副族元素性质归纳及解题分析(1)

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副族元素性质

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。

副族元素

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。

副族元素性质归纳及解题分析(2)

副族元素性质归纳及解题分析(2)

四、锰
1、锰的自由能-氧化态图
锰的自由能-氧化态图(pH=0)
2、锰(II)的化合物:沉淀性、还原性、配位性
3、锰(IV)的化合物 (1)强氧化性,氧化伯醇成醛
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O(加热) 4MnO2+6H2SO4(浓)=2Mn2(SO4)3+6H2O+O2 (2)还原性 32MMnnOO22++64KKOOHH++KOC2=lO2K3=2M3Kn2OM4n+O2H4+2O3H;2O绿+色KCl; 4、锰(VI)的化合物
(1)不稳定性:473 K以上分解,制氧气: 2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 ↑(加热);
光催化,高锰酸钾的固体或溶液保存在棕色瓶中:
4MnO4+4H+=4MnO2+3O2+2H2O。 (2)强氧化性:酸性介质中氧化能力很强,可以氧化亚铁离子、
碘离子、氯离子等,其还原产物是Mn2+,如:
TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 析出白色的偏钛酸沉淀
H2TiO3=TiO2+H2O
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO↑
生成四氯化钛蒸汽冷凝
TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti
氯化法:2FeTiO3+Cl2+6C=2TiCl4+2FeCl3+6CO
TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO
MnO4+8H++5Fe2+ =Mn2++5Fe3++4H2O。 高锰酸钾过量,析出二氧化锰MnO2:

元素化学2019副族元素

元素化学2019副族元素

2Na3VO4 + 16HCl + 3Zn 2VCl2(紫色) + 3ZnCl2 + 6NaCl + 8H2O
2019/11/5
元素 化学
14
4.铬分族
(1) 存在
铬在自然界以FeO·Cr2O3或 FeCrO4铬铁矿存在。
ⅥB 铬 Cr 3d54s1 钼 Mo 4d55s1 钨 W 5d46s2
元素 化学
19
(5) Cr的鉴定
Cr3+ + 3OH Cr(OH)3灰蓝色 Cr(OH)3 + OH [Cr(OH)4]翠绿色 2[Cr(OH)4] +3H2O2+2OH 2CrO42+8H2O 2CrO42+2H+ Cr2O72 + H2O
+2 +2 +2 +2 +2
+3 +3 +3 +3 +3
+4
+4 +4
+5
+6 +6 +6
+7
左 氧化态先升高后降低 右 上 同族
高氧
化态
趋向
下 稳定
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。
水合离子大多具有颜色
过渡元素的水合离子大都具有颜色
水合离子Ti3+ V2+ V3+ Cr3+ Mn2+ Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+

副族元素化合价

副族元素化合价

副族元素化合价一、什么是副族元素?副族元素是指在化学元素周期表中,位于主族元素和过渡金属元素之间的元素。

它们有着介于主族元素和过渡金属元素之间的性质和价态。

二、副族元素的特点1. 具有过渡金属和主族元素的特性副族元素既有主族元素的高电负性和较强的非金属性,又具备过渡金属元素的较高导电性和金属性质。

这使得副族元素在化学反应中表现出多样的活性。

2. 不同副族元素的价态副族元素的价态相对多变,可以表现出多种化合价。

这是由于副族元素的外层电子数相对不稳定,容易失去或获得电子形成化合物。

3. 与过渡金属的相互作用副族元素可以与过渡金属元素形成配合物,发生配位反应。

这种反应可以改变副族元素的化学性质,增加其化合价的稳定性和活性。

三、副族元素的常见化合价1. 氧化态为-2的化合价副族元素在化合物中常常表现出氧化态为-2的化合价。

例如,硫化物(S2-)和氧化物(O2-)是常见的副族元素化合价为-2的化合物。

2. 氧化态为+2的化合价部分副族元素可以表现出氧化态为+2的化合价。

例如,锌(Zn2+)和镉(Cd2+)都具有+2的化合价。

3. 氧化态为+4的化合价某些副族元素还可以表现出氧化态为+4的化合价。

例如,锡(Sn4+)和钛(Ti4+)都具有+4的化合价。

4. 氧化态为+6的化合价某些副族元素的化合价甚至可以达到+6。

例如,硫酸(H2SO4)中的硫元素就处于+6的化合价。

四、副族元素化合价的影响1. 化学反应性副族元素的化合价直接影响其化学反应性。

不同化合价的元素在反应中会表现出不同的活性,从而发生各种化学变化。

2. 物理性质副族元素的化合价也会影响其物理性质,如熔点、沸点、密度等。

不同化合价的元素具有不同的物理性质,这对其应用具有重要意义。

五、副族元素化合价的应用1. 工业生产副族元素的不同化合价在工业生产中起着重要作用。

例如,锌和镉的+2化合价常用于电池和合金制备中。

2. 医药领域副族元素的不同化合价在医药领域也有广泛应用。

专题3-5:副族元素-锌及其化合物(解析版)

