d-ds-f區(qū)元素（課堂PPT）

1、1 ds區(qū)、區(qū)、d區(qū)和區(qū)和f 區(qū)元素區(qū)元素 第八章第八章21掌握掌握ds區(qū)（銅族和鋅族）、區(qū)（銅族和鋅族）、d區(qū)（鉻副族、區(qū)（鉻副族、 錳副族、鐵系、鈷系）元素的性質(zhì)；重要錳副族、鐵系、鈷系）元素的性質(zhì)；重要 化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?；衔锝Y(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2了解過(guò)渡元素和了解過(guò)渡元素和 f 區(qū)元素的通性。區(qū)元素的通性。本章教學(xué)要求本章教學(xué)要求重點(diǎn)內(nèi)容：重點(diǎn)內(nèi)容：ds區(qū)、區(qū)、d區(qū)（鉻、錳、鐵、鈷、鎳）區(qū)（鉻、錳、鐵、鈷、鎳） 重要化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)重要化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)38.1 ds 區(qū)元素區(qū)元素 8.2 d 區(qū)和區(qū)和 f 區(qū)區(qū)元素元素本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4ds區(qū)元素區(qū)元素 周期表周期表IB族和族和B族的

2、元素，其價(jià)電子構(gòu)型族的元素，其價(jià)電子構(gòu)型分別為分別為(n-1)d10ns1和和(n-1)d10ns2 。 包括鑭、錒以外的鑭系元素和錒系元素。包括鑭、錒以外的鑭系元素和錒系元素。f區(qū)元素區(qū)元素d區(qū)元素區(qū)元素 周期表周期表B族所有的元素，價(jià)電子構(gòu)型為族所有的元素，價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d19ns12。(Pd除外除外)5 過(guò)渡元素過(guò)渡元素 原子的電子層結(jié)構(gòu)中原子的電子層結(jié)構(gòu)中 d 軌道軌道或或 f 軌道軌道僅部分僅部分填充電子的元素，包括填充電子的元素，包括 d 區(qū)元素和區(qū)元素和 f 區(qū)元素區(qū)元素。 IB族元素的族元素的+2、+3價(jià)離子也是部分填充價(jià)離子也是部分填充d軌道，軌道，B族元素的化學(xué)性質(zhì)

3、與以上的過(guò)渡元素類似，通常族元素的化學(xué)性質(zhì)與以上的過(guò)渡元素類似，通常也把也把IB、 B族元素族元素歸為過(guò)渡元素。歸為過(guò)渡元素。6 8.1 過(guò)渡元素通性過(guò)渡元素通性u(píng) 過(guò)渡元素都是金屬過(guò)渡元素都是金屬l 除汞是液體以外，其余都是具有金屬光澤的固體。除汞是液體以外，其余都是具有金屬光澤的固體。l 過(guò)渡元素一般有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，比重大，硬度過(guò)渡元素一般有較高的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，比重大，硬度 高，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性較好。高，導(dǎo)電和導(dǎo)熱性較好。l 過(guò)渡元素的金屬性比同周期的過(guò)渡元素的金屬性比同周期的p區(qū)元素要強(qiáng)，但弱于區(qū)元素要強(qiáng)，但弱于 同周期的同周期的s區(qū)元素。區(qū)元素。 過(guò)渡金屬過(guò)渡金屬 金屬性金屬性略有減弱略

4、有減弱 金屬性略有減弱金屬性略有減弱7u 過(guò)渡元素變價(jià)的普遍性過(guò)渡元素變價(jià)的普遍性元元 素素ScTiVCr MnFeCoNiCuZn常常見(jiàn)見(jiàn)價(jià)價(jià)態(tài)態(tài)+7+6+6+5+4+4+4+3+3+3+3+3+3+3+2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+1左左 右右氧化態(tài)先升高后降低氧化態(tài)先升高后降低8u 過(guò)渡元素的水合離子多具有特征顏色過(guò)渡元素的水合離子多具有特征顏色水合離子水合離子 Sc3+Ti3+V3+Cr3+Mn2+Fe3+Co2+Ni2+Cu2+Zn2+離子中未成離子中未成對(duì)的對(duì)的d電子數(shù)電子數(shù)0123553210顏色顏色無(wú)無(wú)紫紫綠綠藍(lán)綠藍(lán)綠肉色肉色淡紫淡紫粉紅粉紅綠綠淺藍(lán)淺藍(lán)無(wú)色無(wú)色 離子

5、中未成對(duì)的離子中未成對(duì)的d電子，電子，基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量相差不基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量相差不大，吸收可見(jiàn)光即可激發(fā)，大，吸收可見(jiàn)光即可激發(fā)，離子呈現(xiàn)互補(bǔ)波長(zhǎng)的顏色。離子呈現(xiàn)互補(bǔ)波長(zhǎng)的顏色。Mn2+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+ 9u 過(guò)渡元素容易形成配合物過(guò)渡元素容易形成配合物容易形成氟配合物、氰配合物和氨配合物容易形成氟配合物、氰配合物和氨配合物BSc(OH)3弱堿性弱堿性Y(OH)3中強(qiáng)堿中強(qiáng)堿La(OH)3強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性Ac(OH)3強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性BTi(OH)4兩兩 性性Zr(OH)4兩性偏堿兩性偏堿Hf(OH)4兩性偏堿兩性偏堿BHVO3酸酸 性性Nb(OH)5兩兩 性性T

