12_过渡元素_铜副族与锌副族ppt课件

1、第十二章第十二章 过渡元素过渡元素 12.1.1 过渡元素的原子的特征过渡元素的原子的特征1.周期表中的位置周期表中的位置第四周期的第四周期的IIIB-VIII(IB、IIB)为第一过渡系为第一过渡系Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、(Cu, Zn)第五周期的第五周期的IIIB-VIII(IB、IIB)为第二过渡系为第二过渡系第六周期的第六周期的IIIB-VIII(IB、IIB)为第三过渡系为第三过渡系第七周期的第七周期的IIIB-VIII(IB、IIB)为第四过渡系为第四过渡系 d区元素称为外过渡系元素区元素称为外过渡系元素 f区元素称为内过渡系元素区元素称为内过渡系元素Sc、Y

2、、La和镧系和镧系14种元素又统称为稀土元种元素又统称为稀土元素。素。概述概述3. 原子半径原子半径2. 原子的价电子层构型原子的价电子层构型 (n-1)d1-10ns1-2概述概述总趋势：总趋势： 同周期同周期 左左右右 由小由小大大, 幅度不大。幅度不大。 同副族同副族 不规律。不规律。4. 第一电离能第一电离能概述概述12.1.2 单质的物理性质单质的物理性质熔点、沸点高熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨熔点最高的单质：钨(W)硬度大硬度大 硬度最大的金属：铬硬度最大的金属：铬(Cr)密度大密度大 密度最大的单质：锇密度最大的单质：锇(Os)导电性，导热性，延展性好。导电性，导热性，延展性

3、好。熔熔点点变变化化示示意意图图12.1.3 单质的活泼性单质的活泼性总趋势：同一周期从左至右活泼性降低。总趋势：同一周期从左至右活泼性降低。元素元素 Sc Ti V Cr Mn - -1.63 -1.2 (估算值估算值) -0.90 -1.18 可溶该可溶该金属的金属的酸酸 各种酸各种酸 热热 HCl HF HNO3，HF 浓浓 H2SO4 稀稀 HCl H2SO4 稀稀 HCl H2SO4等等 元素元素 Fe Co Ni Cu Zn -0.440 -0.282 -0.260 +0.339 -0.762 可溶该可溶该金属的金属的酸酸 稀稀 HCl H2SO4等等 缓慢溶解缓慢溶解在在HCl等

4、等酸中酸中 稀稀 HCl H2SO4等等 HNO3， 浓， 浓热热 H2SO4 稀稀 HCl H2SO4等等 V/MM2EV/MM2E总趋势：同族从上到下活泼性降低。总趋势：同族从上到下活泼性降低。核电荷增加作用核电荷增加作用半径增加作用半径增加作用(Ni2+/Ni) =0.26V(Pd2+/Pd) = +0.92V(Pt2+/Pt) = +1.2V(Zn2+/Zn) =0.762V(Cd2+/Cd) =0.402V(Hg2+/Hg) = +0.851V但但Mn特殊，特殊， (Mn2+/Mn) Cu()与与Cu()的稳定性比较的稳定性比较电荷电荷 +1 72 离子离子 Cu+ Cu2+溶液中稳

5、定性溶液中稳定性 -0.6 -0.2 2+Hg2+ Hg2 Hg 0.911 0.79602+ 易发生：易发生： Hg2+ + Hg Hg2 2+单质单质物理性质物理性质均为银白色金属，锌略带蓝白色均为银白色金属，锌略带蓝白色 熔、沸点较低，并按熔、沸点较低，并按Zn-Cd-Hg顺序降低顺序降低,常温下常温下Hg 为液态为液态 金属之间或与许多金属能形成合金金属之间或与许多金属能形成合金 如黄铜如黄铜60%Cu、40%Zn Hg能溶解许多金属形成合金，即汞齐。能溶解许多金属形成合金，即汞齐。汞齐中的其它金属仍保持原有金属性质汞齐中的其它金属仍保持原有金属性质,如钠汞齐与水反应可置换出氢气如钠汞

