第十四章过渡元素ⅣB-ⅦBⅧ-资料
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• ②与酸反应Cr(无氧化膜),可溶于稀HNO3、H2SO4, Mo、W可溶于HNO3+HF
• ③与非金属反应. • ④易形成合金
2020/5/30
3-2.重要化合物
• 1.CrO3 • 2.Cr2O3 • 3.重铬酸盐 • 4.铬酸盐(Cr24O- ) • 5.钼酸盐.
2020/5/30
CrO3 Cr2O3
2020/5/30
1–3. 过渡元素的氧化态.
• 由于d电子的部分或全部参加成键,所以过渡 元素的氧化态一般从+Ⅱ~与族数
• 相同的最高氧化态.见p1049 表21–8. • 同一周期.从左→右 氧化态↑ ⅦB 最高,然
后↓. • 同一族.自上而下,高氧化态比较稳定,而主族
低氧化态比较稳定; •
2020/5/30
2020/5/30
1-6. 过渡元素水合离子的颜色
• 由于含有d电子且轨道未充满; d电子可吸 收可见光发生电子跃迁使立志显示出互 补色.
2020/5/30
1-7.过渡元素的配位性质
• d轨道未充满,可接受配体提供的孤电子 对而表现出较强的配位能力.
2020/5/30
1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.
1–4.单质的性质
• 1.物性: • ①由于过渡元素的r较小,所以密度、硬度
较大，熔沸点较高. • ②由于含有较多d电子,能级交错,所以具
有金属光泽,导电导热性大多有磁性. • ③由于金属晶体是通过金属键结合的，
所以过渡金属具有良好的延展,机械加工 性;其中W的熔沸点最大(22-57g.cm3)
2020/5/30
• 2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
•
pH>14预定
• 3MnO24 -+4H+=2MnO+MnO2+H2O
2020/5/30
3.KMnO4
• KMnO4深紫色晶体.强氧化剂,其还原产物与 介质有关.
• 2KMnO4(s)+H2SO4(浓)=Mn2O7+K2SO4+H2O
2020/5/30
• Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
2020/5/30
4.铬酸24盐- (CrO )
• K+Na+NH+盐易溶,Hg+、Ba2+、Pb2+盐难溶.
• •
2CrO
黄2 4-2H
Cr2O72 -
+H2O 橙红
2020/5/30
5.钼酸盐.
• (NH4)2MoO4 • ( NH4)3PO4·12MoO3 ·6H2O↓ 黄色
2020/5/30
§14-3铬、钼、钨 [(n-1)d5ns1]
• 3-1.单质 • 3-2.重要化合物
2020/5/30
3-1.单质
• ①都是银白色金属,熔沸点很高,铬的硬度最大,表面易 形成致密的氧化膜,具有一定耐腐蚀性,一旦膜被破坏 则易溶于稀H2SO4中,不溶于HNO3和H3PO4 .钼钨可 溶于HNO3+HF中,高温下铬、钼、钨
熔融碱应选用镍坩埚. • ⑤与CO反应生成羰基化合物. • 羰基Fe化(C合O物)5.、C(CO)8、Ni(CO)4加热这些
2020/5/30
5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态)
• +3具有氧化性:Fe3+<Co3+<Ni3+ • +2具有还原性:Fe2+>Co2+>Ni2 • 1.氧化物. • 2.氢氧化物 • 3. 重要的盐 • 4.重要配合物
1.Mn(Ⅱ)
• Mn(Ⅱ)具有还原性 A g
• 2Mn2++5S2O8 2-8H 2O 2M4 - n1 O S 04 2 O -1H 6
• 2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2↓
• 白色
棕褐色
2020/5/30
2.MnO2
• MnO2黑色粉末具有氧化性 • MnO2+4HCl MnCl2+Cl2+2H2O
充满,d的屏蔽效应↓、z↑、r↓.到了ⅡB全充满d屏蔽↑
、z↓ 、 r↑
•
同一族 .五、六周期的r相似–––镧系收缩，离
子半径变化相似 较小,
2020/5/30
• 过渡元素的电离势的变化规律与原子半径 变化有关:
•
同一周期从左→右 I↑ ⅦB , Ⅷ最大,
然后又逐渐减小.
