《过渡元素()》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过渡元素()（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第22章 过渡元素（）,（） 26Fe铁 27Co钴 28Ni镍 44Ru钌 45Rh铑 46Pd钯 76Os锇 77Ir铱 78Pt铂,一、Fe、Co、Ni的价电子构型为(n-1)d6、7、8ns2,第一节 铁素元素,1-1 铁系元素概述,d电子半充满后，越来越不容易失去，常见氧化 态从FeNi趋势于低价稳定，见1013元素电势图。,二、单质物性,单质都是有金属光泽，熔、沸点高，都表现有铁磁性。,三、单质化性,3Fe2O2=Fe3O4 FeS=FeS FeS=FeS,FeH2OCO2FeCO3H2 4FeCO36H2OO24Fe(OH)34CO2 4Fe(OH)32Fe2O33H2O(铁锈
2、)3H2O,1-2 铁系元素的重要化合物,一、氧化物和氢氧化物,FeO CoO NiO (黑色) (灰绿色) (暗绿色),MC2O4MOCO2 CO（）,Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 (砖红色) (黑色) (黑色),Fe(OH)3Fe2O3H2O （）,4CoCO3O2 2Co2O3 4CO2 （）,Co2O3 +6HCl=2CoCl2+Cl2+3H2O,Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 白 粉红 绿 Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 棕红 棕褐 黑,还原性增强,氧化性增强,Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe
3、(OH)3(红棕色) (实为水合氧化铁Fe2O3xH2O),Co2+ + 2OH- Co(OH)2 Co(OH)2 + O2 + 2H2O 4Co(OH)3（棕色）,Ni2+ + 2OH- Ni(OH)2(绿色) 在空气中不发生变化,2Ni(OH)2H2O2NaCl=2Ni(OH)3 2NaCl 2Ni(OH)2Br22NaOH=2Ni(OH)3 2NaBr,思考： Co(OH)3会有什么反应？,Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O 2Co(OH)3+6HCl=2CoCl2+Cl2+6H2O 2Ni(OH)3+6HCl=2NiCl2+Cl2+3H2O,二、铁系元素的盐类,一、+2氧化
4、态的盐,Fe(H2O)62+ Co(H2O)62+ Ni(H2O)62+ 浅绿 粉红 亮绿 无水盐: FeSO4 CoSO4 NiSO4 白 蓝 黄,M2+水合离子和无水盐均有特征颜色,M2+盐的溶解性,易溶盐:MSO4、MCl2、 M(NO3)2、 M(ClO4)2 难溶盐:MCO3、M3(PO4)2、MS,M2+离子水解性,M2+H2O = M(OH)+ +H+,M2+结晶水合物,MSO47H2O （M=Fe、Co、Ni） M(NO3)26H2O (M= Fe、Co、Ni ),M2+易形成复盐,(NH4)2SO4MSO46H2O (M= Fe、Co、Ni ),M2+盐的还原性,FeCoNi
5、 还原性减弱，稳定性增强,重要的M2+盐,硫酸亚铁铵 (NH4)2FeSO,硫酸亚铁 FeSO4,硫酸镍 NiSO4,二氯化钴 CoCl2,FeSO47H2O俗称绿矾，易被空气氧化，它和硫酸铵形成的复盐硫酸亚铁铵（俗称莫尔盐）比较稳定,6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4=3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3 +K2SO4+7H2O 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+2MnSO4 + K2SO4+8H2O,重要的还原剂，分析 上用它标定高锰 酸钾的浓度,硫酸镍大量用于 电镀和作催化剂,CoCl26H2O CoCl22H2O CoCl2H2O CoCl2
6、 粉红 325K 紫红 363K 蓝紫 393K 蓝 变色硅胶就是用硅胶浸泡CoCl2溶液后干燥而成的。,二氯化钴的结晶水随温度不同而不同,2、+3氧化态的盐,铁、钴、镍中只有铁和钴才有氧化态为+3的盐，其中铁盐较多。钴盐只能存在于固态，溶于水迅速分解为Co2+盐。,M3+盐的氧化性,三氯化铁 FeCl3,溶液中结晶出的氯化铁为结晶水合物,Fe3+ Co3+ Ni3+,氧化性增强，稳定性减弱,2Fe + 3Cl2 =2FeCl3 (棕黑色),Fe+2HCl =FeCl2 + H2 2FeCl2 +Cl2+12H2O = 2FeCl36H2O FeCl36H2O = Fe(OH)Cl2+HCl,
