无机化学十d区元素.PPTVIP

第十四章、d区元素 第一节、d区元素的通性 一、单质的相似性 二、氧化值的多变性 三、易形成配合物 四、水合离子大多具有颜色 第二节、d区元素的重要化合物 一、铬的化合物 二、锰的化合物 三、铁的化合物 四、钴和镍的化合物 学习目标： 熟悉d区元素的通性与其电子层结构的关系。 掌握Cr、Mn、Fe元素重要化合物的基本性质。 了解区d元素在医药中的应用。 第一节、d区元素的通性 一、单质的相似性 d区元素物理性质 二、氧化值的多变性 D区元素最显著的特征之一，是它们有多种氧化值。D区元素外层s电子与次外层d电子能级接近，因此d与s层电子都能参与成键，区别在于，d电子部分或全部参与成键。 d区元素氧化值 三、易形成配合物 d区元素与主族元素相比，易形成配合物。因为d区元素的离子（或原子）具有能级相近的价电子轨道[(n-1)d、ns、np]，这种构型为接受配体的孤电子对形成配位键创造了条件；同时，由于d区元素的离子半径较小，最外层一般为未填满的dx结构，而d电子对核的屏蔽作用较小，因而有较大的有效核电荷，对配体有较强的吸引力，并对配体有较强的极化作用，所以他们有很强的形成配合物的倾向。 四、水合离子大多具有颜色 d区元素的化合物或离子普遍具有颜色，就第一过渡系元素的水合离子来说，除d区电子数为零的Sc3+、Ti4+外，均具有颜色，而这些水合离子的颜色同它们的d轨道未成对电子在晶体场作用下发生跃迁有关。 离子d电子数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 水合离子及颜色 Sc3+(无色) Ti4+（无色） Ti3+(紫色） V3+（绿色） Cr3+（紫色） Cr2+（蓝色） Mn2+（浅粉） Fe3+（浅紫 Fe2+（绿色） Co2+（桃红） Ni2+（绿） 第二节、d区元素的重要化合物 一、铬的化合物 -0.744 +1.33 -0.41 -0.91 +0.295 -1.3 -0.13 -1.1 -1.4 -1.2 II、铬(Ⅲ)的氧化物 (一)Cr2O3 1、性质:熔点高,极难熔化;微溶于水,易溶于酸;灼烧后既不溶于水也不溶于酸. (二)Cr(OH)3 1、制备:适量的碱与铬(Ⅲ)盐作用 Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓(灰蓝色) 2、性质:是两性氢氧化物. 在酸性条件下:C(OH)+3H=C+3HO 在强碱性条件下:Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-(亮绿色) Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O (三)铬(Ⅲ)盐 1、常见的铬(Ⅲ)盐:CrCl3·6H2O(绿色或紫色) Cr(SO4)3·18H2O(紫色) 铬钾矾KCr(SO4)2·12H2O(蓝紫色) 2、①2[Cr(OH)4]-+2OH-+3H2O=2CrO42-+8H2O(常被用来鉴定Cr3+) ②在酸性介质中与强氧化剂反应:2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+ (四)铬(Ⅲ)配化合物 Cr3+可与H2O,Cl-,NH3,C2O42-等形成单配体配合物及含有两种及以上配体的配合物。 Ⅲ、铬（Ⅵ）的化合物 （一）CrO3(俗称铬酐) 1、制备：将饱和铬盐溶液加入足量浓硫酸中 如：K2Cr2O7+H2SO4（浓）=K2SO4+2CrO3↓（暗红色）+H2O 2、性质 ⑴毒性 ⑵熔点低 ⑶强氧化性，可与有机化合物剧烈反应 ⑷易潮解 ⑸具有热分解性（4CrO3=2Cr2O3+3O2） (二)铬酸、重铬酸及其盐 1、H2CrO4和H2Cr2O7均为强酸，只存在于水溶液中；酸性强弱：H2Cr2O7H2CrO4 2、K、Na的铬酸盐都是黄色晶体,重铬酸盐都是橙红色晶体.K2Cr2O7(红矾钾)在低温下溶解度极小,又不含结晶水,且不易潮解,故常用作定量分析中的基准物. 3、CrO42-与Cr2O72-之间的相互转化: 2CrO42-+2H+≒2HCrO4-≒Cr2O72-+H2O (黄色) (橙红色) 4、向可溶性重铬酸盐溶液中加入Ba2+、Pb2+、Ag+,分别生成柠檬黄、黄色、砖红色的沉淀,可用来检验Ba2+、Pb2+、Ag+的存在. 在酸性溶液中:Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O(检验Cr(Ⅵ)或H2O2的存在);CrO5不稳定,极易分解出O2 (三)铬(Ⅲ)化合物与铬(Ⅵ)化合物的转化: 铬(Ⅲ)化合物在碱性条件下加入氧化剂转化为铬(Ⅵ)化合物;铬(Ⅵ)化合物在酸性条件下加入还原剂则可转化为铬(Ⅲ)化合物. 二、锰的化合物 锰是在地壳中广泛分布的元素之一。它的氧化物矿——软锰矿早为古代人们知悉和利用。但是，一直到18世纪的70年代以前