《副族元素 (2)PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《副族元素 (2)PPT讲稿.ppt（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、副族元素1第1页，共66页，编辑于2022年，星期五过渡系元素过渡系元素通通性性第一过渡系第一过渡系元素元素第二过渡系第二过渡系元素元素第三过渡系第三过渡系元素元素2第2页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述（一）过渡元素原子的特征（一）过渡元素原子的特征 同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的同一周期元素价电子一般依次填充在次外层的d轨道上，轨道上，最外层只有最外层只有12个电子（个电子（Pd例外），其价层电子构型为例外），其价层电子构型为(n-1)d110ns12。与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般比较与同周期主族元素比较，过渡元素的原子半径一般
2、比较小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢减小（有小。从左到右随原子序数的增加，原子半径慢慢减小（有效核电荷增加），在效核电荷增加），在IBIB前后又稍增大，因前后又稍增大，因CuCu副族前后副族前后d d亚层亚层接近或达全充满状态，屏蔽作用增大，所以半径稍增大。接近或达全充满状态，屏蔽作用增大，所以半径稍增大。3第3页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述（二）单质的物理性质（二）单质的物理性质 由于过渡元素最外层一般为由于过渡元素最外层一般为1212个电子，容易失去，所个电子，容易失去，所以它们的单质均为金属，单质的外观多为银白色或灰白色，以它们的单质均为
3、金属，单质的外观多为银白色或灰白色，有光泽。有光泽。（三）金属活泼性（三）金属活泼性 同族元素从上到下（除同族元素从上到下（除B B外）活泼性减弱，外）活泼性减弱，第二、第二、三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反应，但和浓碱三过渡系元素的单质非常稳定，一般不与强酸反应，但和浓碱或熔碱可反应，生成相应的含氧酸盐。或熔碱可反应，生成相应的含氧酸盐。4第4页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述(四四)氧化数氧化数 （1 1）有多种氧化数）有多种氧化数 （2 2）同周期变化趋势：从左到右由）同周期变化趋势：从左到右由“低低高高低低”，这，这是因是因(n-1)d(n
4、-1)d5 5半满后半满后d d电子作为价电子趋势变弱；电子作为价电子趋势变弱；（3 3）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更趋）同族变化趋势：从上到下，高氧化数化合物更趋稳定稳定 ；同族最高价同族最高价B-B-B B、B B与族数相同，与族数相同，只有两只有两种元素达种元素达+8+8，IBIB特别。特别。（4 4）同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为）同一元素不同氧化数，相邻两氧化数间隔为1 1，（5）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。）许多过渡金属还能形成更低的氧化数。5第5页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述（五）离子的颜色（五）离子的颜色 过渡元
5、素在水溶液中形成的水合配离子，大都显色（与过渡元素在水溶液中形成的水合配离子，大都显色（与s区、区、p区不同），主要是因为此时过渡元素离子的区不同），主要是因为此时过渡元素离子的d轨道未轨道未填满电子，可能在吸收不同波长可见光填满电子，可能在吸收不同波长可见光d电子跃迁显示出互电子跃迁显示出互补可见光的颜色出来。补可见光的颜色出来。规律为：规律为：没有未成对没有未成对d d电子的水合离子电子的水合离子或配合物是无色的，如或配合物是无色的，如ZnZn2+2+、HgHg2+2+，具有未成对，具有未成对d d电子的水合离电子的水合离子或配合物一般呈现明显的颜色子或配合物一般呈现明显的颜色CuCu2+
