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第24章d區(qū)金屬(二)第五、第六周期d區(qū)金屬24-1基本特征24-2鎬和鉿24-3鈮和鉭24-4鉬和鎢24-5锝和錸24-6鉑系金屬簡介習(xí)題第24章d區(qū)金屬(二)第五、第六周期d區(qū)金屬24-1基本124-1基本特征將元素周期表中第五周期中的由Y到Pd元素和第六周期的由La到Pt元素作為d區(qū)金屬(二)討論,這是因?yàn)榈诙^渡系元素(Y~Pd)和第三過渡系元素(La~Pt)有許多相似的性質(zhì),它們與第一過渡系元素相比,又有一些顯著的差別:1.基態(tài)電子構(gòu)型特例多;2.原子半徑很接近;3.密度大,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高;4.氧化態(tài)穩(wěn)定,低氧化態(tài)不常見;5.配合物的配位數(shù)較高,形成金屬—金屬鍵的元素較多;6.磁性要考慮自旋—軌道偶合作用。24-1基本特征將元素周期表中第五周224-2鋯和鉿24-2-1存在、制備與分離(自學(xué))24-2-2性質(zhì)和用途24-2-3重要化合物24-2鋯和鉿24-2-1存在、制備與分離(自學(xué))324-3鈮和鉭24-3-1存在、性質(zhì)與用途24-3-2制備和分離(自學(xué))24-3-3重要化合物24-3鈮和鉭24-3-1存在、性質(zhì)與用途424-4鉬和鎢24-4-1存在和冶煉(自學(xué))24-4-2性質(zhì)、反應(yīng)和用途24-4-3重要化合物24-4-4鉬的生物活性和固氮作用24-4鉬和鎢24-4-1存在和冶煉(自學(xué))524-5锝和錸24-5-1單質(zhì)(自學(xué))24-5-2氧化物和含氧酸鹽24-5-3锝和錸的配合物24-5锝和錸24-5-1單質(zhì)(自學(xué))624-6鉑系金屬簡介24-6-1鉑系元素的通性24-6-2單質(zhì)24-6-3氧化物和含氧酸鹽24-6-4鹵化物24-6-5配合物24-6鉑系金屬簡介24-6-1鉑系元素的通性7性質(zhì)和用途鎬和鉿都是有銀色光澤的高熔點(diǎn)金屬,具有典型的金屬的六方密堆積結(jié)構(gòu)。加熱到673~873K時(shí),表面生成一層致密的、有附著力的、能自行修補(bǔ)裂縫的氧化物保護(hù)膜,因而表現(xiàn)突出的抗腐蝕能力。鎬的抗化學(xué)腐蝕性優(yōu)于鈦和不銹鋼,接近于鉭。在373K以下,鎬與各種濃度的鹽酸,硝酸及濃度低于50%硫酸均不發(fā)生作用;也不與堿溶液作用。但溶于氫氟酸、濃硫酸和王水,也被熔融堿所侵蝕。鎬主要用于原子能反應(yīng)堆中作二氧化鈾燃料棒的包層。含有少量鎬的各種合金鋼有很高的強(qiáng)度和耐沖擊的韌性,用于制造坦克、軍艦等。鉿吸收熱中子能力特別強(qiáng),用做原子反應(yīng)堆的控制棒主要用于軍艦和潛艇的反應(yīng)堆。性質(zhì)和用途鎬和鉿都是有銀色光澤的高熔點(diǎn)8重要化合物一、氧化物
ZrO2和HfO2可以由加熱分解它們的水合氧化物或某些鹽制得。ZrO2具有兩性溶于堿生成相應(yīng)的鹽,在高溫與堿共熔生成鎬酸鹽。在水溶液中以聚合態(tài)的ZrO2+鎬氧離子存在。
