《第12章d区元素和f区元素[1].ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第12章d区元素和f区元素[1].ppt（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章 d区元素和f区元素,12.1.1 d区元素和过渡元素,过渡元素：具有部分填充d或f壳层电子的元素。,12.1 d区元素概述,12.1.2 d区元素的特性,1. 单质的相似性,因为价电子数较多、原子半径较小, 金属键较强。所以，金属的熔沸点较高、硬度较大、导电导热性较好。,金属中： 硬度最大者 Cr ； 熔点最高者 W ； 密度最大者 Os ； 最易吸收H2者 Pd。,2. 氧化态,元 素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni +2 +2 +2 +2 +2 +2 +2 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 +3 氧化态 +4 +4 +4 +4 +4 +5 +6 +6 +6
2、+7,(划横线表示常见氧化态),左 右,氧化态先升高后降低,上 下,同族高氧化态趋向稳定,Fe +2、+3 Ru +4 Os +4、+6、+8,3. 水合离子大多具有颜色,4. 易形成配合物,12.3 钒,钒为分散元素，不独立成矿。在其它金属冶炼时以副产物得到单质。 由于钝化，在常温下表现出化学惰性。,V 3d 34s 2 +2、+3、+4、+5,离子色彩丰富：V2+紫、 V3+绿 、VO2+兰、 VO2+、 VO3黄 酸根极易聚合：V2O7 4 、V3O9 3 、V10O286 pH下降，聚合 度增加，颜色从无色黄色深红，酸度足够大时为VO2+,V2O5,偏钒酸铵,性质:,(1) 两性偏酸性
3、;,V2O5 +,(2) 氧化性;,钒的含氧酸盐,特点：酸度、浓度不同，聚合程度不同。,VO43-,V2O5xH2O ,淡黄,棕,红棕,橙红色,B 铬 Cr 3d54s1 钼 Mo 4d55s1 钨 W 5d46s2,铬在自然界存在 FeOCr2O3 或FeCrO4铬铁矿,辉钼矿MoS2,(Fe、Mn)WO4黑钨矿,CaWO4白钨矿,存在,12.4 铬、钼、钨,0.13V 1.1V 1.4V B： CrO42- Cr(OH)3Cr(OH)2Cr 1.2V | CrO2 ,酸性介质氧化性强，碱性介质还原性强,1.33V 0.41V 0.91V A： Cr2O72-Cr3+Cr2+Cr,Cr()：
4、Cr2+ Cr()：Cr 3+（酸性介质） CrO2 、Cr(OH)4 （碱性介质） Cr()：Cr2O72 （酸性介质） CrO42 （碱性介质）,铬的氧化态与形态变化,12.4.1 铬的化合物 （III、VI）,Cr(VI),(1) 存在形式与转化 CrO42- Cr2O72-,(2) 生成难溶盐,CrO42- (Cr2O72-),用于鉴别,Cr(III),(3) 过氧化物,形成配合物而稳定用于鉴定反应,(1) 含氧化合物,(2) 氧化还原性,(3) 生成配合物,Cr(H2O)6Cl3 （紫）,特征: Cr3+ C.N.= 6,Cr(NH3)(H2O)5Cl3 （浅红）,Cr(H2O)5C
5、lCl2 （亮绿）,Cr(H2O)4Cl2Cl （暗绿）,Cr(NH3)6Cl3 （黄）,不直接形成NH3配合物, 应在NH3NH4+ 体系中。,12.4.2 钼和钨的化合物,12.5 锰,Mn 3d 54s2,主要氧化态：+2、+3、+4、+5、+6、+7,1.507 0.564 2.26 0.95 1.51 1.19 A MnO4MnO42MnO2Mn3+Mn2+Mn 1.695 1.23,H2CrO4 H2MoO4 H2WO4,氧化性和酸性增强,0.564 0.60 0.20 0.1 1.55 B MnO4MnO42MnO2Mn(OH)3Mn(OH)2Mn, A与 B相差大：酸性介质：氧