6、2+蓝色、蓝色、NiNi2+2+绿色、绿色、CoCo2+2+粉红粉红色色。6第6页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述（六）配位性（六）配位性过过渡渡元元素素易易形形成成配配合合物物，原原因因：过过渡渡元元素素的的原原子子或或离离子子具具有有能能级级相相近近的的价价层层电电子子轨轨道道(n-1)d、ns和和np，易易形形成成杂杂化化轨轨道道；其其中中ns和和np轨轨道道可可能能是是空空的的（对对原原子子，不不空空），(n-1)d轨轨道道是是部部分分空空的的，可可以以接接受受配配体体的的孤孤电电子子对对；过过渡渡元元素素的的离离子子一一般般具具有有较较高高的的电电
7、荷荷和和较较小小的的半半径径，极极化化力力强强，对对配配体体有有较较强强的的吸吸收力。收力。7第7页，共66页，编辑于2022年，星期五一、过渡元素概述一、过渡元素概述（七）催化性（七）催化性许许多多过过渡渡元元素素及及其其化化合合物物具具有有独独特特的的催催化化性性能能，催催化化作作用用表表现现为为两两方方面面，一一是是反反应应过过程程中中，过过渡渡元元素素可可形形成成不不稳稳定定的的配配合合物物，这这是是配配合合物物作作为为中中间间产产物物可可起起到到配配位位催催化化作作用用；二二是是接接触触催催化化：过过渡渡元元素素通通过过提提供供适适宜宜的的反反应应表表面面，如如V2O5催催化化制制H
8、2SO4。（八）磁性（八）磁性多多数数过过渡渡元元素素的的原原子子或或离离子子有有未未成成对对电电子子，所所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距越大。越大。8第8页，共66页，编辑于2022年，星期五v二、钛副族二、钛副族v1、钛副族元素的基本性质、钛副族元素的基本性质v钛副族元素原子的价电子层结构为钛副族元素原子的价电子层结构为(n1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定，所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是氧化态是+4，其次是，其次是+3，+2氧化态则比氧化态则比较少见。在个别配位化合物中，钛还可以较少见。在个别配位化合物中，钛还可以呈低氧化态呈低氧化态0和和l。锆
9、、铪生成低氧化。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。态的趋势比钛小。9第9页，共66页，编辑于2022年，星期五v2、钛及其化合物、钛及其化合物v（1）钛）钛v钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：v2Ti+6HCl(浓浓)=2TiCl3+3H2v2Ti+3H2SO4(浓浓)=2Ti2(SO4)3+3H2v钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：vTi+6HF =TiFTi+6HF
10、=TiF6 62 2+2H+2H+2H+2H2 210第10页，共66页，编辑于2022年，星期五v（2）二氧化钛）二氧化钛v白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢氟白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢氟酸和热的浓硫酸中。酸和热的浓硫酸中。vTiOTiO2 2+6HF=H+6HF=H2 2TiFTiF6 6+2H+2H2 2O O TiO TiO2 2+2H+2H2 2SOSO4 4=Ti(SO=Ti(SO4 4)2 2+2H+2H2 2O O TiOTiO2 2+H+H2 2SOSO4 4=TiOSO=TiOSO4 4+H+H2 2O O11第11页，共66页，编辑于2022年
11、，星期五（3）钛酸盐和钛氧盐：）钛酸盐和钛氧盐：由于由于TiO2为两性偏碱性氧化物为两性偏碱性氧化物最重要的压电陶瓷材料最重要的压电陶瓷材料 BaCO3+TiO2 BaTiO3+CO2 Na2TiO3+2H2O H2TiO3+2NaOH TiOSO4+2H2O H2TiO3+H2SO412第12页，共66页，编辑于2022年，星期五（4）TiCl4最重要的最重要的Ti卤化物，通常同卤化物，通常同TiO2、氨气和焦、氨气和焦炭高温反应而得。炭高温反应而得。结结构构：TiCl4中中Ti取取sp3杂杂化化，形形成成正正四四面面体体构构型，为共价化合物。型，为共价化合物。性质：性质：13第13页，共6
12、6页，编辑于2022年，星期五TiClTiCl4 4+2Mg=2MgCl+2Mg=2MgCl2 2+Ti+Ti 在水或潮湿空气中都极易水解在水或潮湿空气中都极易水解 TiClTiCl4 4+3H+3H2 2O=HO=H2 2TiOTiO3 3+4HCl+4HCl当溶液中有一定盐酸时部分水解当溶液中有一定盐酸时部分水解 TiClTiCl4 4+H+H2 2O=TiOClO=TiOCl2 2+2HCl+2HCl在在1070K1070K用熔融的镁在氩气氛中还原用熔融的镁在氩气氛中还原TiClTiCl4 4蒸气可得海绵钛蒸气可得海绵钛Ti(SOTi(SO4 4)2 2与碱金属硫酸盐也可生成配合物与碱金
