过渡元素上课版.ppt

1、化学奥林匹克系列中的过渡元素讲师：杨静2009.7，物质(常温、阳光)的一些显色规律，(1)具有d1-9电子构型的过渡元素和f1-13电子构型的稀土元素的大多数化合物具有颜色，(2)大多数氟化物是无色的(特殊情况：CuF(红色)、BrF(红色)第5和第6周期中所有元素的溴化物和碘化物几乎都是有色的。除了氯化汞(红色)，卤化锌是无色的。除氯化铜和氯化银外，铜族大多是有色的。(3)主族元素的含氧酸离子大多是无色的，过渡元素的含氧酸离子大多是有色的。在同一个族中，随着原子序数的增加，酸根的颜色变浅或无色。VO43黄色CrO42橙色MnO4紫色NbO43无色MoO42浅黄色TeO4浅红色TaO43无色

2、WO42浅黄色ReO4浅红色。(4)当相同的元素以不同的氧化态存在于同一化合物中时，这种混合价化合物通常呈现颜色，并且这种化合物的颜色比相应的单价化合物的颜色暗。(5) 3，4，5，4，5，4几乎所有元素的硫化物在第4，5和6个循环中都有颜色，(6)顺式异构体络合物的颜色通常比同一个络合物的反式异构体的颜色短。顺式-钴(NH3)4Cl2Cl紫色(400430纳米)反式-钴(NH3)4Cl2Cl紫色(490540纳米)顺式-钴(en)2Br2Br紫色反式-钴(en)2Br2Br紫色是较亮的绿色。(7)四面体和平面正方形配合物的颜色比八面体配合物的颜色向短波方向移动。(8)无色晶体如果掺杂有杂质或

3、有晶格缺陷，通常会有颜色。(9)金属有金属光泽或银白色，但金属粉末都是黑色的。(6)过渡元素容易形成配合物。过渡元素的中心原子半径小，电荷高。有几个(n1)d，ns，np轨道具有相似的能级。7.形成多碱多酸的趋势，D元素的化学性质，氧化还原酸碱配位的稳定性，元素的特异性，钛及其化合物，钛化合物在氧化态是稳定的，二氧化钛、四氯化钛、二氧化钛和酸性铵的氧化值是不同的，可分为正、亚、次钒及其化合物，铬及其化合物，铬的重要化合物，黄色和砖红色，(2)铬()化合物，硫酸亚铁加入含铬废水中生成Cr2O72-Cr3，氢氧化钠加入pH6-8发生以下反应：fe2o 3=Fe(oh)2(s)fe3o 4=Fe(o

4、h)3(s)cr3oh=Cr(oh)3(s)。六价铬毒性很大，而三价铬对人体的毒性要小得多。请列出一个含铬()的工业废水洗涤溶液：K2Cr2O7浓H2SO4，它利用了铬()的强氧化和H2SO4的强酸性。由于六价铬污染环境，是一种致癌物质，因此已经停止使用。可用王水(王水：硝酸(浓缩):盐酸(浓缩)=1 : 3)代替。利用硝酸强氧化性、氯的络合性和大多数金属硝酸盐的溶解性。由于硝酸-盐酸溶液在储存过程中会分解，目前应准备王水。过去，实验室使用洗涤液(成分：K2Cr2O7浓H2SO4)清洗玻璃仪器。原则是什么？你现在为什么不用洗液清洗玻璃仪器？根据洗液的原理，请从常用化学试剂中选择合适的试剂作为洗

5、液替代品，并说明理由。锰及其化合物，HMn 2 MnO 4-SO32-h2mno 2 so 42-oh-MnO 42-，在酸性溶液中，过量的SO32导致过量的Mn 2 MnO4，导致mn2mno43mn22h2o5mno24h。元素势图的表达：将同一元素的各种氧化态按从高到低的顺序排列(左边是氧化型，右边是还原型)。如果两个氧化态形成一个电对，用一条直线把它们连接起来，并在上面标出对应于这个电对的标准电极电位。，铁元素，铁：铁钴：钴镍：镍，铜锌系列，铜：铜锌：锌银：钴镉：镉金：金汞：汞。首先，这些房产处于同一时期。金属活度从左到右增加，与主族相同，但从上到下减少。其次，它与酸反应。首先，非氧化

6、性酸(如盐酸、磷酸、稀硫酸)不与铜、银、金和汞反应。氧化性酸(如硝酸、浓H2SO4)、硝酸、马(NO3)、二氧化氮、一氧化氮、镉、汞、铜、银和金可溶于王水：(V(浓盐酸): V(浓硝酸)=:1)(H2O/H2)=0.829V，锌(oh)42-/锌=-1.22v，锌(s) 2oh-2h2o=锌(oh) 42-H2 (g)锌(s)4 NH3(AQ)=0.829VCu2/铜=0.152伏，H2O硫酸铜(S)硫酸铜(AQ)铜为白色和蓝色，2Cu(I)被适当的氧化剂氧化：例如，Cu2O 4NH3 H2O=2Cu(NH3)2 2OH-红色为无色。混合气体中的4cu(NH3)20nh 32h2o=4cu(N

7、H3)422 oh-O2可被Cu(NH3)2 (aq)、(2) Cu(II) Cu(I)，1去除。铜()还原剂铜()或/和沉淀剂铜()不溶性化合物或/和络合剂铜()稳定络合物，实施例1 2Cu 2(AQ)5I-(AQ)2Cu 2(s)I3-(AQ)还原剂沉淀剂，实施例2 2 Cu 2 10 CN-=2 Cu(CN)43- (CN)2还原剂配体，k稳定的铜(CN)43-=2.01030，为什么固体氯化铜、稀溶液和浓溶液的颜色不同？在不同的条件下，氯化铜以不同的形式存在：深棕色，浓溶液(含少量水):黄棕色，它是自络合的，形成氯化铜2-，氯化铜3-氯化铜2=氯化铜-氯化铜-氯化铜3-氯化铜-氯化铜2

