無機化學16-d區(qū)元素(一)課件

1、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,16.1 d區(qū)元素概述,1,學習交流PPT,2,學習交流PPT,16.1 d區(qū)元素概述,16.1.5 d區(qū)元素離子的顏色,16.1.4 d區(qū)元素的氧化態(tài),16.1.3 d區(qū)元素的化學性質,16.1.2 d區(qū)元素的物理性質,16.1.1 d區(qū)元素的原子半徑和 電離能,3,學習交流PPT,16.1.1 d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,4,學習交流PPT,2. d區(qū)元素原子的價電子層構型 (n-1)d1-1

2、0ns1-2 (Pd為5s0),5,學習交流PPT,1. 過渡元素原子半徑一般比 較小。,3. d區(qū)元素的原子半徑,2. 同一周期元素從左到右原子半徑緩慢減小，到銅族元素又稍增大。,3. 同族元素從上往下原子半徑增大，但五、六周期(除B)外由于鑭系收縮使其同族元素原子半徑十分接近，導致其元素性質相似。,6,學習交流PPT,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,7,學習交流PPT,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。

3、,8,學習交流PPT,熔點變化示意圖,9,學習交流PPT,16.1.3 d區(qū)元素的化學性質,10,學習交流PPT,第一過渡系的單質比第二過渡系的單質 活潑； 例：第一過渡系除Cu外均能與稀酸作用， 第二、三過渡系僅能溶于王水、 氫氟酸，而Ru,Rh,Os,Ir不溶于王水。 2. 與活潑非金屬(鹵素和氧)直接形成化合物。 3. 與氫形成金屬型氫化物： 如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 與硼、碳、氮形成間充型化合物。,11,學習交流PPT,總趨勢：從上到下活潑性降低。,12,學習交流PPT,16.1.4 d區(qū)元素的氧化態(tài),多種氧化態(tài)。例如：Mn的氧化態(tài)呈連續(xù)狀， Mn(CO

4、)5Cl(+1)，Mn(CO)5，NaMn(CO)5(-1)。 注：紅色為常見的氧化態(tài)。,13,學習交流PPT,16.1.5 d區(qū)元素離子的顏色,Mn () Fe() Co() Ni() Fe() Cu(),水合離子呈現(xiàn)多種顏色。,14,學習交流PPT,*16.3.4 多酸型配合物 同多酸和雜多酸及其鹽,*16.3.3 鉬、鎢的化合物,16.3.2 鉻的化合物,16.3.1 鉻、鉬、鎢的單質,16.3 鉻 鉬 鎢 多酸型配合物,15,學習交流PPT,鉻分族(VIB)：Cr, Mo, W, Sg,16.3.1 鉻、鉬、鎢的單質,價層電子構型：(n-1)d 4-5ns1-2,灰白色金屬，熔沸點高，

5、硬度大。 表面易形成氧化膜。 室溫時純鉻溶于稀HCl,H2SO4，在濃HNO3中鈍化。高溫下與活潑的非金屬及C,B,N反應。,16,學習交流PPT,水溶液中鉻的各種離子,Cr2+(aq),Cr3+(aq),16.3.2 鉻的化合物,17,學習交流PPT,鉻元素的電勢圖,/ V,/ V,18,學習交流PPT,(3) Cr() 含氧酸及其離子在溶液中的轉化,pH的影響,pH6：CrO42-為主。,H2Cr2O7, H2CrO4均為強酸,僅存在于稀溶液,1.鉻()的化合物,19,學習交流PPT,(4) Cr() 的難溶鹽,鉻酸鹽比相應的重鉻酸鹽溶解度小。,20,學習交流PPT,(5) K2Cr2O7

