d区金属(一)第四周期d区金属(精)

最高氧化态氧化物及其水合氧 化物的酸碱性
同种元素，不同氧化态的氧化物，其酸碱性随氧化 数的降低酸性减弱，碱性增强。 Mn2O7 MnO3 MnO2 Mn2O3 MnO 强酸性 酸性 两性 弱碱性 碱性 这是由于其水合物中非羟基氧的数目减少。 同一过渡系内各元素的最高氧化态的氧化物及水合 物，从左到右碱性减弱，酸性增强。 Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 强碱 两性 酸性 强酸 同族元素，自上而下各元素相同氧化态的氧化物及 其水合物，通常是酸性减弱，碱性增强。 H2CrO4 H2MoO4 H2WO4 中强酸 弱酸 两性偏酸性
23-4 钛
23-4-1 概述 23-4-2 钛的重要化合物

23-5 钒
23-5-1 概述 23-5-2 钒的重要化合物

23-6 铬
23-6-1 概述 23-6-2 铬的重要化合物 23-6-3 含铬废水的处理（自学）

23-7 锰
23-7-1 概述 23-7-2 锰的重要化合物
氧化还原稳定性
各元素不同氧化态化合物氧化还原稳定性的变化趋势 与规律： 1.第四周期过渡金属元素氧化态的标准电极电势从左至右 由负值逐渐增加到正值，表明同周期金属还原性依次减 弱。 2.第四周期过渡金属元素繁荣最高氧化态含氧酸的标准电 极电势从左至右随原子序数的递增而增大，即氧化态逐 渐增强。 3.第四周期过渡金属元素的中间氧化态化合物在一定条件 下不稳定，既可发生氧化反应，也可发生还原反应，有 一些元素的化合物（如Cu+、 V3+、Mn3+、 MnO42-）还 可发生歧化反应。
第23章 d区金属（一）第四周 期d区金属



23-1 引言 23-2 第一过渡元素的基本性质 23-3 钪（自学） 23-4 钛 23-5 钒 23-6 铬 23-7 锰 23-8 铁 钴 镍 习题
23-1 引言
VIII IIIB IVB VB VIB VIIB 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni
配位性
配合能力强，易形成一系列配合物，因d轨 道不满而参加成键时易形成内轨型配合物。 它们的电负性较大，金属离子与配体间的相 互作用加强，形成较稳定的配合物。 中心离子半径在0.075~0.06nm范围内的配合 物表现的较突出，主要表现在配位体交换慢， 有些很慢。 如：CrCl3· 6H2O在水溶液中长 期放置：
| 钛能溶于热的浓 HCl 2Ti+6HCl===2TiCl3+3H2↑ 含 钛更易溶于 HF+HCl(H2SO4) 钛 Ti+6HF===2TiF62-+2H++2H2↑ 刚 锆和铪也有上面配合反应的性质。 镍钛合金 玉
钛
概述
三、Zr和Hf的分离 钾和铵的氟锆酸盐和氟铪酸盐在溶解度上有明显的 差别，可利用此性质来分离Zr和Hf。 四、金属钛的制备 工业上常用FeTiO3为原料来制金属钛 1、矿石中含有FeO、Fe2O3杂质,先用浓硫酸处理 FeTiO3+3H2SO4===FeSO4+Ti(SO4)2+3H2O FeTiO3+2H2SO4===FeSO4+TiOSO4+2H2O FeO+H2SO4==FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O 2、加入单质铁把Fe3+离子还原为Fe2+离子，然后使 溶液冷却至273K以下使FeSO4· 7H2O结晶析出。
概述
一、存在 钛在地壳中的储量相当丰富(0.45%)，主要矿物是钛 钛合金 ZrO2和锆英石 铁矿FeTiO3和金红石TiO2，锆以斜锆矿 ZrSiO4的形式存在，铪总是以锆的百分之几的量和锆 伴生且分离困难。 二、单质的性质和用途 蓝 钛抗腐蚀性强、密度小、亲生物及有记忆性的金属， 宝 用于化工、海上设备，医疗、卫星等。锆和铪的性质 极相似 石 ,硬度较大、导电不良、外表类似不锈钢。
第一过渡 系元素
钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Y
40 Zr 41 Nb 42 Mo 43
39
Tc 44 Ru
钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 La89-103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109Mt 110
IIIB族是它们中最活泼的金属，性质与碱 土金属接近。同族元素的活泼性从上到下依次 减弱。
氧化态
过渡金属元素有可变氧化态，通常有小于它们族数 的氧化态。 1.第一过渡系元素除钪外都可失去4s 2形成+II氧化态阳 离子。 2.由于3d和4s轨道能级相近，因而可失去一个3d 电子 形成+III氧化态阳离子。 3.随着原子序数的增加，氧化态先是逐渐升高，达到与 其族数对应的最高氧化态，从Ti到Mn的最高氧化态往 往只在氧化物、氟化物或氯化物中遇到，随后出现低 氧化态。 4.同一元素氧化态的变化是连续的。 5.第一过渡系列后半部的元素（V,Cr,Mn,Fe,Co）能出 现零氧化态，它们与不带电的中性分子配位体形成羰 基配合物。
45 Rh 46 Pd
第二过渡 系元素
Ac-Lr
杜 钅 喜 钅 钅 卢钅 麦 Uun 波 钅 黑 钅
第三过渡 系元素
23-2 第一过渡系元素的基本性 质



23-2-1 金属的性质 23-2-2 氧化态 23-2-3 最高氧化态氧化物及其水合氧化物的酸 碱性 23-2-4 氧化还原稳定性 23-2-5 配位性 23-2-6 水合离子的颜色和含氧酸根颜色（自学） 23-2-7 磁性及催化性（自学）

23-8 铁 钴 镍
23-8-1 铁系元素的基本性质 23-8-2 铁 23-8-3 钴和镍

金属的性质
第一过渡系元素电子结构的特点是都有未 充满的d轨道，最外层也仅有1-2个电子，过渡 元素通常指价电子层结构即：(n-1)d1-10ns1-2。 它们的(n-1)d和ns轨道能级的能量相差很 小，d电子也可部分或全部作为价电子参加成 键。一般由+2价直到与族数相同的氧化态(VIII 例外)。
[Cr(H2O)4Cl2]+(绿色)+H2O[Cr(H2O)5Cl]2+(浅绿色)+Cl[Cr(H2O)5Cl]2++H2O[Cr(H2O)6]3+(蓝紫色)+Cl-
过渡元素的性质区别于其它类型的元素，是 和它们具有不全满的d电子有关，这是过渡元 素的特点，也是学习过渡元素化学时应充分注 意的。