ZrO2+2H2SO4(濃)===Zr(SO4)2+2H2OZr(SO4)2+H2O===ZrOSO4+H2SO4二、鹵化物ZrCl4是白色固體,在604K升華,遇水強(qiáng)烈水解:
ZrCl4+9H2O===ZrOCl2·8H2O+2HCl在673~723K時(shí),金屬鎬可以將ZrCl4還原為難揮發(fā)的ZrCl3,而HfCl4不會(huì)被鎬還原,可分離鎬和鉿:3ZrCl4+Zr===4ZrCl3
重要化合物一、氧化物9重要化合物三、高的配合物鎬和鉿的配合物主要以配陰離子[MX6]2-形式存在。在M2IZrF6型配合物中,的溶解度隨溫度的升高而增大,利用此性質(zhì)可進(jìn)行重結(jié)晶提純。(NH4)2ZrF6===ZrF4+2NH3+2HF
鉿的鹵配合物的溶解度比鎬的配合物大。鎬的烷氧基配合物的沸點(diǎn)不同,也可利用此性質(zhì)來分離鎬和鉿。重要化合物三、高的配合物10存在、性質(zhì)與用途
Nb和Ta因性質(zhì)相似,在自然界中共生,礦物為Fe[(Nb,Ta)O3]2如果Nb的含量多就稱鈮鐵礦,反之為鉭鐵礦。Nb、Ta以+V價(jià)最穩(wěn)定,它們的單質(zhì)容易呈鈍態(tài)、都溶于硝酸和氫氟酸的混合酸中,鉭不溶于王水。鈮和鉭在高溫時(shí)可以與氧、氯、硫、碳等化合。的獨(dú)特應(yīng)用是制造合金鋼。它們另一個(gè)重要性質(zhì)是對人的肌肉和細(xì)胞沒有任何不良影響,而細(xì)胞卻可以在其上面生長發(fā)育,所以它們用做外科刀具。存在、性質(zhì)與用途Nb和Ta因性質(zhì)相似,在自11重要化合物一、氧化物及水合氧化物
Nb2O5和Ta2O5為白色粉末。它們?nèi)苡贖F生成五氟化物,與堿共熔生成鈮(鉭)酸鹽,可以認(rèn)為是兩性化合物,更顯著特點(diǎn)是化學(xué)惰性:
Nb2O5+10HF===2NbF5+5H2ONb2O5+10NaOH===2Na2NbO5+5H2ONb2O5和Ta2O5與過量的堿金屬氫氧化物或碳酸鹽共熔,然后溶解于水時(shí),生成與釩類似的同多酸根陰離子的溶液。二、鹵化物鈮和鉭的四種五鹵化物均可由金屬直接與鹵素加熱制得。NbCl5在氧氣氛中加熱分解為NbOCl3,它是白色絲光針狀晶體,約在670K升華,易水解為含水的五氧化物:
NbOCl3+(n+3)H2O===6HCl+Nb2O5·nH2O重要化合物一、氧化物及水合氧化物12性質(zhì)、反應(yīng)和用途
鉬和鎢是銀白色、有光澤、具有體心立方結(jié)構(gòu)的金屬。最明顯的特征是他們的高熔點(diǎn),鎢是所有金屬中熔點(diǎn)最高的。化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,表面形成一層鈍態(tài)的薄膜。鉬和鎢在常溫下很不活潑,與大多數(shù)金屬不作用,鎢與氟作用,鉬與氟劇烈反應(yīng)。在高溫下它們易與氧、鹵素、碳及氫反應(yīng),分別得到氧化物、鹵化物、間允型碳化物及氫化物。鉬與硫作用而鎢不與硫作用。它們與非氧化性的酸不作用,溶于濃硝酸、熱濃硫酸、王水或氫氟酸和硝酸的混合酸。一般堿溶液不作用,與熔融的堿性氧化劑反應(yīng)。
Mo的價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d5ns1,W的價(jià)電子構(gòu)型為5d46s2,它們中的6個(gè)電子都可以參加成鍵。鉬和鎢的主要用途是制造特種鋼。性質(zhì)、反應(yīng)和用途鉬和鎢是銀白色、有光澤、具13重要化合物一、三氧化鉬和三氧化鎢