13、属硫酸盐也可生成配合物M M2 2Ti(SOTi(SO4 4)3 3 如如K K2 2Ti(SOTi(SO4 4)3 3。TiClTiCl4 4 和硫酸钛都易形成配合物和硫酸钛都易形成配合物TiClTiCl4 4+2HCl(+2HCl(浓浓)=H)=H2 2TiClTiCl6 6 若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的若往此溶液中加入铵根离子，则可析出黄色的(NH(NH4 4)2 2TiClTiCl6 6 14第14页，共66页，编辑于2022年，星期五v三、钒副族三、钒副族v1、钒副族元素基本性质、钒副族元素基本性质v钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们的价
14、电子层结构为的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子个价电子都可以参加成键，因此最高氧化态为都可以参加成键，因此最高氧化态为+5，相当于相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。种氧化态。15第15页，共66页，编辑于2022年，星期五v2、钒及其化合物、钒及其化合物v（1）钒）钒v金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝溶于氢氟酸，也溶于强氧
15、化性的酸（如硝酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反应。应。16第16页，共66页，编辑于2022年，星期五V2O5 V2O5是是橙橙黄黄至至砖砖红红色色固固体体，无无味味、有有毒毒（钒钒化化合合物物均均有有毒毒），微微溶溶于于水水，其其水水溶溶液液呈呈淡淡黄黄色色并并显显示示酸酸性性,是是一一种种重重要要的催化剂。的催化剂。2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O V2O5+NaOH Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl 2VOCl2+Cl2+H2OVO2+Fe2+H+VO2+F
16、e3+H2O 2VO2+C2O42-+4H+2VO2+2CO2+2H2O17第17页，共66页，编辑于2022年，星期五v四、铬副族四、铬副族v 1、铬副族的基本性质、铬副族的基本性质v周周期期系系第第B族族包包括括铬铬、钼钼、钨钨三三个个元元素素。铬铬和和钼钼的的价价电电子子层层结结构构为为(n-1)d5ns1，钨钨为为(n-1)d4ns2。它它们们的的最最高高氧氧化化态态为为+6，都都具有具有d区元素多种氧化态的特征。区元素多种氧化态的特征。18第18页，共66页，编辑于2022年，星期五v2、铬及其化合物、铬及其化合物v （一）铬（一）铬v铬铬比比较较活活泼泼，能能溶溶于于稀稀HCl、H
17、2SO4，起起初初生生成成蓝蓝色色Cr2+溶溶液液，而而后后为为空空气气所所氧氧化化成成绿色的绿色的Cr3+溶液：溶液：Cr+2HCl=CrClCr+2HCl=CrCl2 2(蓝色溶液蓝色溶液)+H)+H2 2 4CrCl4CrCl2 2+4HCl+O+4HCl+O2 2=4CrCl=4CrCl3 3(绿色液绿色液)+2H)+2H2 2O Ov铬在冷、浓铬在冷、浓HNO3中钝化。中钝化。19第19页，共66页，编辑于2022年，星期五(1)Cr2O72-与与 CrO42-间的转化间的转化pH6：CrO42-为主为主 溶解度的影响溶解度的影响（二）（二）铬的化合物铬的化合物 pH值的影响值的影响
18、黄黄橙橙20第20页，共66页，编辑于2022年，星期五(2)三氧化铬三氧化铬(CrO3)(3)氯化铬酰氯化铬酰(CrO2Cl2)K2Cr2O7+4 KCl+3 H2SO4 2 CrO2Cl2+3 K2SO4+3 H2O 四面体共价分子，四面体共价分子，b.p.390K,可与可与CCl4,CS2,CHCl3 共互溶共互溶钢铁分析中排除钢铁分析中排除Cr的干扰时：的干扰时：Cr2O72-+4 Cl-+6 H3O+2 CrO2Cl2+9 H2O 蒸发至冒烟蒸发至冒烟 强强 氧氧 化化 性性 热不稳定性热不稳定性 水水 溶溶 性性CrO3+H2CrO4 2 Cr2(SO4)3+3 O2+6 H2O4
