12-過渡元素課件

第12章過渡元素(5h)12.1過渡元素通性12.2鉻的重要化合物12.3錳的重要化合物12.4鐵鈷鎳的重要化合物12.5ds區(qū)元素1.2.12.1過渡元素通性1.原子的價電子層構型

d區(qū)元素價電子層結構：(n-1)d1-9ns1-2ds區(qū)元素價電子層結構：(n-1)d10ns1-2f區(qū)元素價電子層結構：(n-2)f0-14ns2或

(n-2)f0~14(n-1)d1~2ns22.原子半徑

12.1.1過渡元素簡介3.

3.d區(qū)元素的第一電離能總趨勢:同周期左右小大 同副族不規(guī)律12.1過渡元素通性4.4.物理性質(zhì)(1)熔點、沸點高 熔點最高的單質(zhì)：鎢(W)(2)硬度大 硬度最大的金屬：鉻(Cr)(3)密度大 密度最大的單質(zhì)：鋨(Os)(4)導電性，導熱性，延展性好熔點變化示意圖12.1過渡元素通性5.密度變化示意圖12.1過渡元素通性6.12.1.2化學性質(zhì)總趨勢：從左至右活潑性降低1.化學性質(zhì)的變化規(guī)律12.1過渡元素通性7.總趨勢：從上到下活潑性降低12.1過渡元素通性8.2.多種氧化值紅色為常見的氧化態(tài)12.1過渡元素通性9.3.離子呈現(xiàn)多種顏色12.1過渡元素通性10.4.形成多種配合物12.1過渡元素通性11.12.1過渡元素通性12.5.催化性許多過渡元素及其化合物具有獨特的催化性能，Pt，Pd，F(xiàn)e，Cu，V，…..，PdCl2，V2O5….等常用的催化劑6.磁性多數(shù)過渡金屬原子或離子有未成對電子，具有順磁性，未成對電子數(shù)越多，磁矩越大12.1過渡元素通性13.12.2鉻的重要化合物12.2.1鉻（Ⅲ）氧化物及氫氧化物12.2.2鉻（Ⅲ）鹽及其性質(zhì)12.2.3鉻（Ⅲ

）的配合物12.2.4鉻（Ⅵ）鹽14.

12.2.1鉻(Ⅲ)氧化物及氫氧化物鉻(VIB)：Cr 價電子構型：3d54s11.單質(zhì)鉻的性質(zhì)鉻元素的電勢圖-0.741.33-0.41-0.91-0.12-1.1-1.4-1.3（2）活潑金屬，表面易形成一層成氧化膜，活潑性下降（1）灰白色,熔點沸點高，硬度大性質(zhì)15.在冷、濃硝酸中鈍化（3）無膜金屬與酸的反應2.鉻（Ⅲ）的化合物制備：性質(zhì)：——兩性氧化物16.（灰綠）（亮綠色）12.2.2Cr3+鹽及其性質(zhì)(1)Cr3+鹽1)水解17.2)還原性12.2.3Cr3+的配合物

Cr3+的配合物有數(shù)千種，絕大多數(shù)配位數(shù)：6常見的是：[Cr(H2O)6]3+,配合物多有顏色3)氧化性18.1.Cr2O72-與CrO42-間的轉(zhuǎn)化

pH值的影響pH<2：Cr2O72-為主pH>6：CrO42-為主(黃)(橙)

溶解度的影響12.2.4鉻（Ⅵ）鹽

19.2.Cr2O72-的氧化性K2Cr2O7及其溶液非常穩(wěn)定,可作為基準物測定其它物質(zhì)實驗室常用洗液：K2Cr2O7+濃H2SO420.實際是

O22-以π電子對Cr(Ⅵ)形成配位鍵。(C2H5)2O可占據(jù)Cr(Ⅵ)第4個配位位置，成四面體結構在酸介質(zhì)中CrO5分解：4CrO(O2)2+6H2SO4===2Cr2(SO)3+7O2↑+2H2OCrO5（過氧化鉻）結構

Cr2O72-與H2O2的反應用于鑒定H2O2：

Cr2O72-+4H2O2+2H+

2CrO5

+5H2O

藍色21.小結22.12.3錳的重要化合物12.3.1錳的電勢圖12.3.2錳氧化物和氫氧化物12.3.3錳鹽及其性質(zhì)23.12.3.1錳的電勢圖錳(VIIB)：Mn價電子構型：3d

54s

21.錳單質(zhì)的性質(zhì)白色金屬，硬而脆活潑金屬:

24.2.錳的電勢圖酸性溶液堿性溶液1.6951.231.510.588-0.0525.12.3.2錳的氫氧化物及氧化物1.Mn(OH)2(白色)二羥氧錳結論：Mn(Ⅱ)在堿性條件下不穩(wěn)定(還原性強) 在酸性條件下穩(wěn)定(還原性差)2.MnO2

黑色無定形粉末，不溶于水和稀酸不穩(wěn)定性：MnO(OH)2+H2O2+2H+＝Mn2++O2(g)+3H2O26.

