第12章d区元素和f区元素.ppt

第十二章d区元素和f区元素 1 2 12 1 1d区元素和过渡元素 过渡元素 具有部分填充d或f壳层电子的元素 12 1d区元素概述 12 1 2d区元素的特性 1 单质的相似性 因为价电子数较多 原子半径较小 金属键较强 所以 金属的熔沸点较高 硬度较大 导电导热性较好 金属中 硬度最大者 Cr 熔点最高者 W 密度最大者 Os 最易吸收H2者 Pd 3 2 氧化态 元素ScTiVCrMnFeCoNi 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3氧化态 4 4 4 4 4 5 6 6 6 7 划横线表示常见氧化态 左右 氧化态先升高后降低 上下 同族高氧化态趋向稳定 Fe 2 3Ru 4Os 4 6 8 4 3 水合离子大多具有颜色 4 易形成配合物 12 3钒 钒为分散元素 不独立成矿 在其它金属冶炼时以副产物得到单质 由于钝化 在常温下表现出化学惰性 V3d34s2 2 3 4 5 离子色彩丰富 V2 紫 V3 绿 VO2 兰 VO2 VO3 黄酸根极易聚合 V2O74 V3O93 V10O286 pH下降 聚合度增加 颜色从无色 黄色 深红 酸度足够大时为VO2 5 V2O5 偏钒酸铵 性质 1 两性偏酸性 V2O5 2 氧化性 6 钒的含氧酸盐 特点 酸度 浓度不同 聚合程度不同 VO43 V2O5 xH2O 淡黄 棕 红棕 橙红色 7 B铬Cr3d54s1钼Mo4d55s1钨W5d46s2 铬在自然界存在FeO Cr2O3或FeCrO4铬铁矿 辉钼矿MoS2 Fe Mn WO4黑钨矿 CaWO4白钨矿 存在 12 4铬 钼 钨 8 0 13V 1 1V 1 4V B CrO42 Cr OH 3 Cr OH 2 Cr 1 2V CrO2 酸性介质氧化性强 碱性介质还原性强 1 33V 0 41V 0 91V A Cr2O72 Cr3 Cr2 Cr Cr Cr2 Cr Cr3 酸性介质 CrO2 Cr OH 4 碱性介质 Cr Cr2O72 酸性介质 CrO42 碱性介质 铬的氧化态与形态变化 9 12 4 1铬的化合物 III VI Cr VI 1 存在形式与转化 CrO42 Cr2O72 2 生成难溶盐 CrO42 Cr2O72 用于鉴别 10 Cr III 3 过氧化物 形成配合物而稳定用于鉴定反应 1 含氧化合物 11 2 氧化还原性 3 生成配合物 Cr H2O 6 Cl3 紫 特征 Cr3 C N 6 Cr NH3 H2O 5 Cl3 浅红 Cr H2O 5Cl Cl2 亮绿 Cr H2O 4Cl2 Cl 暗绿 Cr NH3 6 Cl3 黄 12 不直接形成NH3配合物 应在NH3 NH4 体系中 12 4 2钼和钨的化合物 13 12 5锰 Mn3d54s2 主要氧化态 2 3 4 5 6 7 1 5070 5642 260 951 51 1 19 A MnO4 MnO42 MnO2 Mn3 Mn2 Mn1 6951 23 H2CrO4H2MoO4H2WO4 氧化性和酸性增强 14 0 5640 60 0 200 1 1 55 B MnO4 MnO42 MnO2 Mn OH 3 Mn OH 2 Mn A 与 B 相差大 酸性介质 氧化剂 碱性介质 把低价态氧化为高价 12 5 1锰 II 的化合物 Mn2 15 Mn VI 存在于碱性介质中 歧化 还原性 氧化性 前两个反应表现氧化性 后一个反应表现还原性 12 5 2锰 IV 的化合物 12 5 3锰 VI 和锰 VII 的化合物 16 Mn VII 2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 4MnO4 H 4MnO2 3O2 2H2O 酸性介质 2KMnO4 5K2SO3 3H2SO4 2MnSO4 6K2SO4 3H2O中性或弱碱性 2KMnO4 3K2SO3 H2O 2MnO2 3K2SO4 2KOH强碱性介质 2KMnO4 K2SO3 2KOH 2K2MnO4 K2SO4 H2O 17 氧化态 2 3 6 2 3 4 2 3 4 12 6铁系元素 12 6 1氧化物和氢氧化物 M2O3 6HCl 2MCl2 Cl2 g 3H2O M Co Ni FeO CoO NiO均为碱性氧化物M2O3都有氧化性 Co Ni 18 氢氧化物 19 性质 1 M OH 2均为碱性 只溶于酸 2 M OH 3 Co Ni为碱性 Fe为两性偏碱性 3 Co OH 3 Ni OH 3具有强氧化性 Fe OH 3只有弱的氧化性 FeCl3 H2O CoCl2 Cl2 H2O NiCl2 Cl2 H2O Fe OH 2 Co OH 2 Ni OH 2 Fe OH 3 Co OH 3 Ni OH 3 20 12 6 2盐类 1 CoCl2变色硅胶 干燥剂 指示剂 2 Fe III 盐 Co Ni三价离子不稳定 难成盐 淡紫 黄 21 4 重要配合物 Fe2 3d6 Fe3 3d5 Co2 3d7 Co3 3d6 Ni2 3d8 C N 4 6 C N 6 4 1 氨配合物 黄 棕 蓝紫 22 2 氰根配合物 结构式 KFeIII CN 6FeII x 黄色 23 2Co2 12CN dsp2杂化 黄色 黄色 3 硫氰配合物 用于鉴定反应 x 1 6 24 12 7f区元素 n 2 f0 14 n 1 d0 1ns2 LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 25 4f76s2 4f146s2 4f7 1 特点 原子半径缩小缓慢 相邻元素递减1pm 总的缩小约14pm 镧系元素的原子 离子 半径 随着原子序数增大而缩小 12 7 1镧系收缩 26 2 后果 1 Y3 半径88pm落在Er3 88 1pm附近 Y进入稀土元素 Sc半径接近Lu3 常与Y3 共生 Sc也成为稀土元素 Zr IV Nb V Mo VI 80pm70pm62pmHf IV Ta V W VI 79pm69pm62pm 2 Zr与Hf Nb与Ta Mo与W三对元素半径十分接近 化学性质十分相近 常伴生在一起 难以分离 27 12 7 2镧系元素性质 Ln系 3为特征氧化态C