19、70Na2Cr2O72 H2O+2 H2SO4 2 CrO3+2 NaHSO4 +3 H2O 红色针状晶体红色针状晶体 制备制备21第21页，共66页，编辑于2022年，星期五(4)铬绿铬绿(Cr2O3)制制 备：备：2 Na2Cr2O7+3 C 2 Cr2O3+2 Na2CO3+CO2 Na2Cr2O7+S Cr2O3+Na2SO4Na2Cr2O7+2 NH4Cl 2NaCl+Cr2O3+N2用水沥取反应物中的可溶性杂质，然后经过过滤、干燥、研用水沥取反应物中的可溶性杂质，然后经过过滤、干燥、研磨即得纯度很高磨即得纯度很高（含（含 Cr2O3 99%）的颜料级产品）的颜料级产品.性性 质：质
20、：两性化合物两性化合物Cr2O3+3 H2SO4 Cr2(SO4)3+3 H2OCr2O3+2 NaOH+3 H2O 2 NaCr(OH)422第22页，共66页，编辑于2022年，星期五（灰绿）（灰绿）（亮绿色）（亮绿色）(适量适量)OH-OH-H+D D(5)氢氧化铬氢氧化铬 Cr(OH)3 向向Cr()盐溶液中加碱，析出灰蓝色水合三氧化二铬的胶状盐溶液中加碱，析出灰蓝色水合三氧化二铬的胶状沉淀沉淀：Cr2O3nH2O.它也具有两性，即溶于酸也溶于碱：它也具有两性，即溶于酸也溶于碱：Cr2O3nH2O+6 H3O+2Cr(H2O)63+(n-3)H2O Cr2O3nH2O+6 OH+2Cr
21、(OH)63-+(n-3)H2O 通常将通常将 Cr(H2O)63+简写为简写为 Cr 3+，将，将 Cr(OH)63-简写为简写为 CrO2-.无论是无论是 Cr 3+还是还是 CrO2-，在水中都有水解作用在水中都有水解作用.23第23页，共66页，编辑于2022年，星期五 水水 解解 还原性还原性氧化性氧化性(6)Cr()的化合物的化合物24第24页，共66页，编辑于2022年，星期五 Cr(III)配合物的多种颜色配合物的多种颜色 Cr(III)形成配合物的能力特强，主要通过形成配合物的能力特强，主要通过 d2sp3 杂化杂化形成六配位八面体配合物：形成六配位八面体配合物：3d4s4p
22、d2sp3 由于由于 Cr(III)配合物中的配体交换进行得十分缓慢，配合物中的配体交换进行得十分缓慢，往往会出现多种稳定的水合异构体往往会出现多种稳定的水合异构体.例如例如 CrCl36H2O:CrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OClCrH2OH2OH2OClH2OH2OClH2OCl25第25页，共66页，编辑于2022年，星期五(7)Cr()和和 Cr()的化合物的化合物重要的磁性颜料重要的磁性颜料(8)Cr2O72-的氧化性的氧化性26第26页，共66页，编辑于2022年
23、，星期五(乙醚乙醚)(戊醇戊醇)蓝色蓝色H+(9)Cr(9)Cr()的鉴定的鉴定的鉴定的鉴定CrH5C2C2H5OOOOOOCrOOOOOCrO(O2)2过氧化铬的结构过氧化铬的结构27第27页，共66页，编辑于2022年，星期五CrO2Cr2O3(s,绿绿)(NH4)2Cr2O7 (橙黄橙黄)Cr2+H+CrO2ZnCr(OH)3 (灰绿灰绿)Cr(OH)4 (亮绿亮绿)过量过量OHNH3H2O 适量适量OHH+Cr2O72(橙红橙红)S2O8 2 Sn2,Fe2 SO32,H2SI(Cl)CrO(O2)2H2O2(乙醚乙醚)CrO42(黄黄)OHH+Ag2CrO4(砖红砖红)PbCrO4(
24、黄黄)BaCrO4(柠檬黄柠檬黄)H+Ag+Ag+Ba2+Ba2+Pb2+Pb2+铬元素及其化合物反应小结铬元素及其化合物反应小结28第28页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五、锰族元素 含含Mn、Tc、Re、Bh，其其中中Tc和和Bh是是放放射射性性元元素，素，Re属稀有元素。属稀有元素。价价层层电电子子构构型型为为(n-1)d5ns2，从从上上到到下下，高高价价化化合合物物稳稳定定性性增增加加，Re2O7比比Mn2O7稳稳定定得得多多，上上面面的的Mn2+很很稳稳定定，而而Tc()、Re()则则不不存存在在简简单单离离子。子。29第29页，共66页，编辑于2022年，星期五
25、五、锰族元素五、锰族元素、酸性溶液中、酸性溶液中:Mn3+、MnO42-均易歧化：均易歧化：2Mn3+2H2OMn2+MnO2+4H+3MnO42-+4H+2MnO4-+MnO2+2H2OMnO4-和和MnO2有强氧化性；有强氧化性；Mn2+较稳定，不易被氧化，也不易被还原。较稳定，不易被氧化，也不易被还原。、碱性溶液中、碱性溶液中:MnO42-也能发生歧化反应，但不如酸性完全，也能发生歧化反应，但不如酸性完全，Mn(OH)3也歧化，不过还原性强，所以歧化也歧化，不过还原性强，所以歧化不明显。不明显。MnO4-氧化性较弱氧化性较弱。30第30页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五