6、a(OH)5兩兩 性性BH2CrO4弱酸性弱酸性H2MoO4弱酸性弱酸性H2WO4 弱酸性弱酸性BHMnO4強(qiáng)酸性強(qiáng)酸性HTcO4酸酸 性性HReO4 弱酸性弱酸性酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿堿性性增增強(qiáng)強(qiáng)酸酸性性增增強(qiáng)強(qiáng)10 8.2 銅族和鋅族元素的化合物銅族和鋅族元素的化合物 銅族位于周期系的銅族位于周期系的IB族，包括銅、銀、金族，包括銅、銀、金三種元素，其電子層結(jié)構(gòu)為三種元素，其電子層結(jié)構(gòu)為(n-1)d10ns1。 鋅族位于周期系的鋅族位于周期系的IIB族，包括鋅、鎘、族，包括鋅、鎘、汞三種元素，其電子層結(jié)構(gòu)為汞三種元素，其電子層結(jié)構(gòu)為(n-1)d10ns2。118.2.1 氧化物和氫氧化物氧化

7、物和氫氧化物 Cu Ag Zn Hg+ O2 Cu2O( (紅色）紅色）弱堿性弱堿性 Ag2O( (褐色）褐色）堿堿 性性 ZnO( (白色）白色）兩兩 性性HgO( (紅或黃）紅或黃）堿堿 性性CuO( (黒色）黒色）堿堿 性性12Zn2+2OH = ZnO+H2O AgOH為白色物質(zhì)，在為白色物質(zhì)，在-45以下穩(wěn)定存在，以下穩(wěn)定存在，高于此溫度分解為高于此溫度分解為 Ag2O。 2Ag+2OH = 2AgOH = Ag2O+H2O CuOH為淡黃色，僅在為淡黃色，僅在pH=3左右能暫存，通左右能暫存，通常得到的是紅色物質(zhì)常得到的是紅色物質(zhì)Cu2O。 Zn(OH)2為白色，不穩(wěn)定，稍微受熱就

8、脫水為白色，不穩(wěn)定，稍微受熱就脫水變?yōu)樽優(yōu)閆nO。132222442CH OH(CHOH) CHOCu(OH)Cu2OOH 244OHCH OH(CHOH) COOH藍(lán)紫色藍(lán)紫色紅色紅色在醫(yī)學(xué)上用來(lái)檢測(cè)糖尿病在醫(yī)學(xué)上用來(lái)檢測(cè)糖尿病2OH2OH22242H2HZnZn(OH)Zn(OH) 加酸平衡向左移動(dòng)，加堿，平衡向右移動(dòng)加酸平衡向左移動(dòng)，加堿，平衡向右移動(dòng)148.2.2 重要的鹽類重要的鹽類u 硫酸銅硫酸銅 CuSO45H2O，俗名膽礬、藍(lán)礬，為藍(lán)色斜，俗名膽礬、藍(lán)礬，為藍(lán)色斜方晶體?？捎勉~屑或氧化物溶于硫酸中制得。方晶體。可用銅屑或氧化物溶于硫酸中制得。 H2O OH2 H O O Cu

9、O SH2O OH2 H O O15375K42422CuSO 5H OCuSO 3H O2H O CuSO4 5H2O在不同溫度下可逐步失水在不同溫度下可逐步失水386K42422CuSO 3H OCuSO H O2H O 531K4242CuSO H OCuSOH O 高于高于600 oC ， CuSO4 分解為分解為CuO、SO2 、SO3和和O2 無(wú)水硫酸銅為白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很無(wú)水硫酸銅為白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很強(qiáng)，吸水后呈藍(lán)色，利用這一性質(zhì)可檢驗(yàn)乙醇和乙醚等有機(jī)強(qiáng)，吸水后呈藍(lán)色，利用這一性質(zhì)可檢驗(yàn)乙醇和乙醚等有機(jī)溶劑中的微量水，并可作干燥劑。溶劑中的微量

10、水，并可作干燥劑。16u 硝酸銀硝酸銀 AgNO3為為可溶性可溶性銀鹽，無(wú)色結(jié)晶，見(jiàn)光分解。銀鹽，無(wú)色結(jié)晶，見(jiàn)光分解。需保存在棕色瓶中。需保存在棕色瓶中。3222AgNO2Ag2NOO AgNO3是一種氧化劑，即使室溫下，許多有機(jī)物都是一種氧化劑，即使室溫下，許多有機(jī)物都能將它還原成黑色的銀粉。能將它還原成黑色的銀粉。 AgNO3和某些試劑反應(yīng)，得到難溶的化合物，如：和某些試劑反應(yīng)，得到難溶的化合物，如：白色白色Ag2CO3、黃色、黃色Ag3PO4、淺黃色、淺黃色Ag4Fe(CN)6、磚紅、磚紅色色Ag2CrO4。17u 氯化汞和氯化亞汞氯化汞和氯化亞汞氯化汞和氯化亞汞均為直線型共價(jià)化合物氯化

11、汞和氯化亞汞均為直線型共價(jià)化合物 HgCl2易升華，俗稱升汞。易升華，俗稱升汞。極毒，內(nèi)服極毒，內(nèi)服0.20.4g可致死，可致死，微溶于水，在水中很少電離，主要以微溶于水，在水中很少電離，主要以HgCl2分子形式存在分子形式存在 。在醫(yī)學(xué)上用它的稀溶液做消毒劑。在醫(yī)學(xué)上用它的稀溶液做消毒劑。 HgHgClCl直線型分子1）氯化汞（）氯化汞（HgCl2)18HgCl2Hg(OH)Cl + HClHg(NH2)Cl Hg2Cl2 + SnCl4SnCl2Hg+ SnCl4SnCl2Hg2Cl2NH3H2OHg192）氯化亞汞（）氯化亞汞（Hg2Cl2) 味甜，通常稱為甘汞，無(wú)毒，味甜，通常稱為甘汞

