高等无机化学过渡金属2[精选].ppt

0 0 过渡元素Ⅱ 过渡元素Ⅱ 过渡金属（Ⅱ） 铁系金属： Fe Co Ni 铂系金属: Ru Rh Pd Os Ir Ps 由于镧系收缩的缘故，钌、铑、钯与锇、铱、铂较相似而与铁、钴、镍差别较显著。 铁系元素 Fe Co Ni Iron Cobalt Nickel 一 主要氧化数 +2，+3，+6 +2，+3，+4 +2，+4 金属原子半径/pm 117 116 115 离子半径/pm M2+ M3+ 75 72 70 60 -- -- 3393 1753.0 736.7 Ni 3232 1646 758 Co 2957.4 1561 759.4 Fe 第三电势能kJ/mol 第二电势能 kJ/mol 第一电势能 kJ/mol FeO4 2- +2.20 Fe3+ +0.771 Fe2+ -0.44 Fe Co3+ +1.808 Co2+ -0.277 Co NiO2 +1.678 Ni2+ -0.25 Ni ФA? / V ФB? / V FeO4 2- +0.72 Fe(OH)3 -0.56 Fe(OH)2 -0.877 Fe Co(OH)3 +0.17 Co(OH)2 -0.73 Co NiO2 +0.49 Ni(OH)2 -0.72 Ni Fe 在一般条件下，铁的氧化态是+2和+3，在很强的氧化条件下，铁可以呈现不稳定的+6氧化态 1. 氧化数为+2 氧化亚铁和氢氧化亚铁 a 在隔绝空气的条件下 呈碱性，溶于酸形成二价铁盐 在隔绝空气的条件下 Fe2+ +2 OH- = Fe(OH)2 ↓ FeC2O4 = FeO + CO + CO2 ↑ Fe(OH)2 （白色胶状）当其与空气接触是，由于氧气的氧化作用，颜色很快加深，最后变成红棕色的氢氧化铁（Ⅲ） 主呈碱性，酸性很弱，但能溶于浓碱溶液中 Fe(OH)2 + 4OH- = [Fe(OH)6]4- FeC2O4 b 硫酸亚铁 在工业上，硫酸亚铁可用氧化黄铁矿的方法来制取 2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4 也可以通过下列反应来制取 Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2(SO4)3 + Fe = 3FeSO4 普通条件下，上述反应会析出的是浅绿色的七水合硫酸亚铁FeSO4·7H2O ，俗称绿矾。它在农业上用作农药，主治小麦黑穗病，在工业上用于染色，制造蓝黑墨水和木材防腐、除草剂和饲料添加剂等。 在空气中逐渐风化而失去一部分结晶水，加热失水得到白色一水合硫酸亚铁，在573K时可得到白色无水硫酸亚铁。 强热即分解： △ 2FeSO4 = Fe2O3 + SO2 + SO3 硫酸亚铁易溶于水，在水中有微弱的水解，使溶液显酸性（PH=3): Fe2+ + H2O Fe(OH)+ + H+ 硫酸亚铁在空气中能被氧化，生成黄色或铁锈色的碱式铁（Ⅲ）盐: 2FeSO4 + O2 + H2O = 2Fe(OH)SO4 因而在保存FeSO4溶液时，应加入足够浓度的硫酸必要时几颗铁钉来防止氧化。 硫酸亚铁与碱金属硫酸盐形成复盐M2SO4·FeSO4·6H2O,这对于空气的氧化，要稳定得多。 重要的复盐是硫酸亚铁铵FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O (摩尔氏盐），常用作还原试剂。 Ⅰ 10FeSO4 + 8H2SO4 +2KMnO4= 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O c 铁（Ⅱ）的配位化合物 大多数呈八面体形 ，有高自旋：淡绿色的[Fe(H2O)6]2+ ，其d电子构型为（dε) 3 (dγ)2，低自旋（与场强比较大的配位体如CN- ):[Fe(CN)6]4- 重要配合物K4[Fe(CN)6] 将干血、铁屑和碳酸钾共热，所得固体氰化钾和硫化铁（Ⅱ），用热水处理后，即得到六氰合铁（Ⅱ）酸钾： 2KCN + FeS = Fe(CN)2 + K2S 4KCN + Fe(CN)2 = K4[Fe(CN)6] 三水合物（黄血盐）K4[Fe