26、、锰族元素Mn(OH)2、Mn(OH)3都有较强还原性，易被氧化为都有较强还原性，易被氧化为MnO2。、锰的氧化物及其水合物、锰的氧化物及其水合物1、酸碱性：、酸碱性：氧化数升高，酸性增强，碱性减弱。氧化数升高，酸性增强，碱性减弱。2、氧化还原性：、氧化还原性：Mn(OH)2的强还原性：的强还原性：Mn2+2OHMn(OH)2（白）（白）在在空空气气中中很很快快能能氧氧化化，迅迅速速变变化化为为棕棕色色的的MnO(OH)2（水水合合二二氧氧化锰）：化锰）：2Mn(OH)2+O22MnO(OH)2MnO2的氧化还原性：的氧化还原性：MnO2棕黑色粉末，是锰最稳定的氧棕黑色粉末，是锰最稳定的氧化物
27、。在酸性溶液中有强氧化性，化物。在酸性溶液中有强氧化性，31第31页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五、锰族元素如如MnO2(s)+4HCl(浓浓)MnCl2+Cl2+2H2O在碱性介质中：有还原性：在碱性介质中：有还原性：2MnO2+4KOH+O22K2MnO4(绿绿)+2H2O、Mn()盐：盐：Mn()强酸盐均溶于水，只有少数弱酸盐如强酸盐均溶于水，只有少数弱酸盐如MnS、MnCO3难溶。难溶。Mn()盐从溶液中结晶出来时，常带结晶水的粉盐从溶液中结晶出来时，常带结晶水的粉红色晶体，因含红色晶体，因含Mn(H2O)62+，（如，（如MnSO47H2O、Mn(NO3)26H2
28、O、MnCl26H2O等），水溶液浓等），水溶液浓度大时为粉红色，少时几乎为无色。度大时为粉红色，少时几乎为无色。32第32页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五、锰族元素Mn2+（3d5）稳定，只有强氧化剂如）稳定，只有强氧化剂如NaBiO3、(NH4)2S2O8、PbO2等才能将等才能将Mn2+氧化为氧化为MnO4-等：等：2Mn2+14H+NaBiO32MnO4-+5Bi3+5Na+7H2O此反应用于鉴定此反应用于鉴定Mn2+。、锰酸盐和高锰酸盐：、锰酸盐和高锰酸盐：1、锰酸盐：锰酸盐：Mn()化合物仅以深绿色化合物仅以深绿色MnO42-形形式存在于强碱溶液中。式存在于强碱
29、溶液中。制法：制法：MnO2与碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔，用与碱金属氢氧化物或碳酸盐共熔，用空气或其它氧化空气或其它氧化剂，（如剂，（如KClO3）氧化而得）氧化而得.性质：性质：酸性中歧化：酸性中歧化：3MnO42-+4H+2MnO4-+MnO2+2H2O33第33页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五、锰族元素中性和碱性中：中性和碱性中：3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO2+4OH氧化性：酸性中强氧化性，但它不稳定，故不用作氧化剂。氧化性：酸性中强氧化性，但它不稳定，故不用作氧化剂。2、高锰酸盐、高锰酸盐KMnO4（俗称灰锰氧），深紫色晶体，易溶于水。（俗称灰锰氧）
30、，深紫色晶体，易溶于水。制法：制法：电解电解K2MnO4的碱溶液；的碱溶液；用用Cl2氧化氧化性质：性质：稳定性：不很高。稳定性：不很高。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O24MnO4-+4H+4MnO2+3O2+2H2O34第34页，共66页，编辑于2022年，星期五五、锰族元素五、锰族元素4MnO4-+2H2O4MnO2+3O2+4OH4MnO4-+4OH4MnO42-+O2+2H2O氧化性：随介质不同还原产物不同，如与氧化性：随介质不同还原产物不同，如与Na2SO3反反应：应：35第35页，共66页，编辑于2022年，星期五六、铁系和铂系元素六、铁系和铂系元素（一）概述：（一）概述：
31、族元素含三个元素组，共族元素含三个元素组，共9种元素，由于种元素，由于La系收缩的影响，性质有相似性，所以又分为铁系元素和铂系收缩的影响，性质有相似性，所以又分为铁系元素和铂系元素（为稀有金属）。系元素（为稀有金属）。（二）铁系元素的重要化合物（二）铁系元素的重要化合物特性：特性：单质均为铁磁性物质，本身具磁性，在外加磁场作单质均为铁磁性物质，本身具磁性，在外加磁场作用下，磁性增强，外磁场移走后，仍保持很强的磁性。它用下，磁性增强，外磁场移走后，仍保持很强的磁性。它们的合金都是良好的磁性材料。们的合金都是良好的磁性材料。氧化数：氧化数：由于由于3d电子已超过电子已超过5个，全部个，全部d电子参