還原性（一定程度）濃堿溶液

氧化性強（主）12.3.3錳鹽及其性質(zhì)1.Mn2+鹽價電子構型3d527.2.K2MnO4鹽

暗綠色晶體在pH>13.5的堿性溶液中穩(wěn)定存在在水溶液中易歧化3.KMnO4

(紫黑色晶體)

強氧化性可氧化SO32-I-Cl-H2SFe2+Sn2+產(chǎn)物SO42-I2Cl2S或SO42-Fe3+Sn4+28.

不穩(wěn)定性(見光)遇酸濃堿加熱溶液的酸度不同，MnO4-被還原的產(chǎn)物不同酸性中性堿性29.小結H+或CO2(歧化)(黑褐)(白色)(肉色)(深肉色)無O2+OH-H+KClO3+KOHH2O+SO32-OH-(濃)+SO32-H+或CO32-(歧化)紫色暗綠30.12.4鐵、鈷、鎳的重要化合物12.4.1鐵、鈷、鎳價層電子結構與氧化態(tài)12.4.2鐵、鈷、鎳的氧化物及氫氧化物12.4.4鐵、鈷、鎳的配合物12.4.3水溶液中鐵、鈷、鎳的離子及其反應31.Ⅷ族FeCoNi鐵系

RuRhPdOsIrPt鉑系最高氧化值不等于族序數(shù)12.4.1鐵、鈷、鎳的價電子結構與氧化態(tài)32.1.單質(zhì)的物理性質(zhì) (1)白色金屬。磁性材料 (2)m.p.Fe>Co>Ni(1)Co,Ni反應緩慢(2)鈍化濃、冷HNO3可使Fe,Co,Ni鈍化濃H2SO4可使Fe鈍化(3)純Fe,Co,Ni在水、空氣中穩(wěn)定加熱時，F(xiàn)e,Co,Ni可與O2,S,X2等反應

2.單質(zhì)的化學性質(zhì)單質(zhì)的性質(zhì)33.12.4.2鐵、鈷、鎳的氧化物及氫氧化物1.氧化物鐵系元素的氧化物FeO(黑)CoO(灰綠)NiO(暗綠)Fe2O3(磚紅)Co2O3(黑)Ni2O3(黑)FeO、CoO、NiO堿性氧化物，難溶液水和堿，易溶于酸Fe2O3難溶于水的兩性物質(zhì)，以堿性為主：

Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+熔融

Fe2O3+Na2CO3--→2NaFeO2+CO2↑Co2O3、Ni2O3有強氧化性：Co2O3+6H++2Cl-===2Co2++Cl2↑+3H2ONi2O3+6H++2Cl-===2Ni2++Cl2↑+3H2O34.2.氫氧化物條件：堿性還原性次序：Fe(OH)2>Co(OH)2>Ni(OH)2M=Co,Ni(M=Co,Ni)還原性：強氧化劑(NaOCl、Br2、Cl2等)

35.(M=Co,Ni)與堿反應：配合反應：具有兩性M=Co,Ni與酸反應：M=Fe,Co,Ni氧化性條件：酸性氧化性次序：Fe(OH)3<CoO(OH)<NiO(OH)36.Fe(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的水溶液

1.水解性12.4.3水溶液中鐵、鈷、鎳的離子及其反應

Fe3+進一步水解Fe3+水解最終產(chǎn)物：Fe(OH)3水合鐵離子雙聚體[Fe(H2O)6]2+[Fe(OH)(H2O)5]++H+

K

=10-9.5[Fe(H2O)6]3+[Fe(OH)(H2O)5]2++H+

K

=10-3.05[Fe(OH)(H2O)5]2+

[Fe(OH)2(H2O)4]++H+[Fe(OH)2(H2O)4]+

[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4++2H+淡紫淡綠37.2.氧化還原性

Fe2+具有還原性：(保存Fe2+溶液應加入Fe)

