第十六章-新鄉(xiāng)學院課件

第十六章

d區(qū)元素(一)§16.7金屬有機化合物§16.6鉑系元素簡介§16.5鐵鈷鎳§16.4錳§16.3鉻鉬鎢多酸型配合物§16.2鈦釩§16.1d區(qū)元素概述第十六章d區(qū)元素(一)§16.7金屬有機化合物§16.1d區(qū)元素概述16.1.5d區(qū)元素離子的顏色16.1.4d區(qū)元素的氧化態(tài)16.1.3d區(qū)元素的化學性質16.1.2

d區(qū)元素的物理性質16.1.1d區(qū)元素的原子半徑和電離能§16.1d區(qū)元素概述16.1.5d區(qū)元素離子的16.1.1d區(qū)元素的原子半徑和電離能1.d區(qū)元素在周期表中的位置16.1.1d區(qū)元素的原子半徑和電離能1.d區(qū)元素在周3.d區(qū)元素的原子半徑2.d區(qū)元素原子的價電子層構型

(n-1)d1-10ns1-23.d區(qū)元素的原子半徑2.d區(qū)元素原子的價電子層構型總趨勢：同周期左

右由小

大,幅度不大。

同副族不規(guī)律。4.d區(qū)元素的第一電離能總趨勢：同周期左右由小大,幅度不大。4.d區(qū)元素的第16.1.2

d區(qū)元素的物理性質熔點、沸點高熔點最高的單質：鎢(W)硬度大 硬度最大的金屬：鉻(Cr)密度大 密度最大的單質：鋨(Os)導電性，導熱性，延展性好。16.1.2d區(qū)元素的物理性質熔點、沸點高熔點變化示意圖熔點變化示意圖16.1.3d區(qū)元素的化學性質總趨勢：從左至右活潑性降低。16.1.3d區(qū)元素的化學性質總趨勢：從左至右活潑性降總趨勢：從上到下活潑性降低。(Ni2+/Ni)=－0.2363V(Pd2+/Pd)=+0.92V(Pt2+/Pt)=+1.2V(估計值)總趨勢：從上到下活潑性降低。(Ni2+/Ni)=－0.2316.1.4d區(qū)元素的氧化態(tài)有多種氧化態(tài)。紅色為常見的氧化態(tài)。16.1.4d區(qū)元素的氧化態(tài)有多種氧化態(tài)。紅色為常見的16.1.5d區(qū)元素離子的顏色Mn(Ⅱ)Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)Ni(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)水合離子呈現(xiàn)多種顏色。16.1.5d區(qū)元素離子的顏色Mn(Ⅱ)Fe(Ⅱ16.3.3水溶液中離子及其反應16.3.2鉻的化合物16.3.1鉻、鉬、鎢的單質§16.3鉻鉬鎢16.3.3水溶液中離子及其反應16.3.2鉻的鉻分族(VIB)：Cr,Mo,W鉻以鉻鐵礦Fe(CrO2)2的形式存在，以鉻鐵礦為原料制備之。1.鉻單質的制備16.3.1鉻、鉬、鎢的單質價層電子構型：(n-1)d4-5ns1-2鉻分族(VIB)：Cr,Mo,W鉻以鉻鐵1000℃~1300℃①H2O浸取H2SO4酸化②Cr2O3CrAl④Fe(CrO2)2(s)Na2CO3(s)Na2CrO4(s)Fe2O3(s)Na2CrO4(aq)Na2Cr2O7(aq)Na2Cr2O7K2Cr2O7③242328COCrO8NaO2Fe++232227OCO8Na)4Fe(CrO++①2427224242OHSONaOCrNaSOHCrO2Na+++②3232OAl2CrOCr2Al++④3232722COCONaOCr2COCrNa+++③1000℃~1300℃①H2O浸取H2SO4酸化②Cr22.單質鉻的性質鉻元素的電勢圖Cr

Cr

Cr

OCr23272++--0.741.33-0.41-0.91Cr

Cr(OH)

Cr(OH)