专题3-5:副族元素-锌及其化合物(解析版)

系列三 副族金属专题5 锌及其化合物1.锌及其化合物“心连心”2.金属锌的化学性质(1)与空气中的水、CO 2、O 2反应:CO 2+2O 2+3H 2O +4Zn===ZnCO 3·3Zn(OH)2(2)与大多数非金属反应:2Zn +O 2=====△2ZnO ,Zn +X 2=====△ZnX 2(X 为F 、Cl 、Br 、I)(3)与酸、碱的反应:Zn +2HCl===ZnCl 2+H 2↑,Zn +2H 2O +2NaOH===Na 2[Zn(OH)4]+H 2↑或Zn +2NaOH===Na 2ZnO 2+H 2↑(4)与盐溶液的置换反应:Zn +Cu 2+===Cu +Zn 2+3.氧化锌——两性氧化物ZnO +2HCl===ZnCl 2+H 2OZnO +2NaOH +H 2O===Na 2[Zn(OH)4]或ZnO +2NaOH===Na 2ZnO 2+H 2O4.氢氧化锌——两性氢氧化物(1)两性:Zn(OH)2+2H +===Zn 2++2H 2O ,Zn(OH)2+2OH -===[Zn(OH)4]2-或Zn(OH)2+2OH -===ZnO 2-2+2H 2O(2)受热分解:Zn(OH)2=====△ZnO +H 2O(3)制法:Zn 2++[Zn(OH)4]2-===2Zn(OH)2↓或Zn 2++ZnO 2-2+2H 2O===2Zn(OH)2↓5.锌盐(1)ZnSO 4△与可溶性钡盐反应:ZnSO 4+BaCl 2===ZnCl 2+BaSO 4↓△与强碱溶液反应ZnSO4溶液中加入少量NaOH溶液::Zn2++2OH-===Zn(OH)2↓ZnSO4溶液中加足量NaOH溶液:Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-或Zn2++4OH-===ZnO2-2+2H2O△与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀。

(2)Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2△与少量盐酸反应:Na2[Zn(OH)4]+2HCl===Zn(OH)2↓+2NaCl+2H2O或Na2ZnO2+2HCl===Zn(OH)2↓+2NaCl△与足量盐酸反应:Na2[Zn(OH)4]+4HCl===ZnCl2+2NaCl+4H2O或Na2ZnO2+4HCl===ZnCl2+2NaCl+2H2O△与少量CO2反应:Na2[Zn(OH)4]+CO2===Zn(OH)2↓+Na2CO3+H2O或Na2ZnO2+CO2+H2O===Zn(OH)2↓+Na2CO3△与足量CO2反应:Na2[Zn(OH)4]+2CO2===Zn(OH)2↓+2NaHCO3或Na2ZnO2+2H2O+2CO2===Zn(OH)2↓+2NaHCO3△与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应,生成Zn(OH)2沉淀。

无机化学第十章副族元素

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。

专题3-4:副族元素-铬及其化合物(解析版)

专题3-4:副族元素-铬及其化合物(解析版)

系列三副族金属专题4 铬及其化合物一.铬单质铬的单质是高熔点(只比碳低)和高沸点的重金属。

室温下化学性质稳定,潮湿空气中也不会被腐蚀,因此常被用于制作不锈钢和镀铬。

铬也是金属中硬度最大的。

金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取,用焦炭还原就可制得铬铁合金。

该合金可用作制取不锈钢的原料。

FeCr2O4 + 4C===== Fe + 2Cr + 4CO。

如果要制取不含铁的铬单质,可将铬铁矿与碳酸钠强热而成为水溶性的铬酸盐(其中铁转换为不溶性的Fe2O3),进一步用水浸取、酸化使重铬酸盐析出。

接着加热还原而变为Cr2O3,再用铝等还原就可得到金属铬。

二、铬的化合物铬元素的常见价态为+6、+3、+2。

在酸性介质中,Cr2+具有强的还原性,+6价铬(Cr2O2-7、CrO2-4)具有强氧化性,Cr3+的还原性较弱,只有用强氧化剂才能将Cr3+氧化成Cr2O2-7,在碱性介质中,CrO2-4稳定性强。

