§16.1 d区元素概述
§16.2 钛 钒
§16.3 铬 钼 钨 多酸型配合物 §16.4 锰
§16.5 铁 钴 镍
§16.1 d区元素概述
16.1.1 d区元素通性
1.原子的价电子层构型：
(n-1)d1-10ns1-2
•常温下，Cr, Mo, W表面因形成致密的氧化膜而降低了化学 活性，在空气中或水中都相当稳定。
21
16.3.1 铬、钼、钨的单质
铬分族(VIB)：Cr, Mo, W 价电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2 灰白色金属，熔沸点高，硬度大。 表面易形成氧化膜。 室温时纯铬溶于稀HCl,H2SO4，在浓 HNO3中钝化。高温下与活泼的非金属及 C,B,N反应。
(4) Cr(Ⅲ)的还原性与氧化性
酸性条件：E (Cr2 O / Cr ) = 1.33V 2Cr 3S2O 7 H 2 O
24
4 27 3
3
28
Ag
2Cr2O 7 SO 2 14H 4
E (CrO / Cr(OH)-4 ) = -0.12V 碱性条件： 3H 2 O 2 2OH 2Cr(OH)
d区元素
（1） 同周期元素的活泼性从左至右降低 （2） 第二、三过渡系金属单质活泼性降低， Zr、Hf 仅能溶于王水，Ru、 Rh、 Os、Ir不溶 于王水，与其有较大的电离能、升华焓有关， 有些还易形 成致密的氧化膜
（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
（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
第十二章 d区元素
Mn2+在酸性条件下比较稳定,用很强的氧化剂才能 在酸性条件下比较稳定, 将其氧化, 将其氧化,如NaBiO3,PbO2,(NH4)2S2O8等:
2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ = 2MnO4- + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O 2Mn2+ + 5S2O82- + 8H2O = 2MnO4- + 10SO42- + 16H+ (需加 热,Ag+催化)
2. Mn(Ⅶ)的化合物 重要的是高锰酸钾. Ⅶ 的化合物 KMnO4 紫黑色固体,易溶于水,对热不稳定. 2KMnO4
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
KMnO4 溶液在酸性溶液中不稳定,缓慢分解 4MnO4- + 4H+ = 4MnO2↓+ 2H2O + 3O2↑ KMnO4 具有氧化性,在不同介质中,还原产物不同 具有氧化性,在不同介质中,
化学活泼性也较相近.同一周期从左到右, d 区元素化学性质变化远不如s 区元素和p区 元素. 2,有可变的氧化态 , 由于s 电子和 d 电子都可参与成键,因此大多 有可变氧化态.从左到右最高氧化态逐渐升 高,然后逐渐降低. 从上到下,第四周期低氧化态稳定,第五, 六周期高氧化态稳定.
3,水合离子大多具有颜色 , d 区元素水合离子大多具有颜色,这与 d 轨 道有未成对电子有关. 4,容易形成配合物 , 由于d 区元素的离子有较高的电荷,较小的 半径,空的价电子轨道,所以易形成配合物.
12.4 铬,钼,钨
12.4.1 铬的化合物 12.4.2 钼和钨的化合物 12.4.3 多酸和多碱
大学本科无机化学 第十六章 d区元素(一)
硬度最大的金属：铬(Cr) 密度最大的单质：锇(Os)
•导电性，导热性，延展性好。
熔 点 变 化 示 意 图
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
Ag+ Ba2+ Pb2+
§16.3 锰
16.3.1 锰的单质
16.3.2 锰的化合物
16.3.3 水溶液中的锰离子及其反应
锰的单质
锰分族(VIIB)：Mn Tc Re 价电子构型：(n-1)d5ns2 锰的存在：软锰矿(MnO2•xH2O) 制备与性质：
制备：
②
MnO2 xH2O
KClO3
2 7 2 7 2
3Cl 2 2CrCl 3 2KCl 7H 2 O 6Fe 2Cr 7H 2 O
3 3
Cr2 O 3Sn
2
14H
3Sn 2Cr 7H 2 O
4
3
洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）
K2Cr2O7 H2SO 4 (浓) K2SO 4 2CrO3 (s) H2O
d区元素的原子半径和电离能
1.d区元素在周期表中的位置
2. d区元素原子的价电子层构型