Fe3+中等強度氧化劑。(FeCl3爛板劑)38.1.氨配合物紅色藍色土黃色Cl-12.4.4水溶液中的配合反應藍色SO42-淺綠色(不易觀察到)39.2.硫氰配合物異硫氰合鐵(III)四異硫氰合鈷(II)鑒定Fe3+鑒定Co2+3.氰配合物黃常用鹽：K4[Fe(CN)6]黃血鹽黃色

K3[Fe(CN)6]赤血鹽晶體為紅色堿性條件下分解土黃40.茶綠色強還原性淺棕色黃色Co(Ⅱ)的配合物很多，可大體分為兩類：粉紅色(八面體)藍色(四面體)說明:41.4.羰合物

Fe、Co、Ni與CO形成配合物，如：Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4等42.

Fe2+H+Fe(OH)2NH3H2OFe2+淡綠

OH-Fe(OH)2(s,白)

O2Fe(OH)3(s,紅棕)

HClFe3+Co(NH3)63+紅

O2Co(NH3)62+黃

NH3H2OCo(OH)Cl(s,藍)

NH3H2OCo2+(Cl-)

粉紅

OH-Co(OH)2(s,粉紅)

NaClOCo(OH)3(s,紅棕)濃HClCo2+Ni(NH3)62+藍

NH3H2ONi2(OH)2SO4淺綠

NH3H2ONi2+(SO42-)

淡綠

OH-Ni(OH)2(s,果綠)

NaClONiO(OH)(s,黑)濃HClNi2+鑒定：Fe(NCS)n3-n

血紅Co(NCS)42-天藍Ni(DMG)2(s,鮮紅)[KFe(CN)6Fe]x(s,藍)小結:43.12.5ds區(qū)元素12.5.1銅的重要化合物12.5.2銀的重要化合物12.5.3汞及其重要化合物44.1.難溶物：

CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S大小12.5.1銅的重要化合物配合物：CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-小大例：H2O(1)Cu(I)的配合物多為2配位2.銅的配合物形成[Cu(NH3)2]+,但不穩(wěn)定,易被空氣氧化而非歧化0.013V-0.128V45.淺藍深藍淺藍深藍淺藍藍H2O(2)Cu(II)的配合物多為4配位也是配合物檢驗糖尿病：紅色為有病，藍色沒有病46.

(1)Cu2+的氧化性(Cu2+的鑒定)I-CN-3.溶液中銅離子及反應47.1)水溶液中：穩(wěn)定性Cu(I)<Cu(II)Cu2+Cu+Cu0.159V0.52V（2）Cu(II)與Cu(I)的轉(zhuǎn)化Cu2+0.859VCuI-0.185VCuCu2+0.438VCuCl2-0.241VCuCu2+0.509VCuCl0.171VCuCu(NH3)42+0.013VCu(NH3)2+-0.128VCu2)有配合劑、沉淀劑存在時Cu(I)穩(wěn)定性提高Eθ(右)>Eθ(左)，Cu+易歧化，不穩(wěn)定2Cu+Cu2++CuKθ=1.0×10648.3)高溫，固態(tài)時：穩(wěn)定性Cu(I)>Cu(II)1800℃49.1.銀的化合物的特點(1)難溶的多易溶：AgNO3,AgF,AgClO4

難溶：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S

Ag2CO3,Ag2CrO4,Ag2S2O3,Ag3PO4(2)熱穩(wěn)定性差（見光、受熱易分解）12.5.2銀的重要化合物(3)顏色

AgClAgBrAgIAg2OAgCrO4Ag2S

白淺黃黃褐磚紅黑50.2.Ag(I)離子的反應銀鏡反應51.鑒定S2O32-52.12.5.3汞及其重要化合物1.單質(zhì)汞及其用途Hg：-39℃汞是室溫下唯一的液態(tài)金屬——可作為金屬溶劑汞齊：Na-Hg,Au-Hg,Ag-Hg 用于提取貴金屬360℃470℃Hg+S→HgS(紅，朱砂)(黑，辰砂)2.單質(zhì)汞的化學性質(zhì)(1)與氧反應(2)與硫反應53.(3)與酸反應鹵化物

HgCl2：升汞,Cl-Hg-Cl直線型共價分子,易升華,微溶于水,劇毒，俗稱升汞

Hg2Cl2：甘汞,Cl-Hg-Hg-Cl直