MoO3和WO3是金屬鉬和鎢在空氣中燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物。MoO3在室溫下是一種白色固體,加熱時(shí)變黃,熔點(diǎn)1068K,白色的MoO3是由畸變的MoO6八面體組成的層狀結(jié)構(gòu)。WO3是一種淡黃色固體,熔點(diǎn)1746K,它是由頂角連接的WO6八面體的三維陣列構(gòu)成。
MoO3和WO3都是酸性氧化物,難溶于水,無明顯氧化性,溶于氨水和堿的水溶液生成含MoO42-離子的鹽。
MoO3+2NH3·H2O===(NH4)2MoO4+H2OWO3+2NaOH===Na2WO4+H2O
重要化合物一、三氧化鉬和三氧化鎢14重要化合物二、鉬酸和鎢酸及其鹽鉬酸和鎢酸實(shí)際上都是水合氧化物。如H2MoO4實(shí)際上是MoO3·H2O;H2MO4·H2O實(shí)際上是MO3·2H2O(M=Mo,W)。鉬酸鹽和鎢酸鹽的氧化性比鉻酸鹽弱得多。2MoO42-+Zn+8H+===2MoO2++Zn2++4H2O2MoO42-+Zn+12H++10Cl-===2[MoOCl5]2-+Zn2++6H2O2MoO42-+3Zn+16H++6Cl-===2MoCl3+3Zn2++8H2O鎢酸的氧化性就更弱了。
重要化合物二、鉬酸和鎢酸及其鹽15重要化合物三、鉬和鎢的同多酸和雜多酸及其鹽兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的酸酐和若干水分子組成的酸稱為同多酸,它們的鹽稱為同多酸鹽。若有不同的酸酐和若干水分子組成的酸稱為雜多酸,其鹽稱為雜多酸鹽。將鉬酸鹽或鎢酸鹽溶液酸化,并不斷降低pH值時(shí),MoO42-離子或WO42-離子將會(huì)發(fā)生縮聚作用生成同多酸根離子。pH越小,縮合度越大。膽子很強(qiáng)的酸性溶液中,則發(fā)生解聚作用。當(dāng)將鉬酸銨和磷酸鹽的溶液進(jìn)行酸化時(shí),得到一種黃色沉淀就是12—磷鉬酸銨。它是制得的第一個(gè)雜多酸鹽,可用于磷酸鹽的定量:3NH4++12MoO42+PO43+24H+===(NH4)3[PMo12O40]·6H2O+6H2O四、鉬和鎢的原子簇化合物
Mo、W、Nb、Ta等金屬均可形成原子簇化合物。重要化合物三、鉬和鎢的同多酸和雜多酸及其鹽16鉬的生物活性和固氮作用
鉬是生命中必需的過度元素。它對高等動(dòng)物和人類有重要的生物作用。人和大多數(shù)生物都需要鉬做多種酶的輔助因子。在生物氧化還原反應(yīng)中,鉬主要以Mo(Ⅴ)和Mo(Ⅵ)之間的轉(zhuǎn)化起電子傳遞作用。它是哺乳動(dòng)物體內(nèi)黃嘌呤化酶、醛氧化酶和硫化物酶三種金屬硫蛋白的成分。鉬是很多中植物的必需的微量元素。植物的蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等都是含氮的化合物。實(shí)現(xiàn)將空氣中的氮、土壤中的NO2-、NO3-和NH3轉(zhuǎn)化為植物能吸收和利用的氮化合物是固氮酶。如硝酸還原酶、氧化酶等,而這些酶是鉬酶。鉬的生物活性和固氮作用鉬是生命中必需的過度17氧化物和含氧酸鹽锝的氧化物是Tc2O7和穩(wěn)定的TcO2,錸的氧化物是Re2O7、ReO3、ReO2。Tc2O7和Re2O7都是易揮發(fā)的黃色固體。都能溶于水得到無色的高锝酸HTcO4和高錸酸HReO4。HTcO4和HReO4與HMnO4一樣都是強(qiáng)酸,但其氧化性比HMnO4弱得多。在堿性溶液中,HTcO4和HReO4是穩(wěn)定的。