32、与电子参与成成键可能键可能性减小，所以常见氧化数降低，常见为性减小，所以常见氧化数降低，常见为+2、+3，铁最高可达，铁最高可达FeO42-(不稳定不稳定)，Ni主要形成主要形成+2的化合物。的化合物。36第36页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素1、氧化物和氢氧化物、氧化物和氢氧化物氧化物（简）：氧化物（简）：组成形式颜色见书。均为碱性氧化物，能组成形式颜色见书。均为碱性氧化物，能溶于强酸，不溶于水和碱，溶于强酸，不溶于水和碱，+3氧化性从氧化性从Fe（）Co（）Ni（）增强。）增强。氢氧化物：氢氧化物：均难溶于水。均难溶于水。氧化还原性，还原性：氧化还原性，还
33、原性：Fe(OH)2Co(OH)2 Ni(OH)2氧化性：氧化性：Fe(OH)3CoO(OH)NiO(OH)表现：表现：Fe2+2OHFe(OH)2（白）空气中很快变红棕色：（白）空气中很快变红棕色：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（红棕）（红棕）37第37页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co(OH)2较较 Fe(OH)2稳稳 定定，在在 空空 气气 中中 缓缓 慢慢 氧氧 化化：4Co(OH)2+O2+2H2O4CoO(OH)+4H2ONi(OH)2不被空气氧化，但能被强氧化剂氧化，不被空气氧化，但能被强氧化剂氧化，2Ni(OH)2+Br2+
34、2NaOH2NiO(OH)+2NaBr+2H2O2Co(OH)2+Br2+2NaOH2CoO(OH)+2NaBr+2H2O高价氢氧化物的氧化性，表现在它们与浓高价氢氧化物的氧化性，表现在它们与浓HCl的反的反应上：应上：Fe(OH)3+3HClFeCl3+3H2O（中和反应）（中和反应）2CoO(OH)+6HCl2CoCl2+Cl2+4H2O酸碱性：基本上属碱性氢氧化物，酸碱性：基本上属碱性氢氧化物，Fe(OH)3稍显稍显两性。两性。38第38页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素2、盐类：、盐类：（1）M()盐：盐：相似处：相似处：强酸盐都易溶于水，并微弱水解，显
35、示酸性；强酸盐都易溶于水，并微弱水解，显示酸性；强酸盐从水溶液中析出结晶时常带相同数目的结晶强酸盐从水溶液中析出结晶时常带相同数目的结晶水：水：MCl2.6H2O、M(NO3)26H2O、MSO47H2O；颜色：水合盐晶体及其水溶液呈现各种颜色：颜色：水合盐晶体及其水溶液呈现各种颜色：Fe(H2O)62+浅绿色，浅绿色，Co(H2O)62+粉红色，粉红色，Ni(H2O)62+苹果绿色；苹果绿色；M()SO4均与碱金属或均与碱金属或NH3的硫酸盐形成复盐，如的硫酸盐形成复盐，如(NH4)2SO4FeSO46H2O（它比（它比FeSO4更稳定，常作分更稳定，常作分析中的还原剂，用于稳定析中的还原剂
36、，用于稳定MnO4溶液）溶液）39第39页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素还原性：还原性：Fe2+CO2+Ni2+常用盐的代表：常用盐的代表：CoCl26H2O是常用的钴盐，是常用的钴盐，受热会脱水：受热会脱水：CoCl26H2OCoCl22H2O(粉红粉红)（紫红）（紫红）CoCl2H2OCoCl2（兰紫）（兰紫）（兰）（兰）利用这特性，可判断干燥剂的含水情况（如用作利用这特性，可判断干燥剂的含水情况（如用作干燥剂的硅胶，浸干燥剂的硅胶，浸CoCl2液后烘干备用液后烘干备用）。40第40页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素（2）M
37、（）盐）盐只有只有Fe能形成稳定的能形成稳定的+3价简单盐，常见的价简单盐，常见的是强酸盐；是强酸盐；Fe(NO3)36H2O、FeCl36H2O、Fe2(SO4)312H2O。溶解性：溶解性：都易溶于水，这些盐中均含都易溶于水，这些盐中均含Fe(H2O)63+（浅紫色），它也存在于（浅紫色），它也存在于pH=0左右的强酸性溶液中。左右的强酸性溶液中。水解性：水解性：由于碱性由于碱性Fe(OH)3Fe(OH)2Fe()盐更盐更易水解，使溶液呈黄色或红棕色。易水解，使溶液呈黄色或红棕色。Fe(H2O)63+H2OFe(OH)(H2O)52+H3O+Fe(OH)(H2O)52+H2OFe(OH)2