7、加热,无水FeCl3的制备,无水三氯化铁的结构与三氯化铝相似,为双聚体分子,思 考,有什么方法来分离Fe3+、Cr3+、Al3+ 它们？分别来加以比较。,3、氧化数为+6的Fe的化合物,FeO42-Fe3+,2.20,FeO42-Fe(OH)3,0.72,EA0/V,2Fe(OH)3+3ClO-+4OH- = 2FeO42- +3Cl-+ 5H2O,Fe2O3+3KNO3+4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2+ 2H2O,紫红色,Co(NH3)62+ Co(NH3)62+ Ni(NH3)62+ K稳 1.28105 1.61035 1.1108 颜色 黄色 红棕色 蓝色,Co(NH3)
8、62+,Co(NH3)63+,3d,4s,4p,5s,5s轨道上有一个电子,所以Co(NH3)62+ 不稳定,一、氨基配合物,三、铁系元素的配合物,思考：铁为什么不能形成氨合物？如何解释？,二、硫氰配合物,Fe3+nSCN-=Fe(SCN)n3-n (n=1-6)(血红色) Co2+4SCN-=Co(SCN)42- (蓝色, 乙醚中稳定),Hg2+ Co(SCN)42- =HgCo(SCN)4,Co2+4NO3-=Co(NO3)42-,思考： 为什么Ni2+与SCN-不易形成稳定的配合物？,三、氰配合物,1、Fe2+，Fe 3+的氰配合物,K+ + Fe3+ + Fe(CN)64-= KFeF
9、e(CN)6普鲁士蓝 K+ + Fe2+ + Fe(CN)63-=KFeFe(CN)6 滕氏蓝 2K4Fe(CN)6 + Cl2 = 2KCl + 2K3Fe(CN)6 4K3Fe(CN)6 + 4KOH =4K4Fe(CN)6 + O2 + 2H2O,黄血盐K4Fe(CN)63H2O，赤血盐K3Fe(CN)6，普鲁士蓝、滕氏蓝 KFeFe(CN)6。滕氏蓝和普鲁士蓝的组成与结构一样。,普鲁士蓝的结构,2、Co2+，Co 3+的氰配合物,Co(CN)64-是相当强的还原剂（结构同Co(NH3)62+ ) 2Co(CN)42-+2H2O=2Co(CN)63-+2OH-+H2 Co(CN)63-稳
10、定存在。,2、Ni2+的氰配合物,Ni(CN)42- dsp2杂化 平面正方形结构,试描述Ni(CN)42-的成键情况？,四、Ni2+与丁二酮肟形成的配合物,五、二茂铁,2C5H5MgBr + FeCl2=Fe(C5H5)2+MgCl2 Fe + K2O+2C5H6=Fe(C5H5)2 + 2KOH,制 备,结构：夹心式结构, 为共价型分子,熔点446K, 不溶于水, 溶于乙醚, 乙醇等有机溶剂, 373K时即升华,作为燃料油的添加剂, 可提高效率 和去烟, 可作导弹和卫星的涂料, 高温润滑油等。,六、形成的低价配合物,羰基配合物组成特点：单核羰基配合物中，金属原子的价电子数和CO提供的配位电
11、子数总和等于18，为反磁性物质。如： Fe(CO)5 Cr(CO)6 Mo(CO)6 Ni(CO)4,铁钴镍都可与CO形成低价的羰基化合物, 这类化合物具有挥发性,用于提纯金属,键的形成,键的形成,注意： 羰基配合物有毒，在使用和制备 的时候一定要注意安全。,Fe(CO)5 +2NO = Fe(CO)2（NO）2 +3CO Co2(CO)8+2NO = 2Co(CO)3（NO） +2CO,第二节 铂系元素,Ru Rh Pd 4d75s1 4d85s1 4d105s0 Os Ir Pt 5d64s2 5d74s2 5d94s1,一、通性,价电子有从ns轨道转移到（n-1）d轨道强烈趋势，并这种趋
12、势随原子序数的增加而增加,Fe Co Ni +2,+3 +2 +2 Ru Rh Pd +4 +3 +2 Os Ir Pe +8 +3 ,+4 +2,+4,同铁系一样，高氧化态稳定性降低,高氧化态稳定性增强,1、价电子构型,2、铂系单质的物理性质,3、铂系单质的化学性质,铂系金属能吸收气体Pd（1：700）H2 Pt (1:70)O2,铂系元素有很高的化学稳定性。常温下， 与氧、硫、氯等非金属元素都不反应， 在高温下才可反应。钯和铂能溶于王水： Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6 + 4NO+ 8H2O,二、铂和钯的重要化合物,1、氯铂酸及其盐,PtCl4+2HCl=H2
13、PtCl6,Pt（OH）4+6HCl=H2PtCl6 + H2O,Pt（OH）4+6NaOH=H2Pt(OH)6,PtCl4+2NH4Cl=(NH4)2PtCl6 H2PtCl6+2KCl=K2PtCl6+2HCl,想一想：如何用氯铂酸盐来制备“顺铂”？,2、Pt()乙烯配位化合物,3、二氯化钯,思考,PtF62- PtCl62-PtBr62-PtI62-,怎样来解释它们的稳定性的顺序？,第三节 过渡金属的通性,讨论：试分析比较过渡金属有哪些共性？,3-1 过渡金属单质的某些物理性质,密度最大:Os、硬度最大:Cr，熔沸点最高:W 导电性最好的：Ag，延展性最好：Au、Pt,3-2 过渡金属的氧化态及变化规律,一、出现多种氧化结构的原因：,1、从原子结构的角度来解释,2、用电极电势数据可从理论上来解释,二、氧化态的规律,1、同周期从左到右，开始低，逐渐升高，中 间高，后又逐渐降低。,2、同族自上而下，高氧化态趋于稳定。,3、负氧化态出现的规律,3-3 过渡金属及其化合物的磁性,一 、基本概念,1、顺磁性,2、反磁性,二、物质磁性的测定（略）,3-4 配体场效应对过渡金属离子 的水合热，半径的影响,一、水合热,二、离子半径,3-5 含有金属-金属键的 过渡金属化合物（略）,作业：,