6、齐与水反应可置换出氢气 空气中含微量空气中含微量Hg蒸气蒸气, 对人体健康不利。对人体健康不利。撒落在地上的撒落在地上的Hg可用锡箔将其沾起可用锡箔将其沾起(形成形成锡汞齐锡汞齐)，也可撒上硫粉形成无毒，也可撒上硫粉形成无毒HgS。 储存储存Hg ，Hg上面需加水封，以防上面需加水封，以防Hg蒸发蒸发单质单质化学性质化学性质Zn与与Cd相似，相似，Hg化学活泼性较差化学活泼性较差 2Zn+O2+H2O+CO2 Zn(OH)2ZnCO3在干燥空气中稳定在干燥空气中稳定 Zn:1.在潮湿空气中表面生成致密碱式碳在潮湿空气中表面生成致密碱式碳 酸盐薄膜，保护酸盐薄膜，保护Zn不被继续氧化不被继续氧化

7、 2.加热下可与绝大多数非金属反应加热下可与绝大多数非金属反应 2Zn + O2 2ZnO 1000 C 单质单质化学性质化学性质Zn与与Cd相似，相似，Hg化学活泼性较差化学活泼性较差 在干燥空气中稳定在干燥空气中稳定 Zn:1.在潮湿空气中表面生成致密碱式碳在潮湿空气中表面生成致密碱式碳 酸盐薄膜，保护酸盐薄膜，保护Zn不被继续氧化不被继续氧化 2.加热下可与绝大多数非金属反应加热下可与绝大多数非金属反应 3.两性两性 Zn +2OH-+2H2O Zn(OH)42- + H2Zn + 2H+ Zn2+ + H2 4.溶于氨水溶于氨水 Zn+4NH3+2H2OZn(NH3)42+H2 +2O

8、H-13-7-2锌的重要化合物锌的重要化合物13-7-213-7-2锌的重要化合物锌的重要化合物氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物ZnOZn(OH)2颜色颜色白色白色白色白色溶解性溶解性微溶于水微溶于水 难溶于水难溶于水热稳定性热稳定性稳定稳定较稳定较稳定 酸碱性酸碱性两性两性加入氨水加入氨水 溶解溶解ZnO + 2H+ Zn2+ + H2O Zn(OH)2 + 2H+ Zn2+ + 2H2O ZnO + 2OH- + H2O Zn(OH)42- Zn(OH)2 + 2OH- Zn(OH)42- 877 Zn(OH)2 ZnO + H2OCZn(OH)2 + 4NH3 Zn(NH3)42+2OH

9、-酸碱性酸碱性两性两性制取制取: 盐类盐类氯化锌氯化锌(ZnCl2)3. 无水无水ZnCl2 ZnCl2xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl+xSZnCl2xH2O+xSOCl2ZnCl2+2xHCl+xSO2O2( (氯化亚砜氯化亚砜) )2. Zn +2HCl(枯燥枯燥) ZnCl2+ H2 7001. Zn + Cl2 ZnCl2盐类盐类氯化锌氯化锌(ZnCl2)性质：性质：ZnCl2 + H2O HZnCl2(OH) 浓溶液具有显著酸性浓溶液具有显著酸性, 能溶解金属氧化物能溶解金属氧化物Fe2O3+6HZnCl2(OH)2FeZnCl2(OH)3+Fe2O3+6HZnCl2(

10、OH)2FeZnCl2(OH)3+3H2O 3H2O 常用于锡焊前清除金属表面氧化物常用于锡焊前清除金属表面氧化物无水无水ZnCl2为白色固体为白色固体蒸干蒸干ZnCl2水溶液，水溶液， 得不到得不到ZnCl2， 得到的是得到的是Zn(OH)Cl吸水性强，易溶于水，水溶液显酸性吸水性强，易溶于水，水溶液显酸性Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+在锌盐溶液中通入在锌盐溶液中通入H2S，可得到，可得到ZnS盐类盐类硫化锌硫化锌(ZnS)白色颜料，混合晶体白色颜料，混合晶体ZnSBaSO4称为锌称为锌钡白钡白(即立德粉即立德粉)，是优良的白色颜料，是优良的白色颜料在晶体在晶体ZnS中掺入微