1.Cr(Ⅲ)的还原性(1)Cr3+在酸性条件下是稳定的,但在碱性条件下能氧化成CrO2-4,2Cr3++3H2O2+10OH-===2CrO2-4+8H2O。

(2)在碱性溶液中,亚铬酸盐(CrO-2)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐2CrO-2+3H2O2+2OH-===2CrO2-4+4H2O,2CrO-2+3Na2O2+2H2O===2CrO2-4+6Na++4OH-。

2.Cr(Ⅲ)的氧化性在酸性溶液中,Cr2O2-7具有强氧化性,但在碱性溶液中CrO2-4的氧化性要弱的多Cr2O2-7+3SO2-3+8H+===2Cr3++3SO2-4+4H2O,Cr2O2-7+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O,Cr2O2-7+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2O,Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O。

铬(Ⅲ)最重要的化合物是K2Cr2O7,在水溶液中Cr2O2-7和CrO2-4存在下列平衡:2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O(黄色)(橙红色)在碱性溶液中,[Cr(OH)4]-可以被H2O2氧化为CrO2-4,在酸性溶液中CrO2-4转变为Cr2O2-7。

元素周期表中的副族元素

元素周期表中的副族元素

元素周期表中的副族元素副族元素,是指元素周期表中位于主族元素之后的元素,也称为过渡元素。

元素周期表是按照元素的原子序数和化学性质进行排列,副族元素在周期表的中间区域。

1. 副族元素的特点副族元素具有一些独特的特点和化学性质,与主族元素存在明显的差异。

以下是副族元素的一些特点:1.1 电子结构:副族元素的原子结构在电子构型上出现了d轨道,使得副族元素具有中性的化学性质。

主族元素的电子分布在s和p轨道上,而副族元素的电子分布在s、p和d轨道上,这导致副族元素具有更多的电子构型和能级。

1.2 化合价:副族元素的化合价通常是多变的。

副族元素的d轨道能级较低,容易参与化学反应并形成多种化合物。

这使得副族元素具有广泛的化学性质和多样的化合价。

1.3 反应性:副族元素通常具有较活泼的反应性。

副族元素的电子构型具有不稳定性,容易参与化学反应。

副族元素可以发生氧化还原反应、配位化学反应等多种反应,与其他元素形成复杂的化合物。

2. 副族元素的分类副族元素可以进一步分为多个小分类,根据元素周期表的排列和化学性质进行划分。

以下是常见的副族元素分类:2.1 3B-12B族:这些族包括了铬族、锰族、铁族、钴族、镍族和铜族元素。

这些元素的d轨道电子数量从1个增加到10个,导致它们的化学性质和价态变化多样。

2.2 4B-8B族:这些族包括了铝族、镓族、锗族、砷族、硒族和碲族元素。

这些元素通常具有较活泼的反应性和多样的化合价。

2.3 1B-2B族:这些族包括了锌族、银族和铂族元素。

这些元素在化学反应中通常具有较稳定的价态和较少的化合价。

3. 副族元素的应用由于副族元素具有丰富的化学性质和多样的化合价,它们在许多领域有着广泛的应用。

3.1 工业应用:许多副族元素广泛应用于工业领域,例如铁和铜被广泛用于制造机械设备和电线电缆;铬和锌被用作合金添加剂和防腐材料。

3.2 催化剂:副族元素的化合物通常具有良好的催化性能,被广泛应用于化学工业和催化反应中。

第12讲副族元素课件

第12讲副族元素课件

碱 钛酸盐 :

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

元素周期表中的副族元素与过渡元素

元素周期表中的副族元素与过渡元素

元素周期表中的副族元素与过渡元素元素周期表是化学中一项重要的基础知识,它将所有已知的化学元素按照一定的规律进行排列和分类。

其中,副族元素和过渡元素是元素周期表中的两个重要类别。

本文将详细介绍副族元素和过渡元素的特点、性质及其在化学领域的应用。

一、副族元素副族元素是元素周期表中主族元素与过渡元素之间的一类元素。

根据元素周期表的排列,副族元素包括B族(硼族)、Al族(铝族)、Ga族(镓族)、In族(铟族)、Tl族(铊族)和元素周期表的6A族(氧族)和7A族(卤素族)中的蓝色部分元素。