12、，無(wú)毒，微溶于水的白色固體，微溶于水的白色固體，對(duì)光不穩(wěn)定對(duì)光不穩(wěn)定 ，需保存在棕色瓶中。，需保存在棕色瓶中。Hg2Cl2HgCl2 + HgHg(NH2)Cl+Hg Hg+ HgONaOHNH3 光光20u Cu+和和Cu2+的相互轉(zhuǎn)換的相互轉(zhuǎn)換 銅的常見(jiàn)氧化態(tài)為銅的常見(jiàn)氧化態(tài)為+1和和+2，同一元素不同氧化態(tài)之間，同一元素不同氧化態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化是有條件的、相對(duì)的，這與它們可以相互轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化是有條件的、相對(duì)的，這與它們存在的狀態(tài)、陰離子的特性、反應(yīng)介質(zhì)等有關(guān)。存在的狀態(tài)、陰離子的特性、反應(yīng)介質(zhì)等有關(guān)。 從結(jié)構(gòu)上看從結(jié)構(gòu)上看Cu+為為3d 10應(yīng)該比應(yīng)該比Cu2+的的3d 9

13、穩(wěn)定，且銅的穩(wěn)定，且銅的第二電離能第二電離能(1970kJ/mol)較高，因此在氣態(tài)下較高，因此在氣態(tài)下Cu+的化合物的化合物是穩(wěn)定的。但在水溶液中，是穩(wěn)定的。但在水溶液中，Cu2+的水合能的水合能(2125kJ/mol)比比 Cu+的水合能的水合能(582kJ/mol) 大很多，在水溶液中，大很多，在水溶液中， Cu2+更穩(wěn)更穩(wěn)定定 。21Cu+0.17VCu2+0.52VCuCu+較大時(shí)，平衡向生成較大時(shí)，平衡向生成Cu2+方向移動(dòng)，發(fā)生歧化；方向移動(dòng)，發(fā)生歧化； Cu+降低到非常低時(shí)，反應(yīng)將發(fā)生倒轉(zhuǎn)。降低到非常低時(shí)，反應(yīng)將發(fā)生倒轉(zhuǎn)。22CuCuCu 22442Cu OH SOCuCuSO

14、H O 22CuCuCl2CuClCuClHClHCuCl （濃、熱）22u Hg2+和和Hg22+的相互轉(zhuǎn)換的相互轉(zhuǎn)換Hg2+Hg22+Hg0.905V0.796VK=166 因平衡常數(shù)不大，改變條件，使因平衡常數(shù)不大，改變條件，使Hg2+生成沉淀或配合物大生成沉淀或配合物大大降低大降低Hg2+濃度，濃度，Hg22+歧化反應(yīng)便可以發(fā)生，如：歧化反應(yīng)便可以發(fā)生，如：222HgHgHg222222Hg2OHHgHgOH OHgH SHgHgS2H 238.2.3 配合物配合物 可以形成多種配離子，大多數(shù)陽(yáng)離子以可以形成多種配離子，大多數(shù)陽(yáng)離子以sp、sp2、sp3、dsp2等雜化軌道和配體成鍵；

15、易和等雜化軌道和配體成鍵；易和H2O、NH3、X等形成等形成配合物。配合物。 Cu+為為d 10電子構(gòu)型，具有空的外層電子構(gòu)型，具有空的外層s、p軌道，它能以軌道，它能以sp、sp2或或sp3等雜化軌道和等雜化軌道和X（除（除F外）、外）、S2O32、CN等易變形的等易變形的配體形成配合物，如配體形成配合物，如CuCl2、Cu(CN)43等，大多數(shù)等，大多數(shù)Cu+配合物配合物是無(wú)色的。是無(wú)色的。u Cu+的配合物的配合物24u Cu2+的配合物的配合物 Cu2+有較強(qiáng)的配合性，配位數(shù)有有較強(qiáng)的配合性，配位數(shù)有4，6，常，常見(jiàn)配位數(shù)為見(jiàn)配位數(shù)為4，如，如Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+

16、等，等，一般用一般用dsp2雜化軌道成鍵，結(jié)構(gòu)為平面正方形。雜化軌道成鍵，結(jié)構(gòu)為平面正方形。 Cu2+可以和鹵素形成可以和鹵素形成MX42-型配合物，但在水型配合物，但在水溶液中的穩(wěn)定性較差。溶液中的穩(wěn)定性較差。25u Zn2+的配合物的配合物 Zn2+易與易與NH3、H2O、CN-、X-等形成等形成Zn(OH)42-、 Zn(NH3)42+、 Zn(CN)42-配離子，配離子， Zn2+的配合物基本都的配合物基本都是配位數(shù)為是配位數(shù)為4的四面體配合物。的四面體配合物。2242233 422224Zn4CNZn(CN) Zn4NHZn(NH ) Zn4H OZn(H O) 26u Hg2+、

17、Hg22+的配合物的配合物 Hg22+形成配離子的傾向較小，形成配離子的傾向較小， Hg2+離子可以與離子可以與NH3、H2O、CN-、X-等形成等形成HgCl42-、 HgI42-等配離子等配離子 。Hg2+離子主要形成配位數(shù)為離子主要形成配位數(shù)為4的四面體和配位數(shù)為的四面體和配位數(shù)為2的直的直線型配離子。線型配離子。 224224Hg4ClHgCl Hg4SCNHg(SCN) 配離子的組成同配體的濃度密切相關(guān)，在配離子的組成同配體的濃度密切相關(guān)，在0.1mol /L Cl-離離子溶液中，子溶液中，HgCl2、HgCl3-和和HgCl42-的濃度大致相等的濃度大致相等;在在1 mol/L C