(n-1)d1-10ns1-2
3. d区元素的原子半径
4.d区元素的第一电离能
总趋势:同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。
d区元素的物理性质
•熔点、沸点高
•硬度大 •密度大
熔点最高的单质：钨(W)
•导电性，导热性，延展性好。
熔 点 变 化 示 意 图
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
Ag+ Ba2+ Pb2+
§16.3 锰
16.3.1 锰的单质
16.3.2 锰的化合物
16.3.3 水溶液中的锰离子及其反应
锰的单质
锰分族(VIIB)：Mn Tc Re 价电子构型：(n-1)d5ns2 锰的存在：软锰矿(MnO2•xH2O) 制备与性质：
制备：
②
MnO2 xH2O
KClO3
2 7 2 7 2
3Cl 2 2CrCl 3 2KCl 7H 2 O 6Fe 2Cr 7H 2 O
3 3
Cr2 O 3Sn
2
14H
3Sn 2Cr 7H 2 O
4
3
洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）
K2Cr2O7 H2SO 4 (浓) K2SO 4 2CrO3 (s) H2O
d区元素的原子半径和电离能
1.d区元素在周期表中的位置
2. d区元素原子的价电子层构型
(n-1)d1-10ns1-2
3. d区元素的原子半径
4.d区元素的第一电离能
总趋势:同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。
d区元素的物理性质
•熔点、沸点高
•硬度大 •密度大
熔点最高的单质：钨(W)
d 区 元 素
d区元素
二、 钒（V）、铌（Nb）和钽（Ta）
钒的化合物都有五彩缤纷的美丽色彩，故以瑞典女神 Vanadies命名。钒在地壳中的丰度为0.0136%，它的分布广泛且 分散，海水中含量在10-9数量级，但在海洋生物体内得到富积， 如海鞘体内钒的含量是海水的几千倍。钒的主要矿物为绿硫钒 （VS2或V2S5）、铅钒矿（Pb5(VO4)3Cl）等。我国四川攀枝花蕴 藏的钒钛铁矿是重要的钒资源。同样由于镧系收缩的影响，铌和 钽性质相似，在自然界可与铁共生，它们共生的矿物的主要成分 可以用通式Fe(MO3)2表示。钒、铌、钽均是稀有金属。
d区元素
1. 金属钒及其化合物
钒是银灰色有延展性的金属，但不纯时硬而脆。钒是 活泼金属，易呈钝态，常温下不与水、苛性碱及稀的非氧 化性酸作用，可溶于氢氟酸、强氧化性酸和王水，也能与 熔融的苛性碱反应。高温下可与大多数非金属反应，甚至 比钛还容易与氧、碳、氮和氢化合，所以制备钒金属单质 很难，常用较活泼金属（如钙）热还原V2O5得到。
d区元素
锆和铪主要用于原子能工业。锆合金强度高， 可用作核反应堆中核燃料的包套材料。铪具有特别 强的热中子吸收能力，主要用于军舰和潜艇原子反 应堆的控制棒。锆不与人体的血液、骨骼及组织发 生作用，已用作外科和牙科医疗器械，并能强化和 代替骨骼。铪合金难熔，具有抗氧化性，用作火箭 喷嘴、发动机和宇宙飞行器等。
d区元素
d区元素
2. 铌和钽
铌和钽都是钢灰色金属，略带蓝色。它们具有极 其相似的性质，都有很强的抗腐蚀能力，能抵抗浓热 的盐酸、硫酸、硝酸和王水。铌和钽只能溶于氢氟酸 或氢氟酸与硝酸的热混合液中，在熔融碱中被氧化为 铌酸盐或钽酸盐。铌酸盐或钽酸盐进一步转化为其氧 化物，再由金属热还原得到铌或钽单质。
大学无机化学d区元素介绍
失去结晶水
失去结晶水
水溶液中铬的各种离子
颜色
Cr2O
27
橙红
CrO
24
黄
Cr3+(aq) 紫
Cr(OH)
4
亮绿
Cr2+(aq) 蓝
Cr2+(aq)
存在的pH
＜2
＞6
酸性
强碱 酸性
Cr3+(aq)
1. （1）Cr(Ⅵ) 含氧酸及其离子在溶液中的转化
•H2Cr2O7, H2CrO4均为强酸,仅存在于稀溶液
(2) Cr(Ⅵ) 的难溶盐 铬酸盐比相应的重铬酸盐溶解度小。 Ksp(Ag2CrO4) =1.1×10-12 Ksp(Ag2Cr2O7 )=2.0×10-7
4Ag Cr2O72- H2O 2Ag2CrO4 (s,砖红) 2H 2Ba2 Cr2O72- H2O 2BaCrO4 (s,柠檬黄)2H 2Pb2 Cr2O72- H2O 2PbCrO4 (s,黄) 2H
如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 与硼、碳、氮形成间充式化合物。
5.多种氧化态 红色为常见的氧化态
§12.2 钛 钒
12.2.1.（1）金属钛的物理性质