1. B族元素B族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)。

它们都属于金属元素,具有低电负性和较高的熔点。

B族元素的共同特点是具有三个价电子,因而它们常以正三价的形式存在。

此外,B族元素还具有良好的导电性、热导性和强度。

铝是应用最广泛的B族元素,常被用于制造航空器、汽车零部件和建筑材料等。

2. 6A族元素6A族元素包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和钋(Po)。

这些元素在自然界中以离子化合物的形式存在,并且都具有与化学反应中氧化剂有关的性质。

6A族元素中,氧在地球上广泛存在,是生命中必需的元素。

硫常用于制备药物和化学肥料。

此外,6A族元素的一些化合物还具有广泛的应用,如硫酸盐和硒酸盐是工业生产中的重要原料。

3. 7A族元素7A族元素也被称为卤素族,包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)。

这些元素在自然界中以单质的形式存在,是具有强烈氧化性的非金属元素。

卤素在化学反应中往往是最活泼的元素,具有强烈的腐蚀性。

氯常被用于消毒水和塑料制品的生产。

碘在医药领域被广泛应用于消毒和核医学。

二、过渡元素过渡元素是元素周期表中4B族(钛族)至7B族(锰族)之间的元素,以及1B族(铜族)至8B族(铱族)之间的元素。

这些元素在元素周期表中的位置是由于它们的电子排布和性质的共同特点所决定的。

元素周期表中的副族元素

元素周期表中的副族元素

元素周期表中的副族元素元素周期表是一种非常重要的化学工具,它系统地将所有已知的化学元素按照其原子序数和化学性质进行了分类。

其中,副族元素是指排在主族元素和过渡金属之间的一类元素。

它们具有独特的化学性质和特点,对于人类的生活和科学研究都具有重要的意义。

一、副族元素的定义和特点副族元素是指元素周期表中,位于主族元素和过渡金属之间的元素。

主族元素的电子排布规则为ns^2np^6,而副族元素的电子排布规则为(ns^2)(n-1)d^1-10。

副族元素的原子半径和离子半径一般较大,而电离能和电负性相对较低。

副族元素包括三个周期:第4周期,从钛(Ti)到镉(Cd);第5周期,从锆(Zr)到汞(Hg);第6周期,从铌(Nb)到铋(Bi)。

这些副族元素通常在主族元素和过渡金属之间起到了桥梁的作用,具有中间性质的特点。

二、副族元素的应用与重要性1. 钒(V)钒是第4周期的副族元素。

它具有良好的化学反应性和高度的耐腐蚀性,因此被广泛应用于化学工业和材料科学领域。

钒还可以作为催化剂、合金成分和电池材料等多个方面的重要应用。

2. 铌(Nb)铌是第5周期的副族元素。

由于其耐热、耐腐蚀性好,铌和其合金广泛用于高温高强度材料、超导材料、电容器以及核工业等领域。

3. 钼(Mo)钼是第6周期的副族元素,是所有副族元素中电子最多的元素,具有良好的导电性和耐高温性。

钼的应用广泛,如用于制造钢铁、电子元件、合金材料以及催化剂等。

4. 铼(Re)铼是第6周期的副族元素,具有高熔点、高稳定性和良好的耐腐蚀性,被广泛应用在高温合金、催化剂和电子元器件等方面。

三、副族元素的化学反应性副族元素的化学反应性介于主族元素和过渡金属之间,表现出一些过渡性质。

它们通常能形成多种化合价态,并且在不同化合价态之间发生氧化还原反应。

副族元素的化合物通常具有较高的热稳定性和溶解性。

副族元素与其他元素之间的化学反应涉及到电子的转移和共享,形成各种各样的化合物。

这些化合物不仅在化学工业中得到广泛应用,而且在医学、材料科学和环境保护等领域也发挥着重要的作用。

无机化学-第十章:副族元素(1)

无机化学-第十章:副族元素(1)
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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