• 见p1047 表21––7.
2020/5/30
§14-4 .锰3d54s2
• 4-1.单质 • 4-2. 重要化合物.
2020/5/30
4-1.单质
• 白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰 钢,耐磨,抗冲击,不锈钢耐腐蚀.
2020/5/30
4-2. 重要化合物.
• 1.Mn(Ⅱ) • 2.MnO2 • 3.KMnO4
2020/5/30
• 1.CrO3暗红色晶体,酸酐,强氧化剂
•
洗
液
K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓)=2KHSO4+2CrO3+H2O • (NH3)2Cr2O7 Cr2O3+N2+4H2O
• 2.Cr2O3绿色粉末 .Cr2O3不溶于酸和碱,作催化剂
2020/5/30
3. 重铬酸盐.
• 如K2Cr2O7、(NH3)2Cr2O7 。大多易溶于 水,在酸性介质中为强氧化剂:
高
自旋
•
强场
• • 2020∴/5/30与事实相符.
低自旋
§14-2. 钛、钒
• 2-1.钛. 3d24s2 • 2-2.钒. . 3d34s2
2020/5/30
2-1.钛. 3d24s2
• 1.单质：银白色金属.ρ=4.506g .cm-3(铁的一半) • 较高机械温度,表面致密氧化膜,有良好的抗腐蚀性,制
•
棕色 鉴定Fe2+ N-O
3
• Cu2++2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 制作线路板
• Fe202C0/5/l330可使蛋白质凝集–––止血剂.
4.重要配合物
• ①氨配合物:
• [Co(NH3)6]3+、[Ni(NH3)4]2+ 、 [Ni(NH3)6]2+ 、 [Co(NH3)6]2+
• ( n=0 ) ( n=2 )
• 大多数有磁性.(与其含有未成对d电子有 关)
• 根据未成对电子数 n可判断配位情况确 定高自旋或低自旋.
2020/5/30
例题:
• 某中心离子在八面体弱磁场n=4.9BM,n=4,而在 八面体强场n=0BM，n=0.
• 由此推导出中心离子的d电子数为6,即可能是 Co3+或Fe2+
• ∵弱场
•
• 1. 单质： • 银白色金属.较硬(>钢).常温下不溶于稀酸,可溶于
HNO3、王水、热的浓 • H属2反SO形4,成在合O2金存. 在下熔融强 碱,加热时与大多数非金 • 2.重要化合物. • V2O5 橙黄色~深红色晶体,有毒,微溶于水,为强氧
化剂.
• V2O5+6H++2Cl– 2VO2++ Cl2+3H2O • V2O5作催化剂(SO2氧化)及有机合成.
•
氧 化 性 增强
•
CoCl2·6H2O CoCl2
325
•
粉红
CoCl2·23H632O
紫红
色
2020/5/30
Co3C93l2·H2O
蓝紫 蓝
3. 重要的盐
• FeSO4 FeCl2 还原剂
• FeCl3
氧化性
• 3Fe2++NO+4H++NO+2H2O→3Fe3+[Fe(H2O)6]2 ++NO→[Fe(NO)(H2O)5]2++H2O
造飞机、坦克有关设备. • 2. 重要化合物. • TiO2,白色粉末,不溶于水、酸,可溶于HF,热的浓H2SO4 • TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O • TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O • TiO2作颜料,催化剂,化妆品.
2020/5/30
2-2.钒. 3d34s2
2020/5/30
1-1. 过渡元素的价电子层结构.
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd:4d105s0) • d电子数较多.d电子可部分或全部成键. • d轨道未充满可接受孤电子
2020/5/30
1-2过渡元素的原子半径和电离势.
• 过渡元素原子半径比较小,电离势不如主族有规律:
•
同一周期,从左→右 r↓ ⅦB , Ⅷ最小 , 然后↑未
2020/5/30
1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性
• 同一周期从左→右 酸性↑ 碱性↓. 如
:Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7
•
碱性 两性 酸性 强酸性
• 同一族自上而下酸性减弱;(氧化态相同)；
• 同一种元素氧化态↑酸性↑.