ReO3是一種穩(wěn)定的紅色固體,具有金屬光澤。不溶于水,也不與酸和堿的水溶液作用,但與濃堿一起煮沸時(shí),發(fā)生歧化反應(yīng):
3ReO3===Re2O7+ReO2
TcO2是锝的氧化物中最穩(wěn)定的。氧化物和含氧酸鹽锝的氧化物是Tc2O7和18锝和錸的配合物
VIIB族金屬M(fèi)n、Tc、Re都有豐富的配位化學(xué)的研究內(nèi)容,但該族中Re與Mn或Tc相比,更明顯地具有生成高配位數(shù)化合物的特色。另外,含有Re-C鍵的有機(jī)金屬化合物是過渡金屬中最豐富的。锝和錸的配合物VIIB族金屬M(fèi)n、Tc、R19鉑系元素通性鉑系元素包括Vlll族中的釕、銠、鈀和鋨、銥、鉑六種元素。根據(jù)它們的密度,釕、銠、鈀稱輕鉑系金屬;鋨、銥、鉑稱重鉑系金屬。但由于這二組元素在性質(zhì)上有很多相似之處,并且在自然界里也常共生而存在,因此統(tǒng)稱為鉑系元素。大多數(shù)鉑系金屬能吸收氣體,尤其是鈀吸收氫的能力特別大。催化活性高也是鉑系金屬的一個(gè)特性,例如,鉑和鈀可用作一些化學(xué)反應(yīng)的催化劑。鉑系元素的化學(xué)穩(wěn)定性很高。常溫下,與氧、硫、氯等非金屬元素都不起作用,但在高溫下可反應(yīng)。鈀和鉑都溶于王水,鈀還可溶于濃硝酸和熱硫酸中,而釕、銠、鋨、銥連王水也不能使其溶解。鉑系元素通性鉑系元素包括Vlll族中的釕、銠、鈀和鋨、銥20單質(zhì)一、性質(zhì)鉑系金屬的顏色除鋨為藍(lán)灰色外,其余都是銀白色。除釕和鋨硬而脆外,其余都具有延展性。大多數(shù)鉑系金屬能吸收氣體,鈀的吸氫能力是所有金屬中最大的。鉑系金屬的化學(xué)穩(wěn)定性很高。二、用途鉑系金屬的主要用途是作催化劑。鉑可做坩堝、蒸發(fā)皿及電極,在化學(xué)和玻璃工業(yè)中用做防止熱氫氟酸的化學(xué)腐蝕,還用在珠寶制造上。三、提煉與分離鉑系金屬主要是從電解銅、鎳中作為陽極泥精練得到的。單質(zhì)一、性質(zhì)21氧化物和含氧酸鹽鉑系金屬生成的主要氧化物有RuO2、RuO4、Rh2O3、RhO2、PdO、OsO2、OsO4、IrO4和PtO2。
通常制備氧化物和含氧酸鹽的方法有:Ru+3KNO3+2KOH===K2RuO4+3KNO2+H2ORuO2+KNO3+2KOH===K2RuO4+KNO2+H2OK2RuO4+NaClO+H2SO4===RuO4+K2SO4+NaCl+H2ORuO4和OsO4微溶于水,積易溶于CCl4中,OsO4比RuO4穩(wěn)定。它們都是四面體分子構(gòu)型,都有強(qiáng)的氧化性。RuO4不僅能氧化濃鹽酸,也能氧化席鹽酸,加熱到370K以上時(shí),它爆炸分解成RuO2,室溫與乙醇接觸也極易發(fā)生爆炸:4RuO4+4OH-===4RuO4-+2H2O+O2
2RuO4+16HCl===2RuCl3+8H2O+5Cl2
氧化物和含氧酸鹽鉑系金屬生成的主要氧化物有22鹵化物