淡粉红
粉红

上 如: Cu Ag Au 活 泼 性 逐 渐 减 弱 下
越来越不活泼

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。


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。
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ds区金属
1 铜族元素
11 铜族元素的通性
IB族:铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)。 价电子构型: (n1)d10 ns1, 靠近d区。
氧化态+I、+II、+III
铜族元素 金属键较强,具有较高的熔沸点, 升华热,导电、导热性能好,密度 大
碱金属元素 金属键较弱,熔沸点 低,硬度、密度小 极活泼,随原子序数 增加而活泼性增加 +I 大多是离子型的无色 物质,正离子难还原 极少,仅能同极强的 配位剂生成配合物 强碱,热稳定性高
Cl Cl Cl
2、锌族元素 2-1 锌族元素的通性
锌族元素 物理性质 碱土金属元素
熔沸点、熔化热、气化热比碱土金属和 熔沸点较锌族元素高 铜族元素低(s电子成对后稳定性增加)
化学性质及 较不活泼,随原子序数增加活泼性降低, 较活泼,随原子序数 变化规律 锌溶于稀酸、镉较慢、汞不溶 增加活泼性增加
三、三氯化金 金在473K下同氯气作用,可得到褐红色的晶体三氯化金。在金 的化合物中,氧化态为+III的化合物最稳定,氧化态为+I的化合 物很容易转化成氧化态为+III的化合物。 Cl Cl 3Au+=Au3++2Au K=[Au3+]/[Au+]=1013。 Cl 三氯化金在固态和气态时为二聚体结构。 Au Au
13 铜族元素的主要化合物 一、铜的化合物 1、氧化态为+I的化合物 (1)氧化物 硫酸铜碱性溶液用葡萄糖还原,可以制得Cu2O: 其化学反应方程式为: 2[Cu(OH)4]2+CH2OH(CHOH)4CHO== 3OH+CH2OH(CHOH)4COO+3H2O+Cu2O↓ (2)卤化物 2Cu2++4I=2CuI↓+I2;定量测定铜。 I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI 2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl Cu+CuCl2=2CuCl CuCl在不同浓度的KCl溶液中,可以形成配离子[CuCl2]、 [CuCl3]2、 [CuCl4]3。 (3)硫化亚铜:Ksp=2×1047,2Cu+S=Cu2S 2Cu2++2S2O32+2H2O=Cu2S↓+S↓+2SO42+4H+
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铜的冶炼(黄铜矿) 1、富集:将硫化物矿进行浮选; 2、焙烧:除去部分的硫和挥发性杂质如As2O3等,并使部分硫化 物转化成氧化物。2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑ 3、制粗铜:把焙烧过的矿石与砂子混合,在反射炉中加热到 1273K左右,FeS氧化成FeO以后,FeO又和SiO2形成熔渣 (FeSiO3) FeO+SiO2=FeSiO3 mCu2S+nFeS=冰铜 4、制泡铜:把冰铜放入转炉,鼓风熔炼,得到大约含铜98%左 右的粗铜。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑ 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑ 5、精练:为了获得高导电性的更纯的铜和提取贵重金属(金、 银等),进行电解精练铜。纯度可达99.95%-99.98%。 阳极(氧化反应):Cu(粗铜)-2e-=Cu2+ 阴极(还原反应):Cu2++2e-=Cu(精铜)
(3)卤化银 氟化银可溶,可由氢氟酸和氧化银或碳酸银反应而得: Ag2O+2HF=2AgF+H2O 氯化银、溴化银和碘化银都不溶于稀硝酸。 氯化银、溴化银和碘化银都具有感光性,常用于照相术。 如照相底片、印相纸上涂有一薄层含有细小溴化银的明胶。 感光过程:2AgBr=2Ag+Br2(光照) 显影过程:有机还原剂如对苯二酚、米吐尔(硫酸对甲 胺基苯酚)等将含有银核的溴化银还原,银核在反应中起 催化作用,含有的银核越多,溴化银被还原得越快,直到 出现清晰的图象。 对苯二酚(HO-C6H4-OH)+2AgBr=对苯二醌+2Ag+2HBr 定影过程:将未感光的溴化银全部溶解掉 2Na2S2O3+AgBr=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr AgI人工降雨。
金、银的提炼: 氰化法提炼含量很低的银矿和金矿。 1、用稀的氰化钾或氰化钠溶液处理粉碎的矿石: 4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Ag(CN)2]+4NaOH Ag2S+4NaCN=2Na[Ag(CN)2]+Na2S 4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH 2、用锌进行置换 2Na[Ag(CN)2] +Zn=2Ag+2Na2[Zn(CN)4] 2Na[Au(CN)2] +Zn=2Au+2Na2[Zn(CN)4]