8、-，铜。Cl，Cu，Cl，Cl，Cu，-，-，非常稀的溶液：在大量天蓝色的水中，铜和氯的复合离子被转化成水合铜离子氯化铜42-4H2O=铜(H2O)绿色的水合氯化铜晶体也是原因。5.汞()与汞()的相互转化：汞()是二聚体Hg22(以铜为单体)()汞()汞()1。在酸性溶液中，逆歧化：hg2hg (l)=比较：铜(aq)歧化2Cu (aq)=Cu2 (aq)铜(s)钾=1.73106 2，还原的2hg Cl2 ncl 2 HCl hg2cl 2 H2 sncl 6，(ii) Hg(I)Hg(II)，沉淀不溶性化合物Hg(I) Hg(II) Hg(l)配体稳定配合物，实施例1。Hg2 L2 NH

9、3H2O H2N-Hg-CL Hg(L)NH4Cl 2H2O(氨基汞氯化物)为白黑色和灰黑色，Hg2已被验证。对比：氯化汞2NH 3H2O H2N-汞-氯化汞2H2O为白色，并验证了Hg2。例2。2hg22hs=hg2s2hhgs Hg (l)。实施例3:hg2cl 22i-=hg2cl 22 cl-hg2cl 22i-(过量)=HgI42- Hg(l)组合：Hg2Cl2 4I-=HgI42- Hg(l) 2Cl- K稳定性=6.81029，v .重要的银化合物：AgNO3、AgNO3、Ag NO2 O2(轻或713k)、Cu(NO3)2cuo2 O2(413K)、AgF、AgCl、AgBra

10、gi颜色为白色、淡黄色的可溶性产物1.810-10 510将不溶性银盐转化为络合物是溶解不溶性银盐最重要的方法。AgCl agbragi ag(NH3)2ag(s2o 3)23-ag(cn)2-稳定常数1.7107 1.61013 1.01021，21世纪无机化学的发展趋势是五个以上、多交叉、多层次、多尺度、多集成、多方法的无机化学研究的前沿，首先，超分子化学是由法国化学家让-玛丽莱恩在1978年提出的超分子化学是“化学超分子组装和分子间”超分子体系中主客体之间的作用力是指在能量匹配和几何匹配条件下，主客体通过分子间非共价键力的作用而结合形成的具有特定功能和性质的超分子。分子主体、分子客体、超

11、分子、分子间相互作用、识别、催化、转移、超分子化学与单分子化学相比，单分子化学是以分子内共价键为基础的。如果两个或多个不同的分子相互作用，这种力不是共价键，很难用单分子化学来解释，于是超分子化学就产生了。作用力：配位键、氢键、静电作用、疏水作用等。4-4联吡啶参与了各种形式超分子的构建，分子磁学研究是近年来蓬勃发展的交叉学科前沿研究领域之一。磁性是物质的重要属性之一。近20年来，分子磁体已经成为国际上一个重要的交叉研究方向。分子磁学研究的主要任务之一是研究和阐明分子系统中自旋载流子之间的相互作用和机理，揭示分子磁学与结构的相关规律，发现和研究新的物理现象；另一个重要的研究目的是获得新的磁性功能

12、和相关功能材料，为分子电子学提供物质基础。2.磁性分子材料；3.有机电致发光材料；稀土配合物的电致发光：铕和铽过渡金属配合物的电致发光：D10 D8；有机电致发光器件是基于有机材料设计和制造的。低驱动电压、高发光亮度、宽视角、快速响应速度和简单制造工艺是新一代平板显示技术的亮点。它是21世纪首选的绿色照明光源之一。目前，阻碍有机电致发光器件走向实用化和市场化的关键问题是发光效率低、工作寿命短和性能稳定性差。铂配合物的发光与介质的酸碱度之间的关系。iv .纳米材料，纳米技术：20世纪80年代末发展起来的一个新的学科领域，纳米级：1100纳米纳米材料(也称为超细颗粒和超细粉末)是原子簇和宏观物体之

13、间过渡区域的典型系统。由于其特殊的结构层次，它具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和一系列新颖的物理化学性质，在许多领域，特别是光、电、磁、催化、医药、化工等领域具有巨大的应用价值。5.微孔和中孔材料：微孔：中孔：孔径小于2纳米：大孔：孔径大于2纳米。由于孔径的限制，无机微孔材料很少用于涉及大分子的化学过程，如重油化工、生化工业、制药工业等领域，而无机大孔材料(主要包括多孔陶瓷、水泥、气凝胶等。)具有大的孔径，但是由于其宽的孔径分布，它们是三维的。因此，合成孔径分布窄、性能稳定的介孔分子筛材料多年来已成为国内外化学、材料乃至物理和生物领域许多科学家的共同理想。M41S(MCM-41，MCM-48，MCM50)系列介孔材料于1992年由Mobil科学家首次报道，由于其有序排列的孔径约为3纳米的孔和极窄的孔径分布，突破了沸石分子筛材料孔径范围的限制，使得吸附和分离许多大分子成为可能，特别是在沸石分子筛中难以完成的催化反应，并开启了有序介孔材料6的广泛研究。生物无机化学、生物无机化学或生物配位化学。它是自20世纪60年代以来逐渐形成的无机化学、生物化学、医学等多学科交叉的领域。其研究对象是生物体内的金属(和少数非金属)元素及其化合物，特别是微量金属元素与生物大分子配体形成的生物复合物，如各种金属酶和金属蛋白。关注它们之间的结构关系-p为了便于研究，人们经常使用人