鉑系金屬的鹵化物除鈀外,其余鉑系金屬的六氟化物都是已知的,其中有實(shí)際應(yīng)用的是PtF6。PtF6在342.1K時(shí)沸騰,氣態(tài)和液態(tài)呈暗紅色,固態(tài)幾乎呈黑色具有揮發(fā)性,是已知最強(qiáng)的氧化劑之一。Pt、Ru、Os、Rh、Ir的五氟化物都是四聚結(jié)構(gòu)。PtF5也很活潑,極易水解,易歧化成六氟化鉑和四氟化鉑。鉑系金屬均能形成四氟化物,只有鉑能形成四種鹵化物。鉑系金屬中除Pt、Pd不存在三鹵化物外,其余的三鹵化物均可由鉑系元素和鹵素直接合成,或者從溶液中析出沉淀:
2Rh+3X2===2RhX3(X=F,Cl,Br)RhCl3+3KI===RhI3+3KCl
Pt、Pd的二氯化物是由單質(zhì)在紅熱條件下直接氯化制得的。鹵化物鉑系金屬的鹵化物除鈀外,其余鉑系金23配合物已知鉑系元素可形成很多配合物,多數(shù)情況下是配位數(shù)為6的八面體結(jié)構(gòu)。氧化態(tài)為+II的鈀和鉑離子都是d8結(jié)構(gòu),可形成平面正方形的配合物。這六種元素都能生成氯配合物。將這些金屬與堿金屬的氯化物在氯氣流中加熱即可形成氯配合物。在含有鉑系氯配離子的酸溶液里加人NH4Cl或KCl,就可得到難溶的銨鹽或鉀鹽。H2[PtCl6]+2KCl===K2[PtCl6]↓+2HClH2[PtCl6]+2NH4Cl===(NH4)2[PtCl6]↓+2HCl
將銨鹽加熱,結(jié)果只有金屬殘留下來,這種方法可用于金屬的精制。配合物已知鉑系元素可形成很多配合物,多24第24章d區(qū)金屬(二)第五、第六周期d區(qū)金屬24-1基本特征24-2鎬和鉿24-3鈮和鉭24-4鉬和鎢24-5锝和錸24-6鉑系金屬簡介習(xí)題第24章d區(qū)金屬(二)第五、第六周期d區(qū)金屬24-1基本2524-1基本特征將元素周期表中第五周期中的由Y到Pd元素和第六周期的由La到Pt元素作為d區(qū)金屬(二)討論,這是因?yàn)榈诙^渡系元素(Y~Pd)和第三過渡系元素(La~Pt)有許多相似的性質(zhì),它們與第一過渡系元素相比,又有一些顯著的差別:1.基態(tài)電子構(gòu)型特例多;2.原子半徑很接近;3.密度大,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高;4.氧化態(tài)穩(wěn)定,低氧化態(tài)不常見;5.配合物的配位數(shù)較高,形成金屬—金屬鍵的元素較多;6.磁性要考慮自旋—軌道偶合作用。24-1基本特征將元素周期表中第五周2624-2鋯和鉿24-2-1存在、制備與分離(自學(xué))24-2-2性質(zhì)和用途24-2-3重要化合物24-2鋯和鉿24-2-1存在、制備與分離(自學(xué))2724-3鈮和鉭24-3-1存在、性質(zhì)與用途24-3-2制備和分離(自學(xué))24-3-3重要化合物24-3鈮和鉭24-3-1存在、性質(zhì)與用途2824-4鉬和鎢24-4-1存在和冶煉(自學(xué))24-4-2性質(zhì)、反應(yīng)和用途24-4-3重要化合物24-4-4鉬的生物活性和固氮作用24-4鉬和鎢24-4-1存在和冶煉(自學(xué))2924-5锝和錸24-5-1單質(zhì)(自學(xué))24-5-2氧化物和含氧酸鹽24-5-3锝和錸的配合物24-5锝和錸24-5-1單質(zhì)(自學(xué))3024-6鉑系金屬簡介24-6-1鉑系元素的通性24-6-2單質(zhì)24-6-3氧化物和含氧酸鹽24-6-4鹵化物24-6-5配合物24-6鉑系金屬簡介24-6-1鉑系元素的通性31性質(zhì)和用途鎬和鉿都是有銀色光澤的高熔點(diǎn)金屬,具有典型的金屬的六方密堆積結(jié)構(gòu)。