18、l-離子的溶液中主要存在的是離子的溶液中主要存在的是HgCl42-離子。離子。 27 Hg2+與過(guò)量的與過(guò)量的KI反應(yīng)，首先產(chǎn)生紅色碘化汞沉淀，然反應(yīng)，首先產(chǎn)生紅色碘化汞沉淀，然后沉淀溶于過(guò)量的后沉淀溶于過(guò)量的KI中，生成無(wú)色的碘配離子：中，生成無(wú)色的碘配離子： K2HgI4和和KOH的混合溶液，稱為奈斯勒試劑，如溶的混合溶液，稱為奈斯勒試劑，如溶液中有微量液中有微量NH4+離子存在時(shí)，滴入試劑立刻生成特殊的紅離子存在時(shí)，滴入試劑立刻生成特殊的紅棕色的碘化氨基棕色的碘化氨基氧合二汞氧合二汞()沉淀：沉淀：NH4Cl2K2HgI44KOH = O NH2I KCl7KI3H2O Hg Hg 這個(gè)

19、反應(yīng)常用來(lái)鑒定這個(gè)反應(yīng)常用來(lái)鑒定NH4+或或Hg2+離子。離子。 紅色紅色無(wú)色無(wú)色22224Hg2IHgIHgI2IHgI 28 銅族元素銅族元素堿金屬元素堿金屬元素物理性質(zhì)物理性質(zhì)熔、沸點(diǎn)較高熔、沸點(diǎn)較高硬度，密度較大硬度，密度較大熔、沸點(diǎn)較低熔、沸點(diǎn)較低硬度、密度較小硬度、密度較小化學(xué)性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律其變化規(guī)律不活潑的重金屬不活潑的重金屬同族內(nèi)金屬活潑性從上至下減小同族內(nèi)金屬活潑性從上至下減小活潑的輕金屬活潑的輕金屬同族內(nèi)金屬活潑性從上至下增加同族內(nèi)金屬活潑性從上至下增加氧化數(shù)氧化數(shù)+1、+2、+3+1化合物化合物的鍵型的鍵型化合物有較明顯的共價(jià)性；化合物有較明顯的共價(jià)性；化合物

20、一般是有顏色的?；衔镆话闶怯蓄伾?。化合物大多是離子型的；化合物大多是離子型的；正離子一般是無(wú)色的。正離子一般是無(wú)色的。離子形成配離子形成配合物的能力合物的能力有很強(qiáng)的生成配合物的傾向有很強(qiáng)的生成配合物的傾向僅能與極強(qiáng)的配位劑形成配合物僅能與極強(qiáng)的配位劑形成配合物氫氧化物的氫氧化物的堿性堿性氫氧化物堿性較弱，易脫水形成氧氫氧化物堿性較弱，易脫水形成氧化物化物氫氧化物是強(qiáng)堿，對(duì)熱穩(wěn)定氫氧化物是強(qiáng)堿，對(duì)熱穩(wěn)定銅銅族族元素和堿金屬對(duì)比元素和堿金屬對(duì)比29鋅鋅族族元素和堿土金屬對(duì)比元素和堿土金屬對(duì)比 鋅族元素鋅族元素堿土金屬堿土金屬熔、沸點(diǎn)熔、沸點(diǎn)低低高高金屬活潑性金屬活潑性本族內(nèi)從上到下減弱本族內(nèi)

21、從上到下減弱本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)化合物化合物的鍵型的鍵型較明顯的共價(jià)性；較明顯的共價(jià)性；化合物一般是有顏色的?；衔镆话闶怯蓄伾?。大多是離子型的；大多是離子型的；離子一般是無(wú)色的。離子一般是無(wú)色的。配位能力配位能力較強(qiáng)較強(qiáng)較弱較弱氫氧化物的堿性及氫氧化物的堿性及變化規(guī)律變化規(guī)律氫氧化物堿性較弱或兩性氫氧化物堿性較弱或兩性本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)氫氧化物是強(qiáng)堿氫氧化物是強(qiáng)堿本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)本族內(nèi)從上到下增強(qiáng)30 d d 區(qū)元素的電子分別填充在區(qū)元素的電子分別填充在 3 3d d 亞層、亞層、4 4d d 亞層和亞層和 5 5d d 亞層上亞層上 . . 31 8.

22、3 鉻和鉬的重要化合物鉻和鉬的重要化合物在冷、濃硝酸中鈍化在冷、濃硝酸中鈍化 無(wú)膜金屬與酸的反應(yīng)無(wú)膜金屬與酸的反應(yīng) 活潑金屬，表面因形一層成氧化膜，活潑性下降，活潑金屬，表面因形一層成氧化膜，活潑性下降， 甚至不溶于甚至不溶于 HNO3 和王水和王水. 灰白色，熔點(diǎn)沸點(diǎn)高，硬度大?；野咨埸c(diǎn)沸點(diǎn)高，硬度大。8.3.1 鉻的重要化合物鉻的重要化合物OHSO3SOCr)(SO2H2Cr2234242）（濃8.3.1.1 鉻的單質(zhì)鉻的單質(zhì)32酸性溶液中酸性溶液中 OCrCr3+2-72-0.741.36-0.41Cr2+-0.91Cr堿性溶液中堿性溶液中 OCrCr(OH)32-4-1.3-0.1