• 如: MnO2 Mn2O3 MnO3 Mn2O7
•
碱性 弱碱 两性 酸性
§14-5. 铁、钴、镍(3d6~84s2)
• 5-1. 单质:银白色金属. • 5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态)
2020/5/30
5-1. 单质:银白色金属.
• ①有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁) • ②中等活泼,能溶于稀酸. • ③加热下可与许多非金属反应, • ④铁可与热的浓碱反应.而Co、Ni不反应.
2.化性.
大多数 M n 较小甚至为反值. M
M具有较强还原性；
还原性：第一过渡系列 > 第二 < 第三(同族↓)而
主族同一族自上而下还原性↑,表现在； ①与酸反应. 第一过渡系列与稀酸； ②与活泼非金属反应.
其中Sc,La的还原性较强,在空气中迅速被氧化, 在水中反应放出H2，也能溶于酸 。
（不稳定）
• Fe2+ Fe3+无此配合物
.
2020/5/30
2020/5/30
1.氧化物.
• Fe2O3.红棕色粉末,不溶于水,可做催化剂、 颜料、除锈剂.
• Fe3O4{FeⅢ[(FeⅡFeⅢ)O4}为铁磁性材料敏 、 电阻材料.
2020/5/30
Βιβλιοθήκη Baidu
A2.氢氧化物
还原 性 增 强
• Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 • 白色 粉红 绿色
• Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 • 红棕色 棕色 黑色
第十四章过渡元素 ⅣB-ⅦB Ⅷ
§14-1 过渡元素的通性 §14-2 钛、钒 §14-3 铬、钼、钨 §14-4 锰 §14-5. 铁、钴、镍
§14-1.过渡元素的通性
• 1-1. 过渡元素的价电子层结构. • 1-2. 过渡元素的原子半径和电离势. • 1-3. 过渡元素的氧化态. • 1-4. 单质的性质 • 1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性. • 1-6. 过渡元素水合离子的颜色. • 1-7. 过渡元素的配位性质 • 1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.
• ③与非金属反应. • ④易形成合金
2020/5/30
3-2.重要化合物
• 1.CrO3 • 2.Cr2O3 • 3.重铬酸盐 • 4.铬酸盐(Cr24O- ) • 5.钼酸盐.
2020/5/30
CrO3 Cr2O3
2020/5/30
1–3. 过渡元素的氧化态.
• 由于d电子的部分或全部参加成键,所以过渡 元素的氧化态一般从+Ⅱ~与族数
• 相同的最高氧化态.见p1049 表21–8. • 同一周期.从左→右 氧化态↑ ⅦB 最高,然
后↓. • 同一族.自上而下,高氧化态比较稳定,而主族
低氧化态比较稳定; •
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1-6. 过渡元素水合离子的颜色
• 由于含有d电子且轨道未充满; d电子可吸 收可见光发生电子跃迁使立志显示出互 补色.
2020/5/30
1-7.过渡元素的配位性质
• d轨道未充满,可接受配体提供的孤电子 对而表现出较强的配位能力.
2020/5/30
1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.
1–4.单质的性质
• 1.物性: • ①由于过渡元素的r较小,所以密度、硬度
较大，熔沸点较高. • ②由于含有较多d电子,能级交错,所以具
有金属光泽,导电导热性大多有磁性. • ③由于金属晶体是通过金属键结合的，
所以过渡金属具有良好的延展,机械加工 性;其中W的熔沸点最大(22-57g.cm3)
2020/5/30
• 2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O
•
pH>14预定
• 3MnO24 -+4H+=2MnO+MnO2+H2O
2020/5/30
3.KMnO4
• KMnO4深紫色晶体.强氧化剂,其还原产物与 介质有关.
• 2KMnO4(s)+H2SO4(浓)=Mn2O7+K2SO4+H2O
2020/5/30
• Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
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4.铬酸24盐- (CrO )
• K+Na+NH+盐易溶,Hg+、Ba2+、Pb2+盐难溶.