CrO2424---0.12-1.1-1.4-1.3/V/V2.單質鉻的性質鉻元素的電勢圖CrCr在冷、濃硝酸中鈍化。③無膜金屬與酸的反應②活潑金屬，表面已形成一層氧化膜，活潑性下降。①灰白色,熔點沸點高，硬度大。性質Cr+2H+(新）Cr3+(藍）+H2在冷、濃硝酸中鈍化。③無膜金屬與酸的反應②活潑金制備：性質：(灰綠)(亮綠色)16.3.2鉻的化合物1.Cr2O3(鉻綠)2.Cr(OH)3制備：性質：(灰綠)(亮綠色)16.3.2鉻的化合物13224342CrClO,12HKCr(SOSOCr

），）（16.3.3水溶液中離子及其反應1.Cr(Ⅲ)的鹽水解++++H]OCr(OH)(H[]OCr(H[252362））410-≈3224342CrClO,12HKCr(SOSOCr還原性氧化性藍色Zn)(2Cr22+++Zn(s)Cr3++

Cr2+(aq)Cr3+(aq)14HSOOCrOH7OS32Cr24272Ag22823+++++---++O8H2CrO2OHO3H2Cr(OH)224224+++---V33.1)Cr/OCr(3272=+-酸性條件：EV12.0)Cr(OH)/CrO(-424-=-堿性條件：E還原性氧化性藍色Zn)(2Cr22+++Zn(s)Cr3++Cr(Ⅲ)的配合物的多種顏色pH值的影響pH<2：Cr2O72-為主pH>6：CrO42-為主OHOCr

2HCrO

2H2CrO2272424++--+-(黃)(橙)2.Cr2O72-與CrO42-間的轉化Cr(Ⅲ)的配合物的多種顏色pH值的影響pH<2：Cr2O7溶解度的影響-×=10.02)OCr(Ag7722-×=101.1)CrO(Ag1242+-++++2H)(s,CrO2AgOHOCr4Ag422272磚紅+-++++2H)(s,2BaCrOOHOCr2Ba422722檸檬黃+-++++2H)(s,2PbCrOOHOCr2Pb422722黃K2Cr2O7PbCrO4溶解度的影響-×=10.02)OCr(Ag7722-×=103.Cr2O72-的氧化性O7H2KCl2++721.33V)/CrO(Cr32=+-OH4Cr23SOH83SOOCr232423272+++++-+--O7H2Cr3S8HS3HOCr232272++++++-O7H2Cr3I14H6IOCr232272++++++--2CrCl3Cl)14HCl((s)OCrK32722++濃O7H2Cr6Fe14H6FeOCr2332272++++++++-O7H2Cr3Sn14H3SnOCr2342272++++++++-3.Cr2O72-的氧化性O7H2KCl2++721.33洗液：K2Cr2O7飽和溶液+H2SO4（濃）鉻酐(暗紅色，針狀)洗液：K2Cr2O7飽和溶液+H2SO4（濃）4.Cr(Ⅲ)的鑒定戊醇(乙醚)藍色H+4.Cr(Ⅲ)的鑒定戊醇(乙醚)藍色H+小結：(NH4)2CrO4(橙黃)Cr2O3(s,綠)CrCr(OH)3(灰綠)Cr(OH)4(亮綠)-Cr2O7(橙紅)2-CrO4(黃)2-BaCrO4(s,檸檬黃)Ag2CrO4(s,磚紅)PbCrO4(s,黃)Cr3+CrO(O2)2(藍)O2，△△H+△H+H+H+H+過量OH-OH-氨水或適量OH