加熱到673~873K時(shí),表面生成一層致密的、有附著力的、能自行修補(bǔ)裂縫的氧化物保護(hù)膜,因而表現(xiàn)突出的抗腐蝕能力。鎬的抗化學(xué)腐蝕性優(yōu)于鈦和不銹鋼,接近于鉭。在373K以下,鎬與各種濃度的鹽酸,硝酸及濃度低于50%硫酸均不發(fā)生作用;也不與堿溶液作用。但溶于氫氟酸、濃硫酸和王水,也被熔融堿所侵蝕。鎬主要用于原子能反應(yīng)堆中作二氧化鈾燃料棒的包層。含有少量鎬的各種合金鋼有很高的強(qiáng)度和耐沖擊的韌性,用于制造坦克、軍艦等。鉿吸收熱中子能力特別強(qiáng),用做原子反應(yīng)堆的控制棒主要用于軍艦和潛艇的反應(yīng)堆。性質(zhì)和用途鎬和鉿都是有銀色光澤的高熔點(diǎn)32重要化合物一、氧化物
ZrO2和HfO2可以由加熱分解它們的水合氧化物或某些鹽制得。ZrO2具有兩性溶于堿生成相應(yīng)的鹽,在高溫與堿共熔生成鎬酸鹽。在水溶液中以聚合態(tài)的ZrO2+鎬氧離子存在。
ZrO2+2H2SO4(濃)===Zr(SO4)2+2H2OZr(SO4)2+H2O===ZrOSO4+H2SO4二、鹵化物ZrCl4是白色固體,在604K升華,遇水強(qiáng)烈水解:
ZrCl4+9H2O===ZrOCl2·8H2O+2HCl在673~723K時(shí),金屬鎬可以將ZrCl4還原為難揮發(fā)的ZrCl3,而HfCl4不會(huì)被鎬還原,可分離鎬和鉿:3ZrCl4+Zr===4ZrCl3
重要化合物一、氧化物33重要化合物三、高的配合物鎬和鉿的配合物主要以配陰離子[MX6]2-形式存在。在M2IZrF6型配合物中,的溶解度隨溫度的升高而增大,利用此性質(zhì)可進(jìn)行重結(jié)晶提純。(NH4)2ZrF6===ZrF4+2NH3+2HF
鉿的鹵配合物的溶解度比鎬的配合物大。鎬的烷氧基配合物的沸點(diǎn)不同,也可利用此性質(zhì)來分離鎬和鉿。重要化合物三、高的配合物34存在、性質(zhì)與用途
Nb和Ta因性質(zhì)相似,在自然界中共生,礦物為Fe[(Nb,Ta)O3]2如果Nb的含量多就稱鈮鐵礦,反之為鉭鐵礦。Nb、Ta以+V價(jià)最穩(wěn)定,它們的單質(zhì)容易呈鈍態(tài)、都溶于硝酸和氫氟酸的混合酸中,鉭不溶于王水。鈮和鉭在高溫時(shí)可以與氧、氯、硫、碳等化合。的獨(dú)特應(yīng)用是制造合金鋼。它們另一個(gè)重要性質(zhì)是對人的肌肉和細(xì)胞沒有任何不良影響,而細(xì)胞卻可以在其上面生長發(fā)育,所以它們用做外科刀具。存在、性質(zhì)與用途Nb和Ta因性質(zhì)相似,在自35重要化合物一、氧化物及水合氧化物
Nb2O5和Ta2O5為白色粉末。它們?nèi)苡贖F生成五氟化物,與堿共熔生成鈮(鉭)酸鹽,可以認(rèn)為是兩性化合物,更顯著特點(diǎn)是化學(xué)惰性:
Nb2O5+10HF===2NbF5+5H2ONb2O5+10NaOH===2Na2NbO5+5H2ONb2O5和Ta2O5與過量的堿金屬氫氧化物或碳酸鹽共熔,然后溶解于水時(shí),生成與釩類似的同多酸根陰離子的溶液。二、鹵化物鈮和鉭的四種五鹵化物均可由金屬直接與鹵素加熱制得。NbCl5在氧氣氛中加熱分解為NbOCl3,它是白色絲光針狀晶體,約在670K升華,易水解為含水的五氧化物:
