無機(jī)化學(xué)ds區(qū)、d區(qū)和f區(qū)過度元素課件

第8章ds區(qū)、d區(qū)和f區(qū)元素ds-Block,d-Blockandp-BlockElements價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d1-10ns1-2銅族:貨幣元素鋅族：低熔點(diǎn)重金屬；汞（常溫下唯一的一種液體金屬）釩族：酸土元素鐵系元素鉑系元素鑭系元素和錒系元素8.1過渡元素概述8.1.1基本劃區(qū)8.1.2過渡元素的特性●過渡元素都是金屬●許多元素形成多種氧化態(tài)除了s電子參與成鍵，d電子也部分或全部參與成鍵（ⅡB族除外），從而導(dǎo)致豐富的氧化還原行為?！襁^渡元素的水合離子多具有特征顏色過渡元素的離子在水溶液中常呈現(xiàn)一定的顏色，這與該離子存在未成對(duì)d電子有關(guān)，d-d躍遷，一般d0，d10沒有顏色?！裥纬膳浜衔锏哪芰Ρ容^強(qiáng)過渡元素的離子存在空的ns，np和部分填充或全空的(n-1)d軌道，可接受配位體的出對(duì)孤對(duì)電子。價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d10ns1-2對(duì)于銅族元素，又稱IB族，可失去s上的電子，又可失去d上電子，氧化數(shù)+1、+2、+3。常見的是：Cu→+2，Ag→+1，Au→+3。

因IB族離子具有較強(qiáng)的極化力，變形性也大，故其二元化合物一般有相當(dāng)程度的共價(jià)性，難溶于水。對(duì)于ⅡB族，只能失去最外層2個(gè)電子，形成+2價(jià)化合物。汞有+1（以雙聚離子[Hg-Hg]2+形式存在）從Zn2+→Cd2+→Hg2+極化力和變形性依次增強(qiáng)，當(dāng)與易變形的陰離子形成的化合物，有相當(dāng)程度的共價(jià)性，所以Hg2+的這類化合物溶解度較小，且顯色。8.2銅族和鋅族化合物8.2.1概述8.2.2氧化物和氫氧化物銅、銀、鋅和汞都可和氧形成氧化物，幾乎不溶于水。氫氧化銅具兩性，以堿性為主，微顯酸性，即可溶于酸，也可溶于過量的濃堿中。

Cu(OH)2+2H+→Cu2++2H2OCu(OH)2+2OH-→[Cu(OH)4]2-（蘭色）[Cu(OH)4]2-能離解出少量Cu2+，它可被含醛基-CHO的葡萄糖還原成紅色Cu2O，醫(yī)學(xué)上常利用下此反應(yīng)檢查糖尿病。2Cu2++4OH-+C6H6O6→Cu2O+2H2O+C6H12O7

氫氧化物中，CuOH很不穩(wěn)定，至今未制得。Ag2O和MnO2、Cr2O3、CuO的混合物能在室溫下，將CO迅速氧化成CO2，可用于防毒面具中。Ag2O＋CO—→2Ag＋CO2

Ag+，Cu2+，Zn2+鹽溶液加入適量氨水，生成沉淀，但都能溶于過量氨水中。8.2.3重要的鹽類CuSO4：

CuSO4·5H2O實(shí)際為[Cu(H2O)4]SO4·H2O

無水CuSO4為白色粉末，吸水性強(qiáng)，吸水后顯蘭色，可用于檢驗(yàn)有機(jī)液體中的水分，也可作干燥劑，從有機(jī)液體中除去水分。

2Cu2++4I-→2CuI+I2銅鹽含量的定量分析法。AgNO3：最重要的可溶性銀鹽，Ag與65%HNO3，反應(yīng)后制得，Ag+具有氧化性。

遇光或加熱易分解而析出銀，注意保存在棕色瓶中。

2AgNO3→2Ag+2NO2+O2AgI在人工降雨中作冰核形成劑HgCl2：Hg取sp雜化，為共價(jià)化合物，直線構(gòu)型。熔點(diǎn)較低（280℃），易升華，故俗名升汞，能溶于水（25℃，7g/100g水），有毒，稀溶液可殺菌，∴外科用作手術(shù)器械的消毒劑。8.3.1鉻的重要化合物Cr的價(jià)層構(gòu)型：3d54s1，有多種氧化數(shù)，+2,+3和+6，其中以+3和+6化合物較常見。Cr2+為藍(lán)色，在空氣中很快氧化為綠色Cr3+。Cr2O3綠色固體，是一種綠色顏料，稱鉻綠。難溶難熔，化學(xué)惰性，是兩性氧化物。