银白色光泽，熔点较高，密度比钢小，机 械强度大，抗腐蚀性很强。 航天、航海、军械兵器等部门不可缺少的 材料。
12.2.1 （2）钛的 化合物
18
•V2O5与强酸反应（pH < 1） 得到的不是五价钒离子，而是含五价钒的钒氧离子：
V2O5 + 2H+ = 2VO2+ + H2O
•五氧化二钒具有氧化性，可以氧化盐酸：
V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O
失去结晶水
水溶液中铬的各种离子
颜色
Cr2O
27
橙红
CrO
24
黄
Cr3+(aq) 紫
Cr(OH)
4
亮绿
Cr2+(aq) 蓝
Cr2+(aq)
存在的pH
＜2
＞6
酸性
强碱 酸性
Cr3+(aq)
1. （1）Cr(Ⅵ) 含氧酸及其离子在溶液中的转化
•H2Cr2O7, H2CrO4均为强酸,仅存在于稀溶液
(2) Cr(Ⅵ) 的难溶盐 铬酸盐比相应的重铬酸盐溶解度小。 Ksp(Ag2CrO4) =1.1×10-12 Ksp(Ag2Cr2O7 )=2.0×10-7
4Ag Cr2O72- H2O 2Ag2CrO4 (s,砖红) 2H 2Ba2 Cr2O72- H2O 2BaCrO4 (s,柠檬黄)2H 2Pb2 Cr2O72- H2O 2PbCrO4 (s,黄) 2H
如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 与硼、碳、氮形成间充式化合物。
5.多种氧化态 红色为常见的氧化态
§12.2 钛 钒
12.2.1.（1）金属钛的物理性质
银白色光泽，熔点较高，密度比钢小，机 械强度大，抗腐蚀性很强。 航天、航海、军械兵器等部门不可缺少的 材料。
12.2.1 （2）钛的 化合物
18
•V2O5与强酸反应（pH < 1） 得到的不是五价钒离子，而是含五价钒的钒氧离子：
V2O5 + 2H+ = 2VO2+ + H2O
•五氧化二钒具有氧化性，可以氧化盐酸：
V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O
北理无机化学第16章-d区元素(一)
第十六章 d区元素（一）
16.1.1 过渡元素与过渡系
1. 过渡元素 (Transition Element)
§16.1 d区元素通性
IIIB IVB VB VIB VIIB
VIII
IB IIB 电子层
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn M 8
Pb 铅
Bi 铋
Po 钋
At Rn 砹氡
7
Fr Ra Lr 钫镭铹
Rf Db Sg Bh Hs Mt Uun Uun Uun ***
镧 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb 系镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 锕 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No 系锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘
第十六章 d区元素（一）
§16.1 d区元素通性
（2）原因—镧系(Ln)收缩(Lanthanide Contraction)
镧系元素的原子半径和Ln3＋离子半径/pm
IIIB
21 Sc
原子序数
160.6
元素符号
73.2
39
原子半径
Y
181
Ln3＋离子半径
89.3
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 70 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
§16.1 d区元素通性
(the General Character of d-Block Element)
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
青海大学无机化学第四章d区元素(一)
4.1.2 d区元素的原子半径和电离能
1.d区元素在周期表中的位置
2. d区元素原子的价电子层构型
(n-1)d1-10ns1-2 (Pd为5s0)
3. d区元素的原子半径
4.d区元素的第一电离能
总趋势：同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。
4.1.3 d区元素的物理性质
•熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨(W)
性质
① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。 ② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活 泼性下降。 ③无膜金属与酸的反应
Cr 2H (稀) Cr 2（ 蓝） H2
O2 Cr 3 (紫) 2Cr 2H 2SO4 (浓) Cr（2 SO4）3 3SO2 H2O
2) 制备:
(1) 气相氧化法 TiCl4 + O2=TiO2 + 2Cl2 (2) 硫酸法
80℃
FeTiO3+ 2H2SO4
FeSO4 +
TiOSO4+2H2O
5℃分离去FeSO4晶体，水解
TiOSO4 + 2 H2O
H2TiO3 (β钛酸) + H2SO4 ↓ 800~850℃
(冷却后称钛白）TiO2 + H2O
钛
小知识：
记忆性合金
记忆性合金 (镍钛合金, NT)，加工成甲形状，在高温下处 理数分钟至半小时，于是NT合金对甲形状产生了记忆。在 室温下，对合金的形状改变，形成乙形状，以后遇到高温 加热, 则自动恢复甲形状。如: 固定接头:
2) 化学性质
a. 与非金属反应：
钛族金属在常温下不活泼，但在高温条
4.1.1 d区元素简介
d区元素包括周期系第ⅢB～ⅦB,Ⅷ,ⅠB～ ⅡB元素，不包括镧系和锕系元素。d区元 素都是金属元素。
无机化学第十四章 d区元素
（一）、氢氧化物
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓(白色沉淀) Fe(OH)2极不稳定，与空气接触后很快变成 灰绿色，继而变成红棕色的氧化铁水合物 Fe2O3·nH2O,习惯上写成Fe(OH)3 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ 呈碱性，可溶于强酸形成亚铁盐；显两性， 以碱性为主，溶于酸生成相应的铁盐，溶 于热浓强碱溶液生成铁酸盐 Fe(OH)3+NaOH→NaFeO2+2H2O
四、水合离子大多具有颜色
d区元素的化合物或离子普遍具有颜色，就第一过渡 系元素的水合离子来说，除d区电子数为零的Sc3+、 Ti4+外，均具有颜色，而这些水合离子的颜色同它们 的d轨道未成对电子在晶体场作用下发生跃迁有关。
离子d 0 电子 数 水合 离子 及颜 色 1 2 3 4 5 6 7 8
Sc3+( Ti3+(紫 无色) 色） Ti4+ （无 色）
V3+ （绿 色）
Cr3+ （紫 色）
Cr2+ （蓝 色）
Mn2+ （浅 粉） Fe3+ （浅 紫
Fe2+ （绿 色）
Co2+ （桃 红）
Ni2+ （绿）
第二节、d区元素的重要化合物
Ⅰ、铬 铬位于第四周期ⅥB 族,价电子结构为 3d54s1.具有从+2 到+6 的氧化值,常见的有+3,+6,+3 最稳 定. (一)铬的理化性质 1、铬是极硬的银白色金属; 2、通常条件下在空气和水中较稳定,高温下能与氧、氮、卤素、硫等作用; 3、能缓慢溶于稀硫酸,但不溶于冷的硝酸和王水. (二)铬的电势图
- 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)。
3.物理性质
(1) 熔点、沸点高
熔点最高的单质：钨(W)
(2) 硬度大 (3) 密度大
熔点： 3410℃ 沸点： 5900℃
硬度最大的金属：铬(Cr)
以金刚石为10，铬为9
密度最大的单质：锇(Os)
(4) 导电性，导热性，延展性好
22.7gcm-3
4.离子呈现多种颜色
物质显色的原因是由于可见光作用到物质上以后物质
12.2.3（2）钒的化学性质
•价电子层结构3d34s2，主要氧化态+5，也能形成氧化态为 +4，+3，+2的化合物。化学性质相当复杂。
VO2+ 1.0 VO2+ 0.36 V3+
-0.25
-0.25
V2+ -1.2 V
17
12.2.3（3）钒的氧化物(V2O5)
•酸碱性: VO碱O2+ 2C +2Cl2 = TiCl4 +2CO 四氯化钛是无色液体，有剌鼻的气味，极易水解， 在潮湿的空气中由于水解而发烟——利用此反应可 制造烟幕：
•TiCl4高温氧化制备优质钛白——氩气氛保护下得Ti： TiCl4(l) +Mg = Ti +2MgCl2
16
12.2.3（1） 钒
•钒在地壳中的含量比锌、铜、铅等普通元素还要多，但分 布很分散，属稀有元素。 •钒被广泛用于制造特种钢和催化剂。
在钛的化合物中，以+4氧 化态的化合物最稳定。二 氧化钛在自然界中有三种 晶型：金红石、锐钛矿和 板钛矿。其中最重要的是 金红石，天然金红石中因 含少量杂质而呈红色或橙 色。
金红石的结构
13
12.2.1（3） 化学性质