6、的氧化性,21,學習交流PPT,2.鉻()的化合物,性質：,(灰綠),(亮綠色),(1) Cr2O3的制備與性質,(2) Cr(OH)3,22,學習交流PPT,Cr(H2O)63+ Cr(OH)(H2O)52+ + H+,2Cr(H2O)63+ (H2O)4Cr(OH)2Cr (H2O)44+ + 2H+ +2H2O,23,學習交流PPT,(4) Cr()的還原性與氧化性,堿性條件下易被氧化。,Cr2+(aq) Cr3+(aq),24,學習交流PPT,(5) Cr()的配位性,配位數(shù)為6，Cr3+采用d2sp3雜化軌道成鍵。,如：水合異構體,25,學習交流PPT,(6) Cr(), Cr()的

7、鑒定,H+,26,學習交流PPT,小結：,27,學習交流PPT,16.4.1 錳的單質,16.4 錳,*16.4.3 錳的Gibbs函數(shù)變 -氧化值圖,16.4.2 錳的化合物,28,學習交流PPT,錳分族(VIIB)：Mn Tc Re Bh 價電子構型：(n-1)d5ns2,16.4.1 錳的單質,錳單質的性質： 白色金屬，硬而脆,活潑金屬：,29,學習交流PPT,16.4.2 錳的化合物,Mn的價電子構型：3d54s2 Mn的氧化值呈連續(xù)狀：從-2+7。 常見氧化值：+7，+6，+4和+2。 常見化合物：KMnO4 ，K2MnO4，MnO2， MnSO4和MnCl2。 除MnO2外，余者均

8、易溶于水，相應,含錳離子分別為：,30,學習交流PPT,水溶液中錳的各種離子及其性質,氧化值 +7 +6 +3 +2 顏色 紫紅色 暗綠色 紅色 淡紅色 d電子數(shù) d0 d1 d4 d5,31,學習交流PPT,錳元素電勢圖：,32,學習交流PPT,1.錳()的化合物,強氧化性,33,學習交流PPT,不穩(wěn)定性,加熱,(見光)遇酸,濃堿,34,學習交流PPT,2.錳()的化合物,在酸性，中性溶液中歧化,K2MnO4暗綠色晶體，在強堿性溶液中以 形式存在。,35,學習交流PPT,還原性（堿性）,強氧化劑,3.錳()的化合物：MnO2,36,學習交流PPT,.錳()的化合物,Mn(H2O)62+ Mn

9、(OH)(H2O)5+ + H+,在堿性條件下：,Mn(OH)2為堿性,37,學習交流PPT,Mn2+的還原性弱,鑒定Mn2+常用NaBiO3，介質用HNO3，Mn2+量不宜多。,MnS(肉色）：稀酸溶性硫化物,38,學習交流PPT,小結：,(黑褐),(白色),(肉色),(深肉色),無O2+OH-,H+,KClO3 + KOH,H+ 或 CO2 (歧化),H2O+SO32-,OH-(濃)+SO32-,H+或CO2 (歧化),紫色,暗綠,39,學習交流PPT,16.5 鐵 鈷 鎳,16.5.1 鐵、鈷、鎳的單質,16.5.3 鐵、鈷、鎳的配合物,16.5.2 鐵、鈷、鎳的化合物,40,學習交流P

10、PT,族 Fe Co Ni 鐵系 Ru Rh Pd Os Ir Pt,鉑系,鐵系元素的相關礦物：,輝鈷礦：CoAsS； 鎳黃鐵礦：NiSFeS；,赤鐵礦：Fe2O3；磁鐵礦：Fe3O4；,菱鐵礦：FeCO3；黃鐵礦：FeS2；,41,學習交流PPT,16.5.1 鐵、鈷、鎳的單質,化學性質：中等活潑的金屬,1. 與稀酸反應,2. 與濃酸的作用,冷濃HNO3使Fe，Co，Ni鈍化。,42,學習交流PPT,3. 與非金屬反應,4. 與CO形成羰合物 Fe(CO)5，Co2(CO)8，Ni(CO)4,純Fe,Co,Ni在水和空氣中穩(wěn)定。,43,學習交流PPT,除Fe以外，最高氧化值都沒有達到3d和4