• •
2CrO
黄2 4-2H
Cr2O72 -
+H2O 橙红
2020/5/30
5.钼酸盐.
• (NH4)2MoO4 • ( NH4)3PO4·12MoO3 ·6H2O↓ 黄色
2020/5/30
§14-3铬、钼、钨 [(n-1)d5ns1]
• 3-1.单质 • 3-2.重要化合物
2020/5/30
3-1.单质
• ①都是银白色金属,熔沸点很高,铬的硬度最大,表面易 形成致密的氧化膜,具有一定耐腐蚀性,一旦膜被破坏 则易溶于稀H2SO4中,不溶于HNO3和H3PO4 .钼钨可 溶于HNO3+HF中,高温下铬、钼、钨
熔融碱应选用镍坩埚. • ⑤与CO反应生成羰基化合物. • 羰基Fe化(C合O物)5.、C(CO)8、Ni(CO)4加热这些
2020/5/30
5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态)
• +3具有氧化性:Fe3+<Co3+<Ni3+ • +2具有还原性:Fe2+>Co2+>Ni2 • 1.氧化物. • 2.氢氧化物 • 3. 重要的盐 • 4.重要配合物
1.Mn(Ⅱ)
• Mn(Ⅱ)具有还原性 A g
• 2Mn2++5S2O8 2-8H 2O 2M4 - n1 O S 04 2 O -1H 6
• 2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2↓
• 白色
棕褐色
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2.MnO2
• MnO2黑色粉末具有氧化性 • MnO2+4HCl MnCl2+Cl2+2H2O
充满,d的屏蔽效应↓、z↑、r↓.到了ⅡB全充满d屏蔽↑
、z↓ 、 r↑
•
同一族 .五、六周期的r相似–––镧系收缩，离
子半径变化相似 较小,
2020/5/30
• 过渡元素的电离势的变化规律与原子半径 变化有关:
•
同一周期从左→右 I↑ ⅦB , Ⅷ最大,
然后又逐渐减小.
• 见p1047 表21––7.
2020/5/30
§14-4 .锰3d54s2
• 4-1.单质 • 4-2. 重要化合物.
2020/5/30
4-1.单质
• 白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰 钢,耐磨,抗冲击,不锈钢耐腐蚀.
2020/5/30
4-2. 重要化合物.
• 1.Mn(Ⅱ) • 2.MnO2 • 3.KMnO4
2020/5/30
• 1.CrO3暗红色晶体,酸酐,强氧化剂
•
洗
液
K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓)=2KHSO4+2CrO3+H2O • (NH3)2Cr2O7 Cr2O3+N2+4H2O
• 2.Cr2O3绿色粉末 .Cr2O3不溶于酸和碱,作催化剂
2020/5/30
3. 重铬酸盐.
• 如K2Cr2O7、(NH3)2Cr2O7 。大多易溶于 水,在酸性介质中为强氧化剂:
高
自旋
•
强场
• • 2020∴/5/30与事实相符.
低自旋
§14-2. 钛、钒
• 2-1.钛. 3d24s2 • 2-2.钒. . 3d34s2
2020/5/30
2-1.钛. 3d24s2
• 1.单质：银白色金属.ρ=4.506g .cm-3(铁的一半) • 较高机械温度,表面致密氧化膜,有良好的抗腐蚀性,制
•
棕色 鉴定Fe2+ N-O
3
• Cu2++2Fe3+=Cu2++2Fe2+ 制作线路板
• Fe202C0/5/l330可使蛋白质凝集–––止血剂.
4.重要配合物
• ①氨配合物:
• [Co(NH3)6]3+、[Ni(NH3)4]2+ 、 [Ni(NH3)6]2+ 、 [Co(NH3)6]2+
• ( n=0 ) ( n=2 )
• 大多数有磁性.(与其含有未成对d电子有 关)
• 根据未成对电子数 n可判断配位情况确 定高自旋或低自旋.
2020/5/30
例题:
• 某中心离子在八面体弱磁场n=4.9BM,n=4,而在 八面体强场n=0BM，n=0.