23、2-1.1Cr(OH)2-1.4Cr-1.2OCr-2 多形成多形成+3、+6價(jià)的化合物價(jià)的化合物338.3.1.2 鉻的化合物鉻的化合物u Cr2O3（鉻綠）（鉻綠）微溶于水，兩性化合物，能溶于酸，也溶于濃的強(qiáng)堿。微溶于水，兩性化合物，能溶于酸，也溶于濃的強(qiáng)堿。O2Cr3O4Cr322 OHOH3HHCr( )- -3 34 4C Cr r( (O OH H) ) s sC Cr r( (O OH H) )紫色紫色 灰藍(lán)灰藍(lán) 綠色綠色223H OCr O綠色綠色34u Cr3+鹽鹽 和亞鉻酸鹽和亞鉻酸鹽33332( )( )2( )( )2 22 22 22 2- -3 32 22 2C C

24、r r3 3S S6 6H H O OC Cr r( (O OH Hs s3 3H H S S g gC Cr r3 3C CO O3 3H H O O2 2C Cr r( (O OH Hs s3 3C CO Og g ）1）水解）水解2）還原性）還原性3）氧化性）氧化性3222CrZn2CrZn 32222874222422OOSO14H2OO4H O+ +A Ag g2 22 2- - -2 2C Cr r3 3S S7 7H H O OC Cr rC Cr rO O3 3H H2 2O OH H2 2C Cr r 35u +3價(jià)鉻的配合物價(jià)鉻的配合物 Cr3+具有較強(qiáng)的配合能力，容易與具

25、有較強(qiáng)的配合能力，容易與H2O、NH3、Cl-、CN-等形成配位數(shù)為等形成配位數(shù)為6的的d2sp3型的內(nèi)軌型配離子。型的內(nèi)軌型配離子。 Cr3+在水溶液中是以水合離子在水溶液中是以水合離子Cr(H2O)63+的形式存在的形式存在化合物化合物 顏色顏色化合物化合物顏色顏色Cr(H2O)63+紫色紫色Cr(NH3)2(H2O)43+紫紅紫紅Cr(NH3)3(H2O)33+淺紅淺紅Cr(NH3)4(H2O)23+橙紅橙紅Cr(NH3)5H2O3+橙黃橙黃Cr(NH3)63+黃色黃色36u 鉻酸鹽和重鉻酸鹽鉻酸鹽和重鉻酸鹽22442722CrO2H2HCrOCr OH O 黃色黃色 橙紅橙紅酸性溶液：

26、酸性溶液：Cr2O72-為主為主 中性溶液：中性溶液： Cr2O72-= CrO42-堿性溶液：堿性溶液：CrO42-為主為主227224222724222724Cr O4AgH O2H2Ag CrOCr O2BaH O2H2BaCrOCr O2PbH O2H2PbCrO 3723272222322734223272222332722233272Cr O3H S8H2Cr3S7H OCr O3SO8H2Cr3SO4H OCr O6I14H2Cr3I7H OCr O6Fe14H2Cr6Fe7H OCr O3Sn14H2Cr3Sn7H O 重鉻酸鹽在酸性溶液中是強(qiáng)氧化劑重鉻酸鹽在酸性溶液中是強(qiáng)氧化

27、劑監(jiān)測(cè)司機(jī)酒后開(kāi)車監(jiān)測(cè)司機(jī)酒后開(kāi)車22732243K Cr O3CH CH OH8H SO3CH COOH 24 3242Cr (SO )2K SO11H O橙紅橙紅綠色綠色38鉻元素及其化合物反應(yīng)小結(jié)鉻元素及其化合物反應(yīng)小結(jié)Cr2O3(s,綠綠)Cr(OH)3 （灰綠）（灰綠）Cr(OH)4- （綠色）（綠色）Cr3+ （紫色）（紫色）Cr2O72 (橙紅橙紅)CrO42 (黃色黃色)Ag2CrO4 (磚紅磚紅)BaCrO4 (檸檬黃檸檬黃) PbCrO4 (黃黃)OH- H+OH- H+OH- H+Ag+Ba2+Pb2+Ag+Ba2+Pb2+H2S、SO32- 、I-、H+KMnO4S2O

28、8 2 398.3.2 鉬的重要化合物鉬的重要化合物8.3.2.1 鉬的單質(zhì)鉬的單質(zhì) 鉬屬熔點(diǎn)和沸點(diǎn)最高、硬鉬屬熔點(diǎn)和沸點(diǎn)最高、硬度最大的金屬元素之列。鉬度最大的金屬元素之列。鉬的合金在軍工生產(chǎn)和高速工的合金在軍工生產(chǎn)和高速工具鋼中被廣泛應(yīng)用。鉬還是具鋼中被廣泛應(yīng)用。鉬還是一個(gè)重要的生命元素，存在一個(gè)重要的生命元素，存在于金屬酶分子的結(jié)構(gòu)中。于金屬酶分子的結(jié)構(gòu)中。鐵鉬蛋白結(jié)構(gòu)鐵鉬蛋白結(jié)構(gòu)408.3.2.2 鉬的化合物鉬的化合物 鉬的重要的化合物有鉬的重要的化合物有MoO3和和H2MoO4。 MoO3不溶于不溶于水，能溶于堿。水，能溶于堿。 鉬具有形成多酸的特點(diǎn)，多酸是指由簡(jiǎn)單含氧酸縮鉬具有形成

29、多酸的特點(diǎn)，多酸是指由簡(jiǎn)單含氧酸縮合起來(lái)的，含有復(fù)雜酸根離子的含氧酸。如三鉬酸合起來(lái)的，含有復(fù)雜酸根離子的含氧酸。如三鉬酸H3M3O10是由一個(gè)是由一個(gè)H2O和三個(gè)和三個(gè)MO3組成的酸。組成的酸。 鉬酸鹽氧化性較弱，在酸性溶液中，只有強(qiáng)還原劑才鉬酸鹽氧化性較弱，在酸性溶液中，只有強(qiáng)還原劑才能將能將MoO42-還原為還原為Mo3+ 。424322(NH ) MoO3Zn16HCl2MoCl3ZnCl424NH Cl8H O332424MoO2NHH O(NH ) MoO41l 白色金屬，硬而脆白色金屬，硬而脆l(xiāng) 為活潑金屬為活潑金屬l 可與氧、鹵素等非金屬反應(yīng)可與氧、鹵素等非金屬反應(yīng)l 在氧化劑