38、(H2O)4+H3O+41第41页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素氧化性：氧化性：Fe3+Co3+Ni3+（后二者均不稳定）。（后二者均不稳定）。EA(Fe3+/Fe2+)=0.771V，所以，所以Fe3+为中强氧化剂。为中强氧化剂。3、配合物、配合物（1）氨氨合合物物：Fe2+、Co2+、Ni2+均均能能形形成成氨氨合合物物，其其稳稳定定性性依次增强。依次增强。无无水水FeCl2只只能能与与氨氨水水形形成成Fe(NH3)6Cl2，遇遇水水则则分分解解：Fe(NH3)6Cl2+6H2OFe(OH)2+4NH3H2O+2NH4Cl 由于由于Fe3+强烈分解，所以在
39、氨水溶液中不形成氨合物，而生强烈分解，所以在氨水溶液中不形成氨合物，而生成成Fe(OH)3沉淀。沉淀。42第42页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co2+与与过过量量氨氨水水反反应应生生成成Co(NH3)62+，它它在在空空气气中中慢慢慢慢氧氧化化为为更稳定的红褐色更稳定的红褐色Co(NH3)63+：4Co(NH3)62+O2+2H2O4Co(NH3)63+4OH（土黄）（土黄）（红褐）（红褐）Ni2+在在过过量量氨氨水水中中可可形形成成比比较较稳稳定定的的兰兰色色Ni(NH3)62+Ni(NH3)42+(兰色兰色)、Ni(NH3)62+(紫色紫色)（2）氰合物
40、：）氰合物：Fe2+、Co2+、Ni2+、Fe3+均能与均能与CN-形成氰合物。形成氰合物。Fe()盐与盐与KCN液反应：液反应：Fe2+2CN-Fe(CN)2(白色白色)Fe(CN)2+4CN-(过量过量)Fe(CN)64-43第43页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素 从溶液中可析出黄色晶体从溶液中可析出黄色晶体K4Fe(CN)63H2O，俗称黄血盐。，俗称黄血盐。主要用作制颜料、油漆、油墨。主要用作制颜料、油漆、油墨。溶液中难解离：在溶液中溶液中难解离：在溶液中Fe(CN)Fe(CN)6 6 4-4-不易解离，溶液中几不易解离，溶液中几乎没有乎没有FeFe2
41、+2+。有还原性：可被有还原性：可被ClCl2 2或其它氧化剂氧化：或其它氧化剂氧化：2Fe(CN)2Fe(CN)6 6 4-4-+Cl+Cl2 22Fe(CN)2Fe(CN)6 6 3-3-+2Cl+2Cl-由此溶液中可析出由此溶液中可析出K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 深红色晶体，俗称赤血盐，主深红色晶体，俗称赤血盐，主要用于印刷制板、照片冲印及显影、晒兰图纸等，还用于要用于印刷制板、照片冲印及显影、晒兰图纸等，还用于鉴定鉴定FeFe2+2+和和FeFe3+3+：均生成兰色沉淀，组成均为：均生成兰色沉淀，组成均为KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe：K K+Fe+Fe2+
42、2+Fe(CN)+Fe(CN)6 6 3-3-KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe（滕氏兰）（滕氏兰）K K+Fe+Fe3+3+Fe(CN)+Fe(CN)6 6 4-4-KFe(CN)KFe(CN)6 6FeFe（普鲁士兰）（普鲁士兰）44第44页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素Co2+与与CN-反应：反应：Co2+2CN-Co(CN)2（浅棕色）（浅棕色）Co(CN)2+3CN-(过量过量)+H2OCo(CN)5(H2O)3-（黄绿色（黄绿色）溶液在空气中易变黄色，因为：溶液在空气中易变黄色，因为：4Co(CN)5H2O3-+O2+4CN-+H2O4Co
43、(CN)63-+4OH-（黄绿）（黄绿）（黄）（黄）Ni2+与与CN-反应：先生成灰兰色反应：先生成灰兰色Ni(CN)2，溶，溶于过量于过量CN-，形成橙黄色，形成橙黄色Ni(CN)42-，此配离子是，此配离子是Ni2+最稳定的配合物之一，是平面正方形构型，若最稳定的配合物之一，是平面正方形构型，若溶液中溶液中CN-较浓，则形成深红色较浓，则形成深红色 Ni(CN)5 3-。45第45页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素（3）硫氰合物）硫氰合物 主要是主要是Fe3+、Co2+形成稳定的硫氰合物。形成稳定的硫氰合物。鉴定鉴定Fe3+：Fe3+nSCN-Fe(NCS)
44、n3-n(n=16)（血红色）（血红色）鉴定鉴定Co2+：Co2+4SCN-Co(NCS)42-(兰色兰色)Co(NCS)42+在在水水溶溶液液中中不不稳稳定定，用用水水稀稀释释即即成成粉粉红红色色Co(H2O)62+，所所以以鉴鉴定定时时要要加加浓浓KSCN或或NH4SCN液液（或或固固体体），且且加加丙丙硐硐抑抑制制解解离离（或或加加戊醇萃取）。戊醇萃取）。Ni2+与与SCN-形形成成Ni(NCS)+、Ni(NCS)3-等等，它们均不太稳定。它们均不太稳定。46第46页，共66页，编辑于2022年，星期五铁系和铂系元素铁系和铂系元素（4）羰合物）羰合物Fe系元素与系元素与CO易形成羰合物，