11、量中掺入微量Cu、Mn、Ag做活做活 化剂，光照时可发出不同颜色的荧光，化剂，光照时可发出不同颜色的荧光，此此 材料可作荧光粉材料可作荧光粉Zn2+ + H2S ZnS(白色白色) +2H+ 配合物配合物常见配位数常见配位数4主要配合物主要配合物 Zn(NH3)42+2+Zn(CN)42-2-K 2.881095.011016f用于电镀用于电镀-1.27Cu(CN)42-/Cu-1.26Zn(CN)42-/ZnE /V 电对电对混合液用于镀黄混合液用于镀黄铜铜(Cu-Zn合金合金)Zn2+的鉴定的鉴定 在强碱性溶液中，在强碱性溶液中， 用二苯硫腙试剂用二苯硫腙试剂 Zn2+ + 二苯硫腙二苯硫

12、腙 水层呈粉红色水层呈粉红色 13-7-3汞的重要化合物汞的重要化合物12-3-312-3-3汞的重要化合物汞的重要化合物氧化汞氧化汞变体变体红色红色HgO黄色黄色HgO制取制取Hg(NO3)2分解分解 汞盐中加碱汞盐中加碱Hg+ + 2OH- HgO + H2O 2Hg(NO3)2 2HgO + 4NO2 + O2 为制造汞盐的主要原料，为制造汞盐的主要原料， 也可作医疗、分析试剂、陶瓷颜料等也可作医疗、分析试剂、陶瓷颜料等 氯化汞和氯化亚汞氯化汞和氯化亚汞 HgCl2(升汞升汞) Hg2Cl2(甘汞甘汞) 剧毒剧毒 ( (用于手术器具消毒用于手术器具消毒) )无毒无毒, ,味甜味甜 ( (

13、少量作泻药少量作泻药) )熔点低熔点低, ,易升华易升华制取制取Hg+Cl2HgCl2HgCl2+HgHg2Cl2颜色颜色白色白色白色白色 类型类型共价化合物共价化合物 分子构型分子构型ClHgClClHgHgCl氧化数氧化数+2+1+1溶解度溶解度略略 溶溶难难 溶溶HgCl2(升汞升汞) Hg2Cl2(甘汞甘汞) 为弱电解质，在水中主要以分子形式为弱电解质，在水中主要以分子形式 存在，有存在，有“假盐之称假盐之称 2. 在水中稍有水解在水中稍有水解 HgCl2 + H2O Hg(OH)Cl + HCl氯化汞和氯化亚汞氯化汞和氯化亚汞 HgCl2(升汞升汞) Hg2Cl2(甘汞甘汞) 稳定性

14、稳定性较稳定较稳定见光分解见光分解与稀氨水与稀氨水 反应反应HgNH2Cl ( (白色白色) ) ( (氨基氯化汞氨基氯化汞) ) HgNH2Cl(白色白色) + Hg(黑色黑色)与与SnCl2 适量适量Hg2Cl2(白色白色)Hg(黑色黑色) )反应反应过量过量Hg(黑色黑色) )与与KCl反应反应HgCl42- Hg2Cl2 HgCl2 + Hg Hg2Cl2应保存在棕色瓶中应保存在棕色瓶中光光Hg2Cl2(甘汞甘汞) 见光分解见光分解与稀氨水与稀氨水 反应反应HgNH2Cl ( (白色白色) ) ( (氨基氯化汞氨基氯化汞) ) HgNH2Cl(白色白色) + Hg(黑色黑色)HgCl2

15、 + 2NH3 Hg(NH2)Cl + NH4Cl Hg2Cl2+2NH3 Hg(NH2)Cl + Hg +NH4Cl2HgCl2 + SnCl2 Hg2Cl2 + SnCl4 Hg2Cl2 + SnCl2 2Hg + SnCl4 HgCl2 + 2Cl- HgCl42- 配制配制HgCl2溶液时溶液时, 可加入可加入KCl , 以增加以增加HgCl2的溶解度的溶解度与与SnCl2 适量适量Hg2Cl2(白色白色)Hg(黑色黑色) )反应反应过量过量Hg(黑色黑色) )与与KCl反应反应HgCl42- Hg(NO3)2Hg2(NO3)2制取制取HgO Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3

16、Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应- -Hg(NO3)2热稳定性热稳定性HgO+NO2+O2HgO + NO2硝酸汞和硝酸亚汞硝酸汞和硝酸亚汞2+HgO + 2HNO3 Hg(NO3)2 + H2O Hg+4HNO3(过量过量) H