NbOCl3+(n+3)H2O===6HCl+Nb2O5·nH2O重要化合物一、氧化物及水合氧化物36性質(zhì)、反應(yīng)和用途
鉬和鎢是銀白色、有光澤、具有體心立方結(jié)構(gòu)的金屬。最明顯的特征是他們的高熔點(diǎn),鎢是所有金屬中熔點(diǎn)最高的?;瘜W(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,表面形成一層鈍態(tài)的薄膜。鉬和鎢在常溫下很不活潑,與大多數(shù)金屬不作用,鎢與氟作用,鉬與氟劇烈反應(yīng)。在高溫下它們易與氧、鹵素、碳及氫反應(yīng),分別得到氧化物、鹵化物、間允型碳化物及氫化物。鉬與硫作用而鎢不與硫作用。它們與非氧化性的酸不作用,溶于濃硝酸、熱濃硫酸、王水或氫氟酸和硝酸的混合酸。一般堿溶液不作用,與熔融的堿性氧化劑反應(yīng)。
Mo的價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d5ns1,W的價(jià)電子構(gòu)型為5d46s2,它們中的6個(gè)電子都可以參加成鍵。鉬和鎢的主要用途是制造特種鋼。性質(zhì)、反應(yīng)和用途鉬和鎢是銀白色、有光澤、具37重要化合物一、三氧化鉬和三氧化鎢
MoO3和WO3是金屬鉬和鎢在空氣中燃燒時(shí)的最終產(chǎn)物。MoO3在室溫下是一種白色固體,加熱時(shí)變黃,熔點(diǎn)1068K,白色的MoO3是由畸變的MoO6八面體組成的層狀結(jié)構(gòu)。WO3是一種淡黃色固體,熔點(diǎn)1746K,它是由頂角連接的WO6八面體的三維陣列構(gòu)成。
MoO3和WO3都是酸性氧化物,難溶于水,無明顯氧化性,溶于氨水和堿的水溶液生成含MoO42-離子的鹽。
MoO3+2NH3·H2O===(NH4)2MoO4+H2OWO3+2NaOH===Na2WO4+H2O
重要化合物一、三氧化鉬和三氧化鎢38重要化合物二、鉬酸和鎢酸及其鹽鉬酸和鎢酸實(shí)際上都是水合氧化物。如H2MoO4實(shí)際上是MoO3·H2O;H2MO4·H2O實(shí)際上是MO3·2H2O(M=Mo,W)。鉬酸鹽和鎢酸鹽的氧化性比鉻酸鹽弱得多。2MoO42-+Zn+8H+===2MoO2++Zn2++4H2O2MoO42-+Zn+12H++10Cl-===2[MoOCl5]2-+Zn2++6H2O2MoO42-+3Zn+16H++6Cl-===2MoCl3+3Zn2++8H2O鎢酸的氧化性就更弱了。
重要化合物二、鉬酸和鎢酸及其鹽39重要化合物三、鉬和鎢的同多酸和雜多酸及其鹽兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的酸酐和若干水分子組成的酸稱為同多酸,它們的鹽稱為同多酸鹽。若有不同的酸酐和若干水分子組成的酸稱為雜多酸,其鹽稱為雜多酸鹽。將鉬酸鹽或鎢酸鹽溶液酸化,并不斷降低pH值時(shí),MoO42-離子或WO42-離子將會(huì)發(fā)生縮聚作用生成同多酸根離子。pH越小,縮合度越大。膽子很強(qiáng)的酸性溶液中,則發(fā)生解聚作用。當(dāng)將鉬酸銨和磷酸鹽的溶液進(jìn)行酸化時(shí),得到一種黃色沉淀就是12—磷鉬酸銨。它是制得的第一個(gè)雜多酸鹽,可用于磷酸鹽的定量:3NH4++12MoO42+PO43+24H+===(NH4)3[PMo12O40]·6H2O+6H2O四、鉬和鎢的原子簇化合物