• 由此推导出中心离子的d电子数为6,即可能是 Co3+或Fe2+
• ∵弱场
•
• 1. 单质： • 银白色金属.较硬(>钢).常温下不溶于稀酸,可溶于
HNO3、王水、热的浓 • H属2反SO形4,成在合O2金存. 在下熔融强 碱,加热时与大多数非金 • 2.重要化合物. • V2O5 橙黄色~深红色晶体,有毒,微溶于水,为强氧
化剂.
• V2O5+6H++2Cl– 2VO2++ Cl2+3H2O • V2O5作催化剂(SO2氧化)及有机合成.
•
氧 化 性 增强
•
CoCl2·6H2O CoCl2
325
•
粉红
CoCl2·23H632O
紫红
色
2020/5/30
Co3C93l2·H2O
蓝紫 蓝
3. 重要的盐
• FeSO4 FeCl2 还原剂
• FeCl3
氧化性
• 3Fe2++NO+4H++NO+2H2O→3Fe3+[Fe(H2O)6]2 ++NO→[Fe(NO)(H2O)5]2++H2O
造飞机、坦克有关设备. • 2. 重要化合物. • TiO2,白色粉末,不溶于水、酸,可溶于HF,热的浓H2SO4 • TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O • TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O • TiO2作颜料,催化剂,化妆品.
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2-2.钒. 3d34s2
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1-1. 过渡元素的价电子层结构.
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd:4d105s0) • d电子数较多.d电子可部分或全部成键. • d轨道未充满可接受孤电子
2020/5/30
1-2过渡元素的原子半径和电离势.
• 过渡元素原子半径比较小,电离势不如主族有规律:
•
同一周期,从左→右 r↓ ⅦB , Ⅷ最小 , 然后↑未
2020/5/30
1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性
• 同一周期从左→右 酸性↑ 碱性↓. 如
:Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7
•
碱性 两性 酸性 强酸性
• 同一族自上而下酸性减弱;(氧化态相同)；
• 同一种元素氧化态↑酸性↑.
• 如: MnO2 Mn2O3 MnO3 Mn2O7
•
碱性 弱碱 两性 酸性
§14-5. 铁、钴、镍(3d6~84s2)
• 5-1. 单质:银白色金属. • 5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态)
2020/5/30
5-1. 单质:银白色金属.
• ①有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁) • ②中等活泼,能溶于稀酸. • ③加热下可与许多非金属反应, • ④铁可与热的浓碱反应.而Co、Ni不反应.
2.化性.
大多数 M n 较小甚至为反值. M
M具有较强还原性；
还原性：第一过渡系列 > 第二 < 第三(同族↓)而
主族同一族自上而下还原性↑,表现在； ①与酸反应. 第一过渡系列与稀酸； ②与活泼非金属反应.
其中Sc,La的还原性较强,在空气中迅速被氧化, 在水中反应放出H2，也能溶于酸 。
（不稳定）
• Fe2+ Fe3+无此配合物
.
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2020/5/30
1.氧化物.
• Fe2O3.红棕色粉末,不溶于水,可做催化剂、 颜料、除锈剂.
• Fe3O4{FeⅢ[(FeⅡFeⅢ)O4}为铁磁性材料敏 、 电阻材料.
2020/5/30
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A2.氢氧化物
还原 性 增 强
• Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 • 白色 粉红 绿色
• Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 • 红棕色 棕色 黑色
第十四章过渡元素 ⅣB-ⅦB Ⅷ
§14-1 过渡元素的通性 §14-2 钛、钒 §14-3 铬、钼、钨 §14-4 锰 §14-5. 铁、钴、镍
§14-1.过渡元素的通性
• 1-1. 过渡元素的价电子层结构. • 1-2. 过渡元素的原子半径和电离势. • 1-3. 过渡元素的氧化态. • 1-4. 单质的性质 • 1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性. • 1-6. 过渡元素水合离子的颜色. • 1-7. 过渡元素的配位性质 • 1-8. 过渡金属及其化合物的磁性.