d-1区元素2007.ppt

1、d区元素(一),*7 金属有机化合物,*6 铂系元素简介,5 铁 钴 镍,4 锰,3 铬 钼 钨 多酸型配合物,2 钛 钒,1 d区元素概述,1 d区元素概述,1.5 d区元素离子的颜色,1.4 d区元素的氧化态,1.3 d区元素的化学性质,1.2 d区元素的物理性质,1.1 d区元素的原子半径和 电离能,1.1 d区元素的原子半径和电离能,1.d区元素在周期表中的位置,3. d区元素的原子半径,2. d区元素原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-2,总趋势：同周期 左右由小大,幅度不大。 同副族 不规律。,4.d区元素的第一电离能,1.2 d区元素的物理性质,熔点、沸点高 熔点最高

2、的单质：钨(W) 硬度大 硬度最大的金属：铬(Cr) 密度大 密度最大的单质：锇(Os) 导电性，导热性，延展性好。,熔点变化示意图,1.3 d区元素的化学性质,总趋势：从左至右活泼性降低。,总趋势：从上到下活泼性降低。,1.4 d区元素的氧化态,有多种氧化态。红色为常见的氧化态。,1.5 d区元素离子的颜色,Mn () Fe() Co() Ni() Cu() Zn(),水合离子呈现多种颜色。,*3.5 多酸型配合物 同多酸和杂多酸及其盐,*3.4 钼、钨的化合物,3.3 水溶液中离子及其反应,3.2 铬的化合物,3.1 铬、钼、钨的单质,3 铬 钼 钨 多酸型配合物,铬分族(VIB)：Cr,

3、 Mo, W,铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在，以铬铁矿为原料制备之。,1. 铬单质的制备,3.1 铬、钼、钨的单质,价层电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2,Cr2O3,Cr,Na2CrO4 (aq),Na2Cr2O7 (aq),2.单质铬的性质,铬元素的电势图,/ V,/ V,在冷、浓硝酸中钝化。, 无膜金属与酸的反应, 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活泼性下降。, 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。,性质,制备：,性质：,(灰绿),(亮绿色),3.2 铬的化合物,1.Cr2O3(铬绿),2.Cr(OH)3,3.3 水溶液中离子及其反应,1.Cr()的盐,水解,还原性,氧化性,Cr

4、2+(aq) Cr3+(aq),Cr()的配合物的多种颜色,pH值的影响,pH6：CrO42-为主,2.Cr2O72-与CrO42-间的转化,溶解度的影响,K2Cr2O7 PbCrO4,3. Cr2O72-的氧化性,洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）,铬酐 (暗红色，针状),4.Cr()的鉴定,H+,小结：,某固体盐A易溶于水，其水溶液呈酸性，在A溶液中逐滴加入NaOH溶液时产生灰蓝 色沉淀B。NaOH溶液过量时，可得到亮绿色溶液C，在C中加入H2O2溶液并加热得 到黄色溶液D，酸化，D变成橙红色溶液E，在E中加入某硝酸盐F溶液产生砖红色 沉淀G，在A溶液中加入F时产生白色沉淀H，

5、H可溶于过量氨水，得到无色溶液I，酸化I又有白色沉淀H产生。把AI所代表的物质填入括号中。 A（ ）、 B（ ）、 C（ ）、 D（ ）、 E（ ） F（ ）、 G（ ）、 H（ ）、 I（,4.1 锰的单质,4 锰,*4.4 锰的Gibbs函数变 -氧化值图,4.3 水溶液中的锰离子及其反应,4.2 锰的化合物,锰的存在：软锰矿(MnO2xH2O) 制备与性质：,锰分族(VIIB)：Mn Tc Re 价电子构型：(n-1)d5ns2,4.1 锰的单质,制备：,锰单质的性质：,白色金属，硬而脆,活泼金属：,与氧、卤素等非金属反应：,在氧化剂存在下与熔融的碱作用：,4.2 锰的化合物,Mn的价电