11、s電子數(shù)的總和。,16.5.2 鐵、鈷、鎳的化合物,44,學習交流PPT,鐵的重要化合物,45,學習交流PPT,鈷()和鎳()的重要化合物,46,學習交流PPT,鐵、鈷、鎳的元素電勢圖,47,學習交流PPT,氧化性：Fe() Co() Ni(),氧化性,Fe() Co() Ni() F- FeF3 CoF3 * (350分解) Cl- FeCl3 CoCl3 * (常溫分解) Br- FeBr3 * * I- * * *,穩(wěn)定性,還原性,穩(wěn)定性,48,學習交流PPT,1. 鐵、鈷、鎳的氧化物和氫氧化物,(1) 鐵、鈷、鎳的氧化物 Fe2O3紅棕色， FeO黑色， Fe3O4黑色； Co2O3x

12、H2O暗褐色， CoO灰綠色； Ni2O32H2O灰黑色， NiO綠色。,49,學習交流PPT,(2) 鐵、鈷、鎳的氫氧化物,50,學習交流PPT,氯化羥鈷(堿式氯化鈷),(慢),還原性：Fe()Co()Ni(),M=Co,Ni,51,學習交流PPT,2. 鐵、鈷、鎳的鹽,FeCl3黑褐色，F(xiàn)e(NO3)39H2O淡紫色， FeCl24H2O淡藍色， FeSO47H2O淡綠，,52,學習交流PPT,(NH4)2Fe(SO4)26H2O(Mohr鹽)淡綠色， CoSO47H2O淡紫色， CoCl26H2O粉紅色， NiCl26H2O草綠色， NiSO47H2O暗綠色。 Ni(NO3)26H2O青

13、綠色。,53,學習交流PPT,(1) 水溶液中水解,=10-9.5,=10-3.05,Fe(OH)(H2O)52+ Fe(OH)2(H2O)4+H+,=10-3.26,54,學習交流PPT,Fe3+水解最終產物：Fe(OH)3,結構：,2Fe(H2O)63+ (H2O)4 Fe(OH)2Fe(H2O)44+ +2H+ +2H2O,水合鐵離子雙聚體,=10-2.91,2Cr(H2O)63+ (H2O)4Cr(OH)2Cr (H2O)44+ + 2H+ +2H2O,55,學習交流PPT,=10-12.20,=10-10.64,56,學習交流PPT,(FeCl3爛板劑),紅,(2) Fe3+為中等強

14、度氧化劑,57,學習交流PPT,保存Fe2+溶液應加入Fe,(3) Fe2+具有還原性：,58,學習交流PPT,(4) FeCl3有明顯的共價性，易潮解,蒸汽中形成雙聚分子,(5) CoCl26H2O變色硅膠。,59,學習交流PPT,1. 鐵的配合物,高自旋：FeF63-， Fe(NCS)n(H2O)6-n3-n 低自旋：Fe(CN)63-， Fe(CN)64- Fe(CN)5NO2-,16.5.3 鐵、鈷、鎳的配合物,60,學習交流PPT,K4Fe(CN)6 黃血鹽 ，黃色； K3Fe(CN)6 赤血鹽，晶體為紅色。,異硫氰合鐵()配離子,鑒定Fe3+的反應,61,學習交流PPT,Pruss

15、ians藍,Turnbulls藍,Prussians藍，Turnbulls藍組成均為： KFe (CN)6Fex,該反應用于Fe2+的鑒定(酸性條件)。,該反應用于Fe3+的鑒定(酸性條件)。,62,學習交流PPT,棕色,用于 鑒定：“棕色環(huán)”,63,學習交流PPT,2. 鈷的配合物,Co()的配合物大多是低自旋的(CoF63-除外)，例如： Co(NH3)63+， Co(CN)63-，Co(NO2)63- 在溶液中或固態(tài)時十分穩(wěn)定。,64,學習交流PPT,Co()的配合物分為兩類，一類是粉紅色的八面體配合物，另一類是藍色的四面體配合物。,Co()的八面體配合物大多是高自旋的，低自旋的配合物是少見的。,65,學習交流PPT,Co()的配合物具有強還原性,Co(CN)5H2O)3-：,易失去,4Co(NH3)62+O2+2H2O4Co(NH3)63+4OH-,易