30、存在下與熔融的堿作用在氧化劑存在下與熔融的堿作用22222H(s)Mn(OH)O2HMnHMn)(2HMn稀223423422223MnOMn O3MnOMn OMnXMnX (XF)MnXMnX (XF) O2HMnO2K3O4KOH2Mn2422熔融 8.4 錳的重要化合物錳的重要化合物8.4.1 錳的單質(zhì)錳的單質(zhì)428.4.2 錳的化合物錳的化合物價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子構(gòu)型：3d 54s 2 錳可形成錳可形成+2+7價(jià)化合物，其中價(jià)化合物，其中+2價(jià)最為穩(wěn)定。價(jià)最為穩(wěn)定。u Mn(OH)2O2HMn2HMn(OH)222)(s,Mn(OH)2OHMn222O白無(wú)), s (MnO(OH)O2

31、1Mn(OH)222棕黃色二羥氧錳二羥氧錳43u MnO2l 黑色粉末，不溶于水和稀酸黑色粉末，不溶于水和稀酸l 熱穩(wěn)定性好熱穩(wěn)定性好O2HOMnSO2)(SOH22MnOO2HMnClCl)4HCl(MnO2244222222濃濃l 強(qiáng)強(qiáng)氧化性氧化性O(shè)2H3MnO4OH2MnOMnO22442pH13.5l 還原性（一定程度）還原性（一定程度）448.4.3 水溶液中的錳離子及其反應(yīng)水溶液中的錳離子及其反應(yīng) OMn-41.690.5642.260.95Mn2+-1.18Mn1.51OMn2-4MnO2Mn3+1.231.51酸性溶液中酸性溶液中堿性溶液中堿性溶液中 OMn-40.590.56

32、40.60-0.20Mn(OH)2-1.55Mn0.10OMn2-4MnO2Mn(OH)3-0.0545u KMnO4（紫黑色晶體）（紫黑色晶體）42224MnO4H4MnO3O2H O 1）不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性見(jiàn)光遇酸見(jiàn)光遇酸244224MnO4OH4MnOO2H O 濃堿濃堿O220C424222KMnOK MnOMnOO 加熱加熱462）強(qiáng)氧化性）強(qiáng)氧化性可氧化物種可氧化物種SO32-I-Cl-H2SFe2+Sn2+ 產(chǎn)產(chǎn) 物物SO42-I2Cl2S 、SO42-Fe3+Sn4+22243422243224222434422MnO5SO6H2Mn5SO3H O2MnO5SOH O2MnO3S

33、O2OH2MnOSO2KOH2MnOSOH O 溶液的酸度不同，溶液的酸度不同，MnO4-還原的產(chǎn)物不同還原的產(chǎn)物不同 KMnO4在酸性溶液中是很強(qiáng)的氧化劑，可氧化在酸性溶液中是很強(qiáng)的氧化劑，可氧化Fe2+、I-，還原，還原產(chǎn)物是產(chǎn)物是Mn2+，用來(lái)檢測(cè)這些物質(zhì)的量。，用來(lái)檢測(cè)這些物質(zhì)的量。2234224222MnO5Fe8HMn5Fe4H O2MnO3Mn2H O5MnO4H 47 8.5 鐵、鈷、鎳的重要化合物鐵、鈷、鎳的重要化合物8.5.1 概述概述FeRuRhPdCoNiOsIrPt族族鐵系元素鐵系元素鉑系元素鉑系元素48Fe 3d 64s 2 +3,+2(+6) Co 3d 74s

34、2 +2,+3,(+5)Ni 3d 84s 2 +2,+3,(+4)價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型 重要氧化值重要氧化值8.5.2 單質(zhì)單質(zhì)l 單質(zhì)均為具有光澤的白色物質(zhì)金屬單質(zhì)均為具有光澤的白色物質(zhì)金屬 鐵、鈷略帶灰色，鎳為銀白色鐵、鈷略帶灰色，鎳為銀白色l 易鈍化：濃、冷易鈍化：濃、冷 HNO3 可使可使 Fe, Co, Ni 鈍化，鈍化， 濃濃 H2SO4 可使可使 Fe 鈍化鈍化l 純純 Fe,Co, Ni 在水、空氣中穩(wěn)定，加熱時(shí)，在水、空氣中穩(wěn)定，加熱時(shí)，F(xiàn)e, Co, Ni 可與可與 O2, S, X2 等反應(yīng)等反應(yīng)498.5.3 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物氧化數(shù)氧化數(shù)氧化物氧化物氫

35、氧化物氫氧化物+2FeO黑黑CoO灰綠灰綠NiO暗綠暗綠Fe(OH)2白白Co(OH)2粉紅粉紅Ni(OH)2綠綠+3Fe2O3磚紅磚紅Co2O3黑黑Ni2O3黑黑Fe(OH)3棕紅棕紅Co(OH)3棕褐棕褐Ni(OH)3黑黑二價(jià)還原性；三價(jià)氧化性二價(jià)還原性；三價(jià)氧化性Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2OCo2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2 + 3H2ONi2O3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 3H2O50白白 色色Fe(OH)3 很快很快空氣中空氣中O2Fe2+ + OHFe(OH)2棕紅色棕紅色粉紅色粉紅色Co(OH)3 緩慢緩慢空氣