-H2O2Cl2Br2ClO-Sn2+,Fe2+SO3,H2SI-(Cl-)2-S2O82-H2O2OH-乙醚Ag+Ba2+Pb2+Ba2+Pb2+Ag+H+Cr2+O2Zn小結：(NH4)2CrO4(橙黃)Cr2O3(s,綠)CrC16.4.1錳的單質§16.4錳16.4.3水溶液中的錳離子及其反應16.4.2錳的化合物16.4.1錳的單質§16.4錳16.4.3錳的存在：軟錳礦(MnO2?xH2O)制備與性質：錳分族(VIIB)：MnTcRe價電子構型：(n-1)d5ns216.4.1錳的單質錳的存在：軟錳礦(MnO2?xH2O)錳分族(VIIB)：M制備：2O3HKCl++①②530℃AlC中性還原Cl2熔融水浸△③2432OOMn3MnO+D②3243O4AlMn9Al8O3Mn++③4232MnO3KKClO6KOH3MnO++①制備：2O3HKCl++①②530℃AlC中性還原Cl2熔融錳單質的性質：白色金屬，硬而脆活潑金屬：1.182V/Mn)(Mn2-=+與氧、鹵素等非金屬反應：錳單質的性質：白色金屬，硬而脆活潑金屬：1.182V/Mn)在氧化劑存在下與熔融的堿作用：在氧化劑存在下與熔融的堿作用：16.4.2錳的化合物Mn的價電子構型：3d54s2可形成多種氧化值：從-2~+7，最高氧化值=價電子數(shù)16.4.2錳的化合物Mn的價電子構型：3d54s2第十六章-新鄉(xiāng)學院課件Mn(OH)2(白色)二羥氧錳結論：Mn(Ⅱ)在堿性條件下不穩(wěn)定(還原性強)

在酸性條件下穩(wěn)定(還原性差)Mn(OH)2(白色)二羥氧錳結論：Mn(Ⅱ)在MnO2黑色無定形粉末，不溶于水和稀酸熱穩(wěn)定性：還原性（一定程度）pH>13.5氧化性強（主）MnO2黑色無定形粉末，不溶于水和稀酸還原性（一定程度）pHMnS(肉色）MnS(肉色）16.4.3水溶液中的錳離子及其反應錳元素電勢圖：1.7001.231.510.5965-0.0514酸性溶液V/堿性溶液V/16.4.3水溶液中的錳離子及其反應錳元素電勢圖：1.Mn2+價電子構型3d5說明：①鑒定Mn2+常用NaBiO3②酸化時用HNO3③C(Mn2+)很低時，很靈敏Mn2+價電子構型3d5說明：①鑒定Mn2+常用NaBK2MnO4①暗綠色晶體；②在pH>13.5的堿性溶液中穩(wěn)定存在；③在水溶液中易歧化。K2MnO4①暗綠色晶體；KMnO4

(紫黑色晶體)①強氧化性溶液的酸度不同，MnO4被還原的產物不同：—1.51V)/MnMnO(24=+-KMnO4(紫黑色晶體)①強氧化性溶液的酸度不同，M②不穩(wěn)定性加熱(見光)遇酸濃堿②不穩(wěn)定性加熱(見光)遇酸濃堿小結：(黑褐)(白色)(肉色)(深肉色)無O2+OH-H+KClO3+KOHH+或CO2(歧化)H2O+SO32-OH-(濃)+SO32-H+或CO32-(歧化)紫色暗綠小結：(黑褐)(白色)(肉色)(深肉色)無O2+OH-H+K§16.5鐵鈷鎳16.5.1鐵、鈷、鎳的單質16.5.3水溶液中鐵、鈷、鎳的離子及其反應16.5.2鐵、鈷、鎳的化合物§16.5鐵鈷鎳16.5.1鐵、鈷、鎳的Ⅷ族

FeCoNi

鐵系

RuRhPd

OsIrPt鉑系最高氧化值不等于族序數(shù)。16.5.1鐵、鈷、鎳的單質Ⅷ族FeCoNi鐵系鉑系最1.存在輝鈷礦：CoAsS；鎳黃鐵礦：NiS·FeS；2.單質的物理性質白色金屬，磁性材料；Fe，Co和Ni熔點接近。赤鐵礦：Fe2O3；磁鐵礦：Fe3O4；黃鐵礦：FeS2；1.存在輝鈷礦：CoAsS；2.單質的物理性質白色金屬，磁3.單質的化學性質與稀酸反應(Co，Ni反應緩慢)純Fe，Co，Ni在水、空氣中穩(wěn)定；加熱時，F(xiàn)e,Co,Ni可與O2,S,X2等反應。鈍化濃、冷HNO3可使Fe，Co，Ni鈍化；濃H2SO4可使Fe鈍化。3.單質的化學性質與稀酸反應(Co，Ni反應緩慢)純Fe，C16.5.2鐵、鈷、鎳的化合物鐵的重要化合物16.5.2鐵、鈷、鎳的化合物鐵的重要化合物鈷(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)的重要化合物鈷(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)的重要化合物氫氧化物)

