无机化学-第11章d区元素（1）

11 d区元素(1),11.5 铁 钴 镍,11.4 锰,11.1 过渡元素的基本性质,11.2 钛 钒,11.3 铬,11.6 铂系元素,d区元素,三个系列,第一过渡系第二过渡系第三过渡系,过渡元素,14.1 过渡元素的基本性质,(1)原子结构,价电子层构型：(n-1)d110ns12,(2)原子(金属)半径,1.过渡元素的电子层结构与性质,(3)金属性,总趋势：从左至右活泼性降低。,第二、第三过渡系金属不能置换稀酸中的H+。,(4)单质的物理性质,原子半径一般较小，成键电子数较多，金属键大多较强或很强，甚至可形成部分共价键。,密度大(锇Os)；硬度大(铬Cr)；熔点高(钨W) 。,金属晶体,过渡金属熔点的变化情况,2.氧化态,有多种氧化态，且可以连续变化。,总趋势：从左至右最高氧化态先升高，第8族以后降低。,但高氧化态稳定性低！,而同族从上往下高氧化态趋于稳定。,成键特征,低氧化态(+1,+2,+3)化合物中，一般离子键。 水溶液中，以水合离子存在。 Cr(H2O)63+，Co(H2O)62+,高氧化态(+4, +4)化合物中，极性共价键。 水溶液中，以含氧的水合离子存在。 TiO2+(H2O)x，CrO42-(H2O)x,Cr(H2O)66+,Cr(OH)6,CrO2(OH)2,= H2CrO4,3.氧化物及其水合物的酸碱性,酸性增强,碱 性 增 强 (同一氧化态),碱性氧化物溶于酸，不(微)溶于水。,酸性氧化物溶于碱，不一定溶于水，如溶， 生成含氧酸。,4.配位性,过渡元素容易形成配合物,具有能量相近的(n-1)d、ns、np价层空轨道，可以接受孤电子对；,过渡元素的有较小的离子半径和较大的变形性，吸引配体的能力较强。,5.水合离子的颜色,可见光的颜色和波长,配离子现色的原因：,11.4 锰,元素周期表中的位置：,第四周期、第7族(B),可能的氧化态：,价电子层结构：,3d54s2,+2 +7,Mn2+(3d5)，半充满，稳定性大。,1.锰金属,空气中的致密氧化物保护膜,活泼金属,与氧、卤素等非金属反应：,金属的光泽(颜色)：,银白色,金属的活泼性：,与稀酸、热水反应：,锰的氧化物和氢氧化物,+2 +3 +4 +6 +7,MnO Mn2O3 MnO2 - Mn2O7,Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4,碱性 弱碱性 两性 酸性 酸性,锰的元素电势图：,2.Mn()化合物,不能稳定存在的物质：,MnO42-、Mn3+,最稳定的物质：,Mn2+,与强氧化剂NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8 等反应：,鉴定Mn2+的反应,Mn()在碱性介质中为白色胶状沉淀Mn(OH)2,有较强的还原性，空气中易被氧化。,Mn(OH)2,白色,棕黑色,不能稳定存在的物质：,MnO42-,3.Mn()化合物,MnO2：黑色无定形粉末， 不溶于水，稳定。,酸性介质中：MnO2是强氧化剂。,强碱性条件下，MnO2有还原性。,既有氧化性，又有还原性。,4.Mn()和Mn()化合物,Mn() ：锰酸盐，绿色固体。,强碱性溶液中？,中性溶液中：,为什么？,酸性溶液中：,MnO42-是稳定的！,强碱性介质中： c(OH-) 1.0molL-1,结果使 E右 Fe(OH)3,水解程度： Fe2+ Fe3+,Fe(OH)3 棕红色,2.重要的盐类,定量分析中常用的还原剂, FeCl3,有明显的共价性，易潮解。蒸汽中形成双聚分子Fe2Cl6。,Fe2+有较强的还原性，易被氧化。,Fe的元素电势图：,H+ ：,OH-：,盐 ：,酸性条件下，Fe3+有一定的氧化性：,欲要使Fe3+氧化成FeO42-，需要在碱性介质中、 用强氧化剂进行。,Fe3+的还原性很弱，而FeO42-是强氧化剂。,3.铁的配合物,(1)氰基配合物,亚铁氰化钾 K4Fe(CN)63H2O 黄色晶体，俗称黄血盐。,铁氰化钾 K3Fe(CN)6 深红色晶体，俗称赤血盐。,异硫氰合铁()配离子,鉴定Fe3+的灵敏反应,其中Fe(NCS)2+ (血红色),(2)硫氰基配合物,(3)卤离子配合物,分析化学中常用的掩蔽剂,11.5.3 钴和镍的重要化合物,1.氧化还原性,还原性,+2,Fe2+ Co2+ Ni2+,Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2,还原性增强,还原性增强,Fe2+：酸、碱性条件下均易被氧化(空气)。,Co2+：只有在碱性条件下：,Ni2+：只有在碱性、强氧化剂条件下：,+3,Fe3+ Co3+ Ni3+,Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3,氧化性增强,氧化性增强,Co3+、Ni3+的氧化性比Fe3+强的多！,Fe2O3， Fe(OH)3Co2O3， Co(OH)3Ni2O3， Ni(OH)3,FeCl3Co2+ + Cl2Ni2+ + Cl2,？+ ？,类似于MnO2、PbO2等强氧化剂,氧化性,Fe(OH)3,Co(NH3)63+,用NH3可实现Co2+、Ni2+与Fe2+的分离,2.碱性溶液中的反应,Co(NH3)62+Ni(NH3)42