36、中空氣中O2Co2+ + OHCo(OH)2棕色棕色加入強(qiáng)氧化劑加入強(qiáng)氧化劑Ni(OH)2 + Br2 + 2 NaOH Ni(OH)3 + 2 NaBrNi2+ + OHNi(OH)2 (穩(wěn)定穩(wěn)定)鐵系元素低價(jià)的氫氧化物還原性按照鐵系元素低價(jià)的氫氧化物還原性按照Fe、Co、Ni的順序減弱的順序減弱51Fe(OH)2 、Co(OH)2都是兩性偏堿，易溶于酸，但反應(yīng)不同都是兩性偏堿，易溶于酸，但反應(yīng)不同3323222Fe(OH)3HClFeCl3H O2Co(OH)6HCl2CoClCl6H O Fe(OH)2Fe(OH)3Co(OH)2還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)Co(OH)3Ni

37、(OH)2Ni(OH)2528.5.4 重要的鹽類重要的鹽類8.5.4.1 +2價(jià)的鹽價(jià)的鹽u 性質(zhì)上的相似性性質(zhì)上的相似性 1 1）水合離子均有顏色）水合離子均有顏色M2+水合離子水合離子Fe(H2O)62+淺綠色淺綠色Co(H2O)62+粉紅色粉紅色Ni(H2O)62+亮綠色亮綠色M2+無(wú)水鹽無(wú)水鹽Fe2+白色白色Co2+藍(lán)色藍(lán)色Ni2+黃色黃色 2 2）它們的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物等易溶于水，在水）它們的硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物等易溶于水，在水 中存在微弱的水解，溶液顯酸性。碳酸鹽、磷酸中存在微弱的水解，溶液顯酸性。碳酸鹽、磷酸 鹽、硫化物則難溶于水鹽、硫化物則難溶于水22MH OM(OH

38、)H 53u 性質(zhì)上的差異性性質(zhì)上的差異性 Fe2+有還原性，而有還原性，而Co2+和和Ni2+穩(wěn)定穩(wěn)定174232322222233223327227223223242424FeO4H4Fe2H O4FeO4H4Fe2H O6FeCr O4H6Fe3CrH O6FeCr O4H6Fe3CrH O5FeMnO8H5FeMnH O5FeMnO8H5FeMnH O 在酸性介質(zhì)中，在酸性介質(zhì)中，F(xiàn)e2+比較穩(wěn)定，但如果有強(qiáng)氧化劑比較穩(wěn)定，但如果有強(qiáng)氧化劑 存在，存在，F(xiàn)e2+被氧化為被氧化為Fe3+。54u FeSO47H2O (綠礬）綠礬）淡綠色晶體，農(nóng)業(yè)上用作殺蟲劑。淡綠色晶體，農(nóng)業(yè)上用作殺蟲劑

39、。4242323FeSO7H OFeSOFe OSOSO 42244FeSO2H OO4Fe(OH)SO 在分析化學(xué)中常用在分析化學(xué)中常用FeSO4(NH4)2SO46H2O來(lái)配制來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，因?yàn)槠洳灰资ソY(jié)晶水，不易被氧化。標(biāo)準(zhǔn)溶液，因?yàn)槠洳灰资ソY(jié)晶水，不易被氧化。u CoCl200052.5 C90 C120 C2222222CoCl6H OCoCl2H OCoClH OCoCl 粉紅色粉紅色 紫紅色紫紅色 藍(lán)紫色藍(lán)紫色 藍(lán)色藍(lán)色558.5.4.2 +3價(jià)的鹽價(jià)的鹽Fe3+鹽鹽Co3+鹽鹽Ni3+鹽鹽穩(wěn)定性降低穩(wěn)定性降低u FeCl3 共價(jià)型化合物，易溶于水和有機(jī)溶劑，無(wú)水三共價(jià)型化

40、合物，易溶于水和有機(jī)溶劑，無(wú)水三氯化鐵在空氣中易潮解，在醫(yī)學(xué)上常用作止血?jiǎng)?。氯化鐵在空氣中易潮解，在醫(yī)學(xué)上常用作止血?jiǎng)?FeCl3易水解，使溶液顯酸性。易水解，使溶液顯酸性。5632262253225222433426224243Fe(H O) H OFe(OH)(H O) H OFe(OH)(H O) H OFe(OH) (H O) H O2Fe(H O) Fe(OH) (H O) Fe(H O) 2H O Fe3+的水解平衡的水解平衡FeFeH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OOHOH水合鐵離子雙聚體水合鐵離子雙聚體57 當(dāng)溶液為酸性時(shí)，當(dāng)溶液為酸性時(shí)， Fe3+以淡紫色的水

41、合離以淡紫色的水合離子子Fe(H2O)63+形式存在，當(dāng)酸度降低時(shí)，水解形式存在，當(dāng)酸度降低時(shí)，水解趨勢(shì)增大，溶液為棕黃色，趨勢(shì)增大，溶液為棕黃色，pH進(jìn)一步增大，溶進(jìn)一步增大，溶液變?yōu)樯钭厣?，最后析出棕紅色的膠狀物質(zhì)液變?yōu)樯钭厣詈笪龀鲎丶t色的膠狀物質(zhì) Fe(OH)3。 加熱也可以促進(jìn)水解的進(jìn)行，因?yàn)樗鈺r(shí)加熱也可以促進(jìn)水解的進(jìn)行，因?yàn)樗鈺r(shí)吸熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)。pH對(duì)水解平衡的影響對(duì)水解平衡的影響588.5.4.3 配合物配合物 鐵、鈷離子容易形成配合物，例如氰配離鐵、鈷離子容易形成配合物，例如氰配離子、硫氰配合物和羰基配合物。子、硫氰配合物和羰基配合物。u 氨配合物氨配合物 Fe2+難以