45、如易形成羰合物，如Ni(CO)4(无色液体无色液体)，Co2(CO)8(深橙色深橙色固体固体)，Fe(CO)5（浅黄色液体）。（浅黄色液体）。（5）螯合物）螯合物Ni与丁二酮肟在中性，弱酸性或弱与丁二酮肟在中性，弱酸性或弱碱性溶液中形成鲜红色沉淀（螯合物），碱性溶液中形成鲜红色沉淀（螯合物），用于鉴定用于鉴定Ni2+、丁二酮肟又称镍试剂。、丁二酮肟又称镍试剂。47第47页，共66页，编辑于2022年，星期五七、铜族元素七、铜族元素七、铜族元素七、铜族元素（一）概述：（一）概述：称称IB，含，含Cu、Ag、Au价价层层电电子子构构型型：(n-1)d10ns1，通通性性：氧氧化化数数+1、+2、+
46、3，唯唯一一最最高高超超过过族族数数的的 元元 素素 族族。常常 见见 的的 是是：Cu+2，Ag+1，Au+3。因因IB族族离离子子具具有有较较强的极化力。易形成配合物。强的极化力。易形成配合物。48第48页，共66页，编辑于2022年，星期五铜族元素铜族元素（二）铜的重要化合物（二）铜的重要化合物1、氧化物和氢氧化物、氧化物和氢氧化物Cu2O（黄或红）（黄或红）CuO（黑）（黑）CuOH（黄）（黄）Cu(OH)2（浅兰）（浅兰）性质：性质：均难溶于水，有颜色。均难溶于水，有颜色。热稳定性：氧化物中热稳定性：氧化物中CuO、Cu2O稳定性都高，但稳定性都高，但CuOCu2O氢氧化物中，氢氧化
47、物中，CuOH很不稳定，至今未制得。很不稳定，至今未制得。酸酸碱碱性性：CuO和和Cu(OH)2均均为为两两性性偏偏碱碱性性的的化化合合物物。如如CuO、Cu(OH)2易溶于酸，也能溶于浓的强碱中：易溶于酸，也能溶于浓的强碱中：49第49页，共66页，编辑于2022年，星期五铜族元素铜族元素Cu(OH)2+2H+Cu2+2H2OCu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-（兰色）（兰色）Cu2O特殊：易溶于稀硫酸，并立即歧化：特殊：易溶于稀硫酸，并立即歧化：Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O但与盐酸反应得但与盐酸反应得CuCl白色沉淀：白色沉淀：Cu2O+2HCl2CuCl+H2O与与氨氨水水
48、的的反反应应：Cu2O和和CuO、Cu(OH)2均均能能溶溶于于氨氨水。水。Cu2O+4NH3+H2O2Cu(NH3)2+2OH-4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O4Cu(NH3)42+（深兰）（深兰）+4OH-50第50页，共66页，编辑于2022年，星期五铜族元素铜族元素Cu(OH)2+4NH3Cu(NH3)42+2OH2、盐类：、盐类：（CuCl、CuCl2、CuSO4）（1）CuCl：在热浓盐酸中，用在热浓盐酸中，用Cu粉还原粉还原CuCl2，生成兰色，生成兰色CuCl2，用水稀释得，用水稀释得CuCl（白色）：（白色）：Cu2+Cu+2Cl-2CuCl2-（土黄）（土黄）2
49、CuCl2-2CuCl+2Cl-（白）（白）在有机合成中在有机合成中CuCl用作催化剂和还原剂。用作催化剂和还原剂。51第51页，共66页，编辑于2022年，星期五铜族元素铜族元素（2）CuCl2：Cu()卤卤化化物物中中，CuCl2较较重重要要，无无水水CuCl2为为共价化合物，平面链状。棕黄色固体。共价化合物，平面链状。棕黄色固体。性质：性质：易溶于水和有机溶剂（如乙醇、丙酮）。易溶于水和有机溶剂（如乙醇、丙酮）。配离子互变：配离子互变：Cu(H2O)42+4Cl-CuCl42-+4H2O（浅兰）（浅兰）（黄）（黄）所以所以CuCl2的浓溶液通常呈黄绿色或绿色。的浓溶液通常呈黄绿色或绿色。
50、52第52页，共66页，编辑于2022年，星期五铜族元素铜族元素（3）CuSO4：CuSO45H2O实际为实际为Cu(H2O)4SO4H2O无无水水CuSO4为为白白色色粉粉末末，吸吸水水性性强强，吸吸水水后后显显兰兰色色，可可用用于于检检验验有有机机液液体体中中的的水水分分，也也可可作作干干燥燥剂剂，从从有有机液体中除去水分。机液体中除去水分。CuSO4是是制制铜铜盐盐的的重重要要原原料料（CuSO4+石石灰灰乳乳）波波尔尔多液（农药之一）多液（农药之一）3、配合物、配合物（1）Cu（I）的配合物）的配合物CuCl2Cu(SCN)2Cu(NH3)2Cu(S2O3)23-Cu(CN)2K稳稳3