Cr2O3+3H2SO4

→

Cr2(SO4)3+3H2OCr2O3+2NaOH+3H2O→2NaCr(OH)4CrO3（鉻酸溶液）

：向K2Cr2O7飽和溶液中加入過量濃H2SO4即析出暗紅色晶體：

K2Cr2O7+H2SO4（濃）→2CrO3↓+K2SO4+H2O

（這種混合液有強(qiáng)氧化性，常用于洗玻璃器皿的（鉻酸溶液））。重鉻酸鉀，在酸性溶液中有強(qiáng)氧化劑，除Ag2Cr2O7外，一般較易溶解。

Cr2O72-+6Fe2++14H+→6Fe3++2Cr3++7H2O價(jià)層電子構(gòu)型為(n-1)d5ns2，錳也許是氧化態(tài)最多的元素，除多種正氧化態(tài)外還顯示多種負(fù)氧化態(tài)(例如-1，-2和-3氧化態(tài)),最常見的則是+7、+2和+4氧化態(tài)。單質(zhì)錳主要用于合金鋼Mn(Ⅱ)鹽：

Mn(Ⅱ)強(qiáng)酸鹽均溶于水，只有少數(shù)弱酸鹽如MnS、MnCO3難溶。

Mn(Ⅱ)鹽從溶液中結(jié)晶出來時(shí)，常帶結(jié)晶水的粉紅色晶體，如MnSO4·7H2O，水溶液濃度大時(shí)為粉紅色，少時(shí)幾乎為無色。

Mn2+（3d5）穩(wěn)定，只有強(qiáng)氧化劑如NaBiO3、(NH4)2S2O8、PbO2等才能將Mn2+氧化為MnO4-等：2Mn2++14H++NaBiO3→2MnO4-+5Bi3++5Na++7H2O

此反應(yīng)用于鑒定Mn2+。8.4錳的重要化合物+4氧化態(tài)化合物其中以MnO2

最為重要，黑色無定形粉末，有不同變體，不溶于水和稀酸?！裱趸詮?qiáng)●還原性（一定程度）濃堿溶液●不穩(wěn)定性：錳酸鹽和高錳酸鹽：

錳酸鹽：Mn(Ⅵ)化合物僅以深綠色MnO42-形式存在于強(qiáng)堿溶液中。性質(zhì)：酸性中歧化：

3MnO42-+4H+→2MnO4-+MnO2↓+2H2O中性和堿性中：

3MnO42-+2H2O→2MnO4-+MnO2↓+4OH-氧化性：酸性中強(qiáng)氧化性，但它不穩(wěn)定，故不用作氧化劑。高錳酸鹽:KMnO4（俗稱灰錳氧），深紫色晶體，易溶于水。穩(wěn)定性：不很高，常貯于棕色瓶中，避光保存。

2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑4MnO4-+4H+→4MnO2↓+3O2↑+2H2O

4MnO4-+2H2O→4MnO2+3O2↑+4OH4MnO4-+4OH→4MnO42-+O2↑+2H2O氧化性：隨介質(zhì)不同還原產(chǎn)物不同，如與Na2SO3反應(yīng)：鐵系元素鐵鈷鎳鉑系元素釕銠鈀鋨銥鉑8.5鐵、鈷、鎳的重要化合物單質(zhì)本身具磁性，在外加磁場(chǎng)作用下，磁性增強(qiáng)，外磁場(chǎng)移走后，仍保持很強(qiáng)的磁性。它們的合金都是良好的磁性材料。氧化數(shù)：由于3d電子已超過5個(gè)，全部d電子參與成鍵可能性減小，所以常見氧化數(shù)降低，常見為+2、+3，鐵最高可達(dá)FeO42-(高鐵酸鹽，+6，不穩(wěn)定)，Ni主要形成+2的化合物。羰合物

Fe系元素與CO易形成羰合物，如Ni(CO)4(無色液體)，[Co2(CO)8](深橙色固體)，[Fe(CO)5]（淺黃色液體）。螯合物

Ni與丁二酮肟在中性，弱酸性或弱堿性溶液中形成鮮紅色沉淀（螯合物），用于鑒定Ni2+、丁二酮肟又稱鎳試劑。f區(qū)元素在周期表中的位置周期系第ⅢB組中21號(hào)的Sc(鈧)和39號(hào)的Y(釔)、和鑭以及其它鑭系元素（共17種元素）性質(zhì)都非常相似，并在礦物中共生在一起，總稱為