42、形成穩(wěn)定的氨配合物，例如，在無(wú)水的難以形成穩(wěn)定的氨配合物，例如，在無(wú)水的狀態(tài)下，狀態(tài)下， FeCl2雖然可以和雖然可以和NH3形成配合物形成配合物Fe(NH3)6 Cl2，但它遇水就分解了。，但它遇水就分解了。3 6222324Fe(NH ) Cl6H OFe(OH)4NHH O2NH Cl Fe3+的水合離子很容易發(fā)生水解，在水溶液中加入的水合離子很容易發(fā)生水解，在水溶液中加入NH3時(shí)不是形成氨配合物，而是形成時(shí)不是形成氨配合物，而是形成 Fe(OH)3沉淀沉淀。59 將過(guò)量的氨水加入到將過(guò)量的氨水加入到Co2+的水溶液中，即可生成可的水溶液中，即可生成可溶性的氨合配離子溶性的氨合配離子Co

43、(NH3)62+ ，但其不穩(wěn)定，很易氧，但其不穩(wěn)定，很易氧化為化為Co(NH3)63+ 沉淀沉淀。 Co(NH3)62+3d4s4pCo2+3d4s4pCo Co(NH3)63+60u 氰配合物氰配合物 Fe3+ 、Co3+ 、 Fe2+ 、 Co2+ 、 Ni2+均能與均能與CN-形成配合物形成配合物。422424646236FeSO2KCNFe(CN)K SOFe(CN)4KCNK Fe(CN) 2K Fe(CN) Cl2K Fe(CN) 2KCl 黃血鹽黃血鹽赤血鹽赤血鹽3 462363Fe(CN)2OHFe(OH) (s)6CNFe(CN)OHFe(OH) (s)6CN 在堿性條件下，

44、可分解在堿性條件下，可分解613 466FeFe(CN) KKFe(CN) Fe (s)2 366FeFe(CN) KKFe(CN) Fe (s)普魯士藍(lán)普魯士藍(lán)滕氏藍(lán)滕氏藍(lán)結(jié)構(gòu) ： 低自旋的低自旋的 Fe 原子和高自旋的原子和高自旋的 Fe 原原 子子 相間地排布在立方格子的頂角相間地排布在立方格子的頂角，CN-基團(tuán)排布在棱邊上基團(tuán)排布在棱邊上. CN- 的的 C 原原子配位于低自旋子配位于低自旋 N 原子，而原子，而 N 原子則原子則配位于低自旋配位于低自旋 N 原子。原子。Fe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+Fe3+Fe3+NNNNNNNNNFe2+Fe2+Fe2+Fe2+Fe3+F

45、e3+Fe3+NNNNNNNNN62222H2H 24264366-CNCo2CNCo(CN) (s)Co(CN) 2Co(CN) O2Co(CN) OH強(qiáng)還原劑強(qiáng)還原劑 紅色紅色 紫色紫色22 4Ni4CNNi(CN)63u 硫硫氰配合物氰配合物33 n(n16)nFenSCNFe(SCN) 血紅色血紅色 該反應(yīng)需要在酸性條件下進(jìn)行，溶液酸度過(guò)小，該反應(yīng)需要在酸性條件下進(jìn)行，溶液酸度過(guò)小，F(xiàn)e3+會(huì)水解，生成會(huì)水解，生成Fe(OH)3。該配合物可溶于乙醚，異戊醇，。該配合物可溶于乙醚，異戊醇，當(dāng)濃度很低時(shí)，可以用乙醚或異戊醇進(jìn)行萃取。當(dāng)濃度很低時(shí)，可以用乙醚或異戊醇進(jìn)行萃取。222244Co

46、4SCNCo(SCN)Co(SCN)Co4SCN Co(SCN)42-在有機(jī)溶劑中比較穩(wěn)定在有機(jī)溶劑中比較穩(wěn)定 鎳的硫氰配合物很不穩(wěn)定鎳的硫氰配合物很不穩(wěn)定天藍(lán)色天藍(lán)色64u 羰基羰基配合物配合物 利用金屬羰基配合物的生成和分解，可以制備很多高利用金屬羰基配合物的生成和分解，可以制備很多高純度的金屬，如純度的金屬，如423KNiCO444Ni(CO)Ni(CO)Ni+4CO 金屬羰基配合物中的金屬的氧化數(shù)均為金屬羰基配合物中的金屬的氧化數(shù)均為0，簡(jiǎn)單的羰，簡(jiǎn)單的羰基化合物的金屬原子的價(jià)電子數(shù)和它周圍的基化合物的金屬原子的價(jià)電子數(shù)和它周圍的CO提供的電提供的電子數(shù)（每個(gè)子數(shù)（每個(gè)CO提供兩個(gè)電子）的總和為提供兩個(gè)電子）的總和為18電子結(jié)構(gòu)。電子結(jié)構(gòu)。65 8.6 鑭系元素及其重要化合物鑭系元素及其重要化合物 f 區(qū)元素在周期表中的位置區(qū)元素在周期表中的位置 Ln Sc Y稀土元素稀土元素(rare earths) 活潑金屬活潑金屬668.6.1 鑭系元素概述鑭系元素概述 鑭系元素的價(jià)電子構(gòu)型為：鑭系元素的價(jià)電子構(gòu)型為：4 f 0145d 016s2。+4+3+2Hf4+Dy Ho Er TmLaCePrNd PmSm EuGdTbYbLu La3+(4f 0), Gd3+(4f 7) 和和