6、化剂， 碱性介质：把低价态氧化为高价,12.5.1 锰(II)的化合物,Mn2+ +,Mn(VI): 存在于碱性介质中,歧化,还原性,氧化性,前两个反应表现氧化性，后一个反应表现还原性。,12.5.2 锰(IV)的化合物,12.5.3 锰(VI)和锰(VII)的化合物,Mn(VII):, 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 4MnO4 + H+ = 4MnO2+ 3O2+ 2H2O,酸性介质： 2KMnO4 + 5K2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O 中性或弱碱性： 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 3
7、K2SO4 + 2KOH 强碱性介质： 2KMnO4 + K2SO3 + 2KOH = 2K2MnO4 + K2SO4 + H2O,氧化态 +2,+3,(+6) +2,+3,(+4) +2,+3,(+4),12.6 铁系元素,12.6.1 氧化物和氢氧化物,M2O3 + 6HCl 2MCl2 + Cl2(g) + 3H2O ( M = Co、Ni),FeO, CoO, NiO均为碱性氧化物 M2O3都有氧化性(Co、Ni),氢氧化物:,性质:,(1) M(OH)2 均为碱性 , 只溶于酸;,(2) M(OH)3 Co、Ni 为碱性，Fe 为两性偏碱性。,(3) Co(OH)3、Ni(OH)3
8、具有强氧化性，Fe(OH)3 只有弱的氧化性。,FeCl3 + H2O,CoCl2 + Cl2 + H2O,NiCl2 + Cl2 + H2O,Fe(OH)2、Co(OH)2、Ni(OH)2,Fe(OH)3、Co(OH)3、Ni(OH)3,12.6.2 盐类,(1) CoCl2 变色硅胶 (干燥剂) 指示剂,(2) Fe(III) 盐,（Co、Ni 三价离子不稳定，难成盐）,(淡紫) (黄),4、重要配合物,Fe2+ ( 3d 6 ) Fe3+ ( 3d 5 ),Co2+ ( 3d 7 ) Co3+ ( 3d 6 ),Ni2+( 3d 8 ) C.N = 4 (6),C.N= 6 (4),(1
9、) 氨配合物,(黄) (棕),(蓝紫),(2) 氰根配合物,结构式： KFeIII (CN)6FeIIx,（黄色）,2Co2+12CN-+,dsp2 杂化,（黄色）,（黄色）,(3) 硫氰配合物,(用于鉴定反应),x = 1 6,12.7 f 区元素,(n-2)f014(n-1)d01ns2,La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu,4f76s2,4f146s2,4f7,1. 特点,原子半径缩小缓慢，相邻元素递减1pm，总的缩小 约14pm。,镧系元素的原子(离子)半径,随着原子序数增大而缩小。,12.7.1 镧系收缩,2. 后果,（1） Y3+
10、半径88pm落在Er3+88.1pm附近，Y进入稀土元素。 Sc半径接近Lu3+，常与Y3+共生，Sc也成为稀土元素。,Zr(IV) Nb(V) Mo(VI) 80pm 70pm 62pm Hf(IV) Ta(V) W(VI) 79pm 69pm 62pm,（2） Zr与Hf、Nb与Ta、Mo与W三对元素半径十分接近、化 学性质十分相近，常伴生在一起，难以分离。,12.7.2 镧系元素性质,Ln系： +3为特征氧化态 Ce：4f15d16s2 Tb ：4f96s2 Eu：4f76s2 Yb：4f146s2,+3价离子f 电子数：,位于全空、半满、全满附近的元素易变价(非三价)。,+2 价离子：Sm2+、Eu2+、Tm2+、Yb2+ 可作还原剂；,+4 价离子：Ce4+、Pr 4+、Tb4+、Dy 4+ 可作氧化剂。,性质:,