17、g(NO3)2+2NO2 + 2H2O 6Hg(过量过量)+8HNO3 3Hg2(NO3)2+2NO +4H2O Hg (NO3)2 + Hg Hg2(NO3)2 Hg(NO3)2Hg2(NO3)2制取制取HgO Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 Hg(NO3)2+Hg2Hg(NO3)2 + H2O HgOHg(NO3)2 +2HNO3 (白色) Hg2(NO3)2 + H2O Hg2(OH)NO3 + HNO3 (浅黄色） 配制Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2 溶液时, 应先溶于稀硝酸中溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) Hg(NOHg(NO3)2Hg2(NO3

18、)2制取制取HgO Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应Hg(NO3)2热稳定性热稳定性HgO+NO2+O2HgO + NO2硝酸汞和硝酸亚汞硝酸汞和硝酸亚汞 2+ 适量适量 Hg2+ + 2

19、I- HgI2 (橘红色橘红色) Hg2 + 2I- Hg2I2 (浅绿色浅绿色) 2 过量过量 HgI2 + 2I- HgI42- (无色无色) Hg2I2 + 2I- HgI42- + Hg Hg(NO3)2Hg2(NO3)2制取制取HgO Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHg

20、NO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应Hg(NO3)2热稳定性热稳定性HgO+NO2+O2HgO + NO2硝酸汞和硝酸亚汞硝酸汞和硝酸亚汞 2+ 适量适量 Hg2+ + 2I- HgI2 (橘红色橘红色) Hg2 + 2I- Hg2I2 (浅绿色浅绿色) 2 过量过量 HgI2 + 2I- HgI42- (无色无色) Hg2I2 + 2I- HgI42- + Hg HgI42-可用于检验可用于检验NH4 因试剂和因试剂和OH-相对量的不同，其沉淀不同相对量的不同，其沉淀不同 2HgI42-+4OH-+NH4 OHg2NH2I +7I-+3H

21、2O (奈斯勒试剂奈斯勒试剂) (褐色褐色) 2HgI42-+3OH-+NH4HOHgIHgNH2I+6I-+2H2O (深褐色深褐色) 2HgI42-+2OH-+NH4 (IHg)2NH2I +5I-+2H2O (红棕色红棕色)+Hg(NO3)2Hg2(NO3)2制取制取HgO; Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 ; Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水

22、反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应Hg(NO3)2热稳定性热稳定性HgO+NO2+O2HgO + NO2硝酸汞和硝酸亚汞硝酸汞和硝酸亚汞 2+ 2Hg(NO3)2+4NH3+H2O HgONH2HgNO3 (白色)+3NH4NO3 （碱式氨基硝酸汞） 2Hg2(NO3)2+4NH3+H2O HgONH2HgNO3 +2Hg +3NH4NO3 与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +HgHg(NO3)2Hg2(N

23、O3)2制取制取HgO; Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 ; Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应Hg(NO3)2热稳定性热稳定性HgO+NO2+O2HgO + NO2硝酸汞和硝酸亚汞硝酸汞和硝酸亚汞 2+2Hg2(NO3)

24、2+O2+4HNO34Hg(NO3)2+2H2O 为防止为防止Hg2(NO3)2被空气氧化，被空气氧化， 可在其溶液中加入少量金属可在其溶液中加入少量金属Hg Hg2+ + Hg Hg2 2+ 与与O2反应反应Hg(NHg(NO3)2Hg(NO3)2Hg2(NO3)2制取制取HgO; Hg+HNO3过量过量Hg + HNO3 ; Hg(NO3)2+Hg溶解性溶解性易溶易溶(Hg2+)易溶易溶(Hg2 ) 易水解易水解HgOHg(NO3)2Hg2(OH)NO3 与与KI反应反应 适量适量 HgI2 (橘红色橘红色)Hg2I2 (浅绿色浅绿色)过量过量HgI42-HgI42-+ Hg与氨水反应与氨水反应HgOHgONHNH2 2HgNOHgNO3 3HgOHgONHNH2 2HgHgNONO3 3 +Hg +Hg与与O2反应反应Hg(NO3)2热稳