无机化学13-5.ppt

* * 第五节铁系和铂系元素 无机化学多媒体电子教案 第十三章 过渡元素 第五节 铁系和铂系元素 13-5-1铁系和铂系元素概述 13-5-1铁系和铂系元素概述 六周期 五周期 四周期 4f145d96s1 4f145d76s2 4f145d6 6s2 价电子构型 136 136 134 原子半径/pm 铂Pt 铱Ir 锇Os 4d10 4d85s1 4d75s1 价电子构型 138 135 133 原子半径/pm 钯Pd 铑Rh 钌Ru 3d84s2 3d74s2 3d64s2 价电子构型 125 125 124 原子半径/pm 镍Ni 钴Co 铁Fe 由于 Ln系 收缩, 使5、6 周期 同族 元素 十分 相似 铁系元素 铂系元素 制造合金金属制品的保护层 制造合金 钢铁工业最重要的产品和原材料制造合金 主要用途 镍黄铁矿(NiS·FeS) 辉钴矿(CoAsS) 磁铁矿(Fe3O4) 赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2) 主要矿物 +2、+3 +2、+3 +2、+3、(+6) 常见氧化数 3d84s2 3d74s2 3d64s2 价电子构型 Ni(镍) Co(钴) Fe(铁) 铁系元素 单质均为具有光泽的银白色金属 具有磁性，为铁磁性物质，其合金为良好的磁性材料 中等活泼金属，能溶于稀酸(钴、镍缓慢) 空气和水对钴、镍和纯铁稳定,含杂质铁在潮湿空气中形成棕色铁锈(Fe2O3·xH2O) 冷、浓硝酸可使铁、钴、镍钝化，可用铁制品贮运浓硝酸 铁系元素 铁能被浓碱溶液侵蚀, 钴、镍对浓碱稳定 +6 +6 +8 最高氧化数 +4 +6 +8 最高氧化数 +2、+4 +3、+4 +8 稳定氧化数 4f145d96s1 4f145d76s2 4f145d66s2 价电子构型 Pt Ir Os 6周期 +2 +3 +4 稳定氧化数 4d10 4d85s1 4d75s1 价电子构型 Pd Rh Ru 5周期 铂系元素 最高氧化数减小 最高氧化数增大 　以单质状态存在，高度分散在各矿石中 并共生在一起。是稀有金属,也是贵金属。 最重要的有天然铂矿、锇铱矿 大多数能吸收气体, 其中钯吸氢能力最大(溶解氢的体积比为1:700) 有催化性能 如 Pt-Rh合金或Pt-Ru-Pd合金为氨氧化制硝酸的催化剂 高的化学稳定性 铂系元素 主要用于化学、电气工业。Pt 制造反应器皿、蒸发皿、坩埚、电极、铂网等 Ru、Rh、Ir、Os Pd、Pt 不溶解 反应 高温 不反应 溶解 常温 王水 非金属(氧、硫、氯等) 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO +8H2O 13-5-2 铁、钴、镍的化合物 氧化物 13-5-2 铁、钴、镍的化合物 黑色 黑色 砖红色 Ni2O3 Co2O3 Fe2O3 +3 暗绿色 灰绿色 黑色 NiO CoO FeO +2 Fe2O3有两种晶体构型： α-Fe2O3顺磁性，γ-Fe2O3铁磁性 混合价态氧化物——Fe3O4 经结构研究表明为FeⅡFeⅢ[FeⅢO4] 它具有强磁性、良好导电性 氧化物 还原性递增 氧化性递增，稳定性递减 黑色 黑色 砖红色 Ni2O3 Co2O3 Fe2O3 +3 暗绿色 灰绿色 黑色 NiO CoO FeO +2 均为碱性氧化物, 难溶于水和碱, 溶于强酸 Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Co2O3 + 6HCl → 2CoCl2+Cl2 +3H2O Ni2O3 + 6HCl → 2NiCl2+Cl2 +3H2O 氢氧化物 均难溶于水，为碱性氧化物 浅绿色 粉红或蓝色 白色 Ni(OH)2 Co(OH)2 Fe(OH)2 +2 黑色 棕黑色 红棕色 NiO(OH) CoO(OH) Fe(OH)3 +3 氢氧化物 还原性减弱 浅绿色 粉红或蓝色 白色 Ni(OH)2 Co(OH)2 Fe(OH)2 +2 缓慢氧化 Co2++2OH- → Co(OH)2 4Co(OH)2+O2 → 4CoO(OH) +2H2O 强氧化剂 2Ni(OH)2+ClO- → 2NiO(OH) +Cl-+H2O 2Ni(OH)2+Br2+2OH- → 2NiO(OH) +2Br-+2H2O 空气氧化 Fe2++2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2 +2H2O → 4Fe(OH)3 还原性 氢氧化物 浅绿色 粉红或蓝色 白色 Ni(OH)2 Co(OH)2 Fe(OH)2 +2 还原性减弱 黑色 棕黑色 红棕色 NiO(OH) CoO(OH) Fe(OH)3 +3 强氧化剂 缓慢氧化 空气氧化 还原性 中和 Fe(OH)2 +3H+ → Fe3+ + 3H2O