Cl Cl Cl Cl
(3)硫酸铜 五水硫酸铜俗称胆矾或蓝矾,是蓝色斜方晶体。 分解温度:
CuSO4 5H2O 375K 923K 531K 386K CuO CuSO4 CuSO4 H2O CuSO4 3H2O
波尔多液: (4)硝酸铜 (5)硫化铜 在硫酸铜溶液中通入硫化氢,即有黑色的硫化铜沉淀析出: CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 硫化铜不溶于热水和稀酸,但溶于热的稀硝酸: 3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O 硫化铜也溶于氰化钾溶液中生成配离子: 2CuS+10CN=2[Cu(CN)4]3+(CN)2↑+2S2
(c)银镜反应:取一支洁净的试管,注入2毫升0.1 mol.L1的硝酸 银溶液,滴入2 mol.L1氨水至起初生成的沉淀恰好溶解为止,再 多滴两滴。然后滴入数滴10%葡萄糖溶液,摇匀后放置在8090℃热水浴中。 • 2[Ag(NH3)2]++RCHO+2OH=RCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 注意:渡银后的银氨溶液不能放置过久,否则会析出强爆炸性的 氮化银Ag3N沉淀。可加盐酸转化为氯化银回收。
化合物键型 有明显的共价性,多数化合物有颜色; 及盐的水解 盐在溶液中都有一定程度的水解
离子形成配 强烈 合物的能力
大多是离子型的无色 物质;盐一般不水解
极少,仅能同极强的 配位剂生成配合物
氢氧化物碱 碱性弱,本族元素从上到下金属性减弱, 强碱,从上到下金属 性及规律 氢氧化物碱性却增强。 性和碱性增强
二、银的化合物 主要+I,盐大多数不溶于水,只有硝酸银、硫酸银、高氯酸银 和氟化银等少数溶于水。 +II的化合物:AgO、AgF2,不稳定,强氧化剂。 +III的化合物更少,如Ag2O3。 (1)氧化银和氢氧化银 颜色:氢氧化银白色;Ag2O暗红色 分解:如果用溶于90%酒精的硝酸银和氢氧化钾在低于228K 下小心操作,可得到白色氢氧化银AgOH沉淀。氧化银不稳 定,加热到573K时,就完全分解。 Ag2O=2Ag+0.5O2↑ 氧化性:Ag2O+CO=2Ag+CO2↑; Ag2O+H2O2= 2Ag+O2↑+H2O 可用于防毒面具 配位性:
二、化学性质 1、锌与空气生成碱式碳酸锌,这层薄膜比较紧密,可作保 护膜。4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO3.3Zn(OH) 2 2、锌与稀的非氧化性酸(盐酸、硫酸)发应较快,与氧化 性酸(硝酸)反应产物较复杂。 4Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O; 4Zn+10HNO3(极稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O 3、锌与镉、汞不同,具有两性,可溶于强碱溶液。 Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑ 4、锌与铝不同,可溶于氨水,形成配离子。 Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH5、镉与稀非氧化性酸反应较慢,汞不反应。但它们都溶于 硝酸。 硝酸过量:3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO↑+4H2O 汞过量:6Hg+8HNO3=3Hg2(NO3)2+2NO↑+4H2O
(6)配合物 Cu2+离子的外层电子构型为3s2 3p6 3d9,该离子带两个正电荷, 因此,比Cu+更容易形成配合物。 Cu2+离子的配位数一般为4 和6,配位数为2的很少见。
H2 O
2+
H2 O
2+
H2O
OH2
H3N
NH3
Cu
H2O OH2
Cu
H3N NH3
O H2
O H2
[Cu(NH3)4]2+ [Cu(P2O7)]2[Cu(P2O7)2]6-
(2)硝酸银 制备与纯化:Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O 原料银是从阳极泥得到的,其中含有杂质铜,因此,产品中含 有硝酸铜,根据硝酸盐的热分解条件: 2AgNO3=2Ag+2NO2↑+O2↑(713K) 2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2↑+O2↑(473K) 将粗产品加热到473-713 K之间,这时硝酸铜分解为黑色不溶于 水的氧化铜,而硝酸银没有分解,将混合物中的硝酸银溶解后 过滤、重结晶即可得到纯的硝酸银。 分解性:晶体或溶液应保存在棕色玻璃瓶中。 沉淀性与配位性: 杀菌性: 硝酸银遇到蛋白质即生成蛋白银,使用时请勿接触。
物理性质
化学性质及 不活泼,随原子序数增加活泼性降 变化规律 低 氧化态 +I, +II, +III
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