•室温下金属钛较稳定，但受热时，钛可与许多非金属，如： 氧、氮、碳、卤素等反应。 •钛在室温下不能与水或稀酸反应，但可溶于浓盐酸或热的 稀盐中形成三价钛离子：
总趋势：从左至右活泼性降低
Mn
-1.18
稀 HCl H2SO4
等 Zn
-0.762
稀 HCl H2SO4
等
1. 第一过渡系的单质比第二过渡系的单质 活泼； 例：第一过渡系除Cu外均能与稀酸作用， 第二、三过渡系仅能溶于王水、 氢氟酸，而Ru,Rh,Os,Ir不溶于王水。
2. 与活泼非金属(卤素和氧)直接形成化合物。 3. 与氢形成金属型氢化物：
★.V2O5为砖红色粉末，无味、有毒，微溶，生产硫酸的催化剂。
V2O5制法：2NH4VO3 = 2NH3(g) +V2O5 + H2O(g)
•V2O5在冷碱液中生成正钒酸, 在热碱液中生成偏钒酸：
V2O5 + 6OH- = 2VO43- + 3H2O
V2O5 + 2OH- = 2VO3- + H2O
对可见光产生选择性的吸收、反射、透射、折射、散
射的结果。在可见光范围，波长等于400~730nm，
若选择性地吸收部分可见光后，它就会呈现出互补的
可见光部分的颜色。
7
d-d跃迁与物质的颜色*： 在配位体场的影响下，过渡金属离子的d轨道会发
生分裂，原来能量相同的5个d轨道会分裂成能量不 同的两组或两组以上的轨道，其能量差一般相当于 可见光的能量。
18
•V2O5与强酸反应（pH < 1） 得到的不是五价钒离子，而是含五价钒的钒氧离子：
V2O5 + 2H+ = 2VO2+ + H2O
•五氧化二钒具有氧化性，可以氧化盐酸：
57-71
89-103
2
第十六章 d区元素（一）
§16.1 d区元素概述 §16.2 钛 钒 §16.3 铬 钼 钨 多酸型配合物 §16.4 锰 §16.5 铁 钴 镍
§16.1 d区元素概述
16.1.1 d区元素通性
1.原子的价电子层构型：
(n-1)d1-10ns1-2
2.原子半径 原子半径变化示意图（d区的特殊性）
可溶该 稀 HCl
金属的 酸
H2SO4 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 H2SO4 Ni
-0.236
稀 HCl H2SO4 等
Cr -0.90
稀 HCl H2SO4
Cu +0.339
HNO3，浓 热 H2SO4
如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 与硼、碳、氮形成间充式化合物。
5.多种氧化态 红色为常见的氧化态
§12.2 钛 钒
12.2.1.（1）金属钛的物理性质
银白色光泽，熔点较高，密度比钢小，机 械强度大，抗腐蚀性很强。 航天、航海、军械兵器等部门不可缺少的 材料。
12.2.1 （2）钛的 化合物
第十六章 d区元素（一）
d区元素
（第4周期）第一过渡系元素: Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni （第5周期）第二过渡系元素: Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd （第6周期）第三过渡系元素: La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt （第7周期）第四过渡系元素: Ac, (104-112,人工合成元素)
2Ti+6HCl = 2TiCl3+3H2(g)
•钛与硝酸反应，因表面形成一层偏钛酸而使钛钝化：
Ti + 4HNO3= H2TiO3(s) + 4NO2(g) + H2O
•钛也可溶于氢氟酸，形成配合物：
Ti + 6HF = H2[TiF6] +2H2
14
12.2.2（1） TiO2
•纯的二氧化钛是白色固体，不溶于水、稀酸或碱溶液中，但 能溶于热的浓硫酸或氢氟酸中：
含有d1-9电子组态的金属离子，因为轨道没有充满， d电子在吸收可见光光子的能量后，可以在不同的d 轨道之间跃迁，从而使物质显色，这种跃迁称为d-d 跃迁。
过渡金属离子显色主要是d-d跃迁和f-f跃迁引起的。
8
5.化学性质
元素
Sc
E M2/M
---
V
可溶该
金属的 各种酸
酸
元素
Fe
E M2/M -0.409 V
TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O TiO2 + 6HF = H2[TiF6] + 2H2O
•纯净的二氧化钛称为钛白，是一种优良的白色颜料，具有 折射率高、着色力强、遮盖力大、化学性能稳定等优点。 •是纳米材料应用的先锋,纳米二氧化钛具有很高的光催化活 性，有抗菌作用。
15
12.2.2（2） TiCl4 •TiO2在有碳参与下，加热进行氯化，可制得四氯化钛