Mo、W、Nb、Ta等金屬均可形成原子簇化合物。重要化合物三、鉬和鎢的同多酸和雜多酸及其鹽40鉬的生物活性和固氮作用
鉬是生命中必需的過度元素。它對高等動(dòng)物和人類有重要的生物作用。人和大多數(shù)生物都需要鉬做多種酶的輔助因子。在生物氧化還原反應(yīng)中,鉬主要以Mo(Ⅴ)和Mo(Ⅵ)之間的轉(zhuǎn)化起電子傳遞作用。它是哺乳動(dòng)物體內(nèi)黃嘌呤化酶、醛氧化酶和硫化物酶三種金屬硫蛋白的成分。鉬是很多中植物的必需的微量元素。植物的蛋白質(zhì)、核酸、葉綠素等都是含氮的化合物。實(shí)現(xiàn)將空氣中的氮、土壤中的NO2-、NO3-和NH3轉(zhuǎn)化為植物能吸收和利用的氮化合物是固氮酶。如硝酸還原酶、氧化酶等,而這些酶是鉬酶。鉬的生物活性和固氮作用鉬是生命中必需的過度41氧化物和含氧酸鹽锝的氧化物是Tc2O7和穩(wěn)定的TcO2,錸的氧化物是Re2O7、ReO3、ReO2。Tc2O7和Re2O7都是易揮發(fā)的黃色固體。都能溶于水得到無色的高锝酸HTcO4和高錸酸HReO4。HTcO4和HReO4與HMnO4一樣都是強(qiáng)酸,但其氧化性比HMnO4弱得多。在堿性溶液中,HTcO4和HReO4是穩(wěn)定的。
ReO3是一種穩(wěn)定的紅色固體,具有金屬光澤。不溶于水,也不與酸和堿的水溶液作用,但與濃堿一起煮沸時(shí),發(fā)生歧化反應(yīng):
3ReO3===Re2O7+ReO2
TcO2是锝的氧化物中最穩(wěn)定的。氧化物和含氧酸鹽锝的氧化物是Tc2O7和42锝和錸的配合物
VIIB族金屬M(fèi)n、Tc、Re都有豐富的配位化學(xué)的研究內(nèi)容,但該族中Re與Mn或Tc相比,更明顯地具有生成高配位數(shù)化合物的特色。另外,含有Re-C鍵的有機(jī)金屬化合物是過渡金屬中最豐富的。锝和錸的配合物VIIB族金屬M(fèi)n、Tc、R43鉑系元素通性鉑系元素包括Vlll族中的釕、銠、鈀和鋨、銥、鉑六種元素。根據(jù)它們的密度,釕、銠、鈀稱輕鉑系金屬;鋨、銥、鉑稱重鉑系金屬。但由于這二組元素在性質(zhì)上有很多相似之處,并且在自然界里也常共生而存在,因此統(tǒng)稱為鉑系元素。大多數(shù)鉑系金屬能吸收氣體,尤其是鈀吸收氫的能力特別大。催化活性高也是鉑系金屬的一個(gè)特性,例如,鉑和鈀可用作一些化學(xué)反應(yīng)的催化劑。鉑系元素的化學(xué)穩(wěn)定性很高。常溫下,與氧、硫、氯等非金屬元素都不起作用,但在高溫下可反應(yīng)。鈀和鉑都溶于王水,鈀還可溶于濃硝酸和熱硫酸中,而釕、銠、鋨、銥連王水也不能使其溶解。鉑系元素通性鉑系元素包括Vlll族中的釕、銠、鈀和鋨、銥44單質(zhì)一、性質(zhì)鉑系金屬的顏色除鋨為藍(lán)灰色外,其余都是銀白色。除釕和鋨硬而脆外,其余都具有延展性。大多數(shù)鉑系金屬能吸收氣體,鈀的吸氫能力是所有金屬中最大的。鉑系金屬的化學(xué)穩(wěn)定性很高。二、用途鉑系金屬的主要用途是作催化劑。鉑可做坩堝、蒸發(fā)皿及電極,在化學(xué)和玻璃工業(yè)中用做防止熱氫氟酸的化學(xué)腐蝕,還用在珠寶制造上。三、提煉與分離鉑系金屬主要是從電解銅、鎳
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