6、子构型：3d54s2 可形成多种氧化值：从-2+7， 最高氧化值=价电子数,Mn(OH)2 (白色),二羟氧锰,结论：Mn()在碱性条件下不稳定(还原性强) 在酸性条件下稳定(还原性差),MnO2,黑色无定形粉末，不溶于水和稀酸 热稳定性：,还原性（一定程度）,pH13.5,氧化性强（主）,MnS(肉色）,4.3 水溶液中的锰离子及其反应,锰元素电势图：,Mn2+价电子构型 3d5,说明：鉴定Mn2+常用NaBiO3 酸化时用HNO3 C(Mn2+)很低时，很灵敏,K2MnO4,暗绿色晶体； 在pH13.5的碱性溶液中稳定存在； 在水溶液中易歧化。,KMnO4 (紫黑色晶体),强氧化性,不稳定

7、性,加热,(见光)遇酸,浓碱,小结：,(黑褐),(白色),(肉色),(深肉色),无O2+OH-,H+,KClO3 + KOH,H+ 或 CO2 (歧化),H2O+SO32-,OH-(浓)+SO32-,H+或CO32-(歧化),紫色,暗绿,5 铁 钴 镍,5.1 铁、钴、镍的单质,5.3 水溶液中铁、钴、镍的 离子及其反应,5.2 铁、钴、镍的化合物,族 Fe Co Ni 铁系 Ru Rh Pd Os Ir Pt,铂系,最高氧化值不等于族序数。,5.1 铁、钴、镍的单质,1. 存在,辉钴矿：CoAsS； 镍黄铁矿：NiSFeS；,2.单质的物理性质,白色金属，磁性材料； Fe，Co和Ni熔点接近

8、。,赤铁矿：Fe2O3；磁铁矿：Fe3O4；,黄铁矿：FeS2；,3.单质的化学性质,与稀酸反应(Co，Ni反应缓慢),纯Fe，Co，Ni在水、空气中稳定； 加热时，Fe,Co,Ni可与O2,S,X2等反应。,钝化,浓、冷HNO3可使Fe，Co，Ni钝化； 浓H2SO4可使Fe钝化。,5.2 铁、钴、镍的化合物,铁的重要化合物,钴()和镍()的重要化合物,氢氧化物,氯化羟钴(碱式氯化钴),(慢),还原性：Fe()Co()Ni(),M=Co,Ni,卤化物,氧化性,Fe() Co() Ni() F- FeF3 CoF3 * (350分解) Cl- FeCl3 CoCl3 * (常温分解) Br-

9、FeBr3 * * I- * * *,稳定性,还原性,稳定性, FeCl3有明显的共价性，易潮解。,蒸汽中形成双聚分子, CoCl26H2O变色硅胶。,Fe(), Co(), Ni()的硫化物,FeS CoS NiS,黑色 不溶于水,6.310-18,410-21() 210-25(),3.210-19() 1.010-24() 2.010-26(),稀酸溶性,但CoS, NiS形成后由于晶型转变而不再溶于酸。,5.3 水溶液中铁、钴、镍的 离子及其反应,1.Fe(),Fe()的水溶液,水解性,=10-9.5,=10-3.05,Fe3+水解最终产物：Fe(OH)3,Fe(OH)(H2O)52+

10、 Fe(OH)2(H2O)4+H+,结构：,2Fe(H2O)63+ (H2O)4 Fe(OH)2Fe(H2O)44+ 水合铁离子双聚体 +2H+,Fe3+进一步水解：,氧化还原性,Fe2+具有还原性：(保存Fe2+溶液应加入Fe),Fe3+中等强度氧化剂。(FeCl3烂板剂),红,氨配合物,2.水溶液中的配合反应,蓝色,注2：,注1：,加入NH4Cl促使平衡右移 实验时先加入NH4Cl,后加入NH3H2O看不到蓝色。,硫氰配合物,异硫氰合铁()配离子,四异硫氰合钴()配离子,实验中用固体KSCN或NH4SCN,鉴定Fe3+,鉴定Co2+,氰配合物,黄,土黄,常用盐：K4Fe(CN)6 黄血盐 黄色 K3Fe(CN)6 赤血盐 晶体为红色,碱性条件下分解：,Fe离子的鉴定：,Fe2+的鉴定：(酸性条件),滕氏蓝,Fe3+的鉴定：(酸性条件),普鲁士蓝,KFe (CN)6Fex 的结构,3.离子的鉴定,Cu2+的鉴定：