白(s,Fe(OH)2OHFe222O無+-+)

紅棕(s,Fe(OH)32O氫氧化物)白(s,Fe(OH)2OHFe222O無+-+)氯化羥鈷(堿式氯化鈷)(慢)還原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)M=Co,Ni氯化羥鈷(堿式氯化鈷)(慢)還原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>鹵化物氧化性大小

Fe(Ⅲ)Co(Ⅲ)Ni(Ⅲ)F-FeF3CoF3*

(350℃分解)

Cl-FeCl3CoCl3*

(常溫分解)Br-FeBr3**I-***小大穩(wěn)定性大小大小還原性穩(wěn)定性鹵化物氧化性大小Fe(Ⅲ)C①FeCl3有明顯的共價性，易潮解。蒸汽中形成雙聚分子②CoCl26H2O變色硅膠。CoCl26H2OCoCl22H2O

紫紅

CoCl2H2O

藍紫粉紅色52.5℃90℃120℃CoCl2藍色①FeCl3有明顯的共價性，易潮解。蒸汽中形成雙聚分子②Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)的硫化物FeSCoSNiS黑色不溶于水6.3×10-184×10-21(α)2×10-25(β)3.2×10-19(α)1.0×10-24(β)2.0×10-26(γ)稀酸溶性但CoS,NiS形成后由于晶型轉變而不再溶于酸。Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)的硫化物FeS16.5.3水溶液中鐵、鈷、鎳的

離子及其反應1.Fe(Ⅱ),Fe(Ⅲ)的水溶液水解性淡綠[Fe(H2O)6]2+[Fe(OH)(H2O)5]++H+[Fe(H2O)6]3+[Fe(OH)(H2O)5]2++H+淡紫=10-9.5=10-3.0516.5.3水溶液中鐵、鈷、鎳的

Fe3+水解最終產物：Fe(OH)3[Fe(OH)(H2O)5]2+[Fe(OH)2(H2O)4]++H+結構：2[Fe(H2O)6]3+[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+

水合鐵離子雙聚體+2H+Fe3+進一步水解：Fe3+水解最終產物：Fe(OH)3[Fe(OH)(H2O)氧化還原性Fe2+具有還原性：(保存Fe2+溶液應加入Fe)1.229VO)/H(O22=Fe

0.8914

Fe(OH)0.5468Fe(OH)0.9FeO:/V2324---Fe

0.4089

Fe

0.769

Fe1.91FeO:/V2324-++-氧化還原性Fe2+具有還原性：(保存Fe2+溶液應加入Fe)Fe3+中等強度氧化劑。(FeCl3爛板劑)紅Fe3+中等強度氧化劑。(FeCl3爛板劑)紅氨配合物藍色Cl-2.水溶液中的配合反應藍色SO42-淺綠色(不易觀察到)土黃色紅色氨配合物藍色Cl-2.水溶液中的配合反應藍色SO42-淺綠色注2：注1：加入NH4Cl促使平衡右移實驗時先加入NH4Cl,后加入NH3?H2O看不到藍色。注2：注1：加入NH4Cl促使平衡右移硫氰配合物異硫氰合鐵(Ⅲ)配離子四異硫氰合鈷(Ⅱ)配離子實驗中用固體KSCN或NH4SCN鑒定Fe3+鑒定Co2+硫氰配合物異硫氰合鐵(Ⅲ)配離子四異硫氰合鈷(Ⅱ)配離子氰配合物黃土黃常用鹽：K4[Fe(CN)6]黃血鹽黃色

K3[Fe(CN)6]赤血鹽晶體為紅色堿性條件下分解：氰配合物黃土黃常用鹽：K4[Fe(CN)6]黃血鹽Fe離子的鑒定：Fe2+的鑒定：(酸性條件)滕氏藍Fe3+的鑒定：(酸性條件)普魯士藍[KFeⅢ(CN)6FeⅡ]x

的結構3.離子的鑒定Fe離子的鑒定：Fe2+的鑒定：(酸性條件)滕氏藍Fe3+的Cu2+的鑒定：(弱酸性)紅棕S2-的鑒定：五氰亞硝基合鐵(Ⅱ