2016-全国奥林匹克竞赛夏令营 化学 第四讲 过渡元素 (共95张PPT)课件.ppt

化学奥林匹克系列讲座 2016;元素周期表分区;第一、第二和第三过渡系总称为“主过渡元素”; f区元素称为“内过渡元素”。;在此我们只介绍根据元素在周期的不同的分类： 第一过渡系（轻过渡系）：对应第四周期，从钪（Sc）— 锌（Zn）10种元素 第二过渡系（重过渡系）：对应第五周期，从钇（Y） — 镉（Cd）10种元素 第三过渡系（重过渡系）：对应第六周期，从镧（La）— 汞（Hg）10种元素;1、过渡元素的氧化态 2、原子半径的变化规律 3、过渡元素单质的性质 4、过渡元素离子的颜色 5、过渡金属及其化合物的磁性 6、过渡元素易形成配合物 7、形成多碱、多酸;1、过渡元素的氧化态;第一过渡系;第二过渡系;第三过渡系;（1）同一周期内，从IIIB到VIIB族原子半径逐渐减小，这是由于原子序数增加，有效核电荷增加，金属键增强所致；VIIB族以后，原子半径又有所回升，这是由于金属键减弱占据主导地位，而有效核电荷增加影响为次所致。 （2）同一族内，从上到下，随着原子层数的增加，第一过渡元素的原子半径小于相应第二过渡系元素的原子半径，而第三过渡系元素的原子半径与第二过渡系元素相比，差别不大。这是由于镧系收缩所致。;过渡元素的原子半径;熔点最高的金属是钨（W）； 密度最大的金属是锇（Os）； 硬度最高的金属是铬（Cr）。;（3）过渡元素一般不与水反应，但第一过渡系的金属能与盐酸或硫酸作用，置换出H2，但活泼性逐渐减弱。这从它们的标准电动势较低可以得到反应。;4、过渡元素离子的颜色;; 对于某些具有颜色的含氧酸根离子，如VO43-（淡黄色）、CrO42-（黄色）、MnO4-（紫红色）等，它们的颜色被认为是电荷迁移引起的。在上述离子中的金属元素都处于最高氧化态，其形式电荷分别为V5+、Cr6+、Mn7+，它们都具有d0电子构型，有较强的夺取电子的能力，这些酸根离子吸收了一部分可见光的能量后，氧阴离子的电荷会向金属离子迁移。伴随电荷迁移，这些离子呈现出各种不同的颜色。;（2）物质显色的若干规律（常温，太阳光）;（b）多数氟化物无色 特例：CuF（红），BrF（红） 3、4、5、6主族，5、6周期各元素的溴化物、碘化物几乎都有颜色 锌族卤化物除HgI2（红）都无色 铜族除CuCl和AgCl外多数有颜色;变浅;（d）同种元素在同一化合物中存在不同氧化态时，这种混合价态的化合物常常呈现颜色，而且该化合物的颜色比相应的单一价态化合物的颜色深 例如： 普鲁士兰 KFe[Fe(CN)6] 呈现深蓝色 黄血盐 K4Fe(CN)6 黄色 赤血盐 K3Fe(CN)6 橙红色 （e） 3、4、5、6主族，5、6周期各元素的氧化物大部分都有颜色； 4、5、6周期各元素的硫化物几乎都有颜色;（f）顺式异构体配合物所呈现的颜色一般比同种配合物的反式异构体的颜色偏短波方向 顺式[Co(NH3)4Cl2]Cl 紫色（400—430nm） 反式[Co(NH3)4Cl2]Cl 绿色（490—540nm） 顺式[Co(en)2Br2]Br 紫色 反式[Co(en)2Br2]Br 亮绿 （g）四面体、平面正方形配合物的颜色比相应的八面体的颜色移向短波方向 CoCl42－ 深蓝 Co(H2O)62＋粉红色 ;（h）无色晶体如果掺有杂质或发生晶格缺陷时，常有颜色 （i）晶粒的大小影响晶体颜色 Hg2+ + OH- HgO （晶粒小，红色） + H2O Hg(NO3)2 + Na2CO3 HgO （晶粒大，黄色）+ CO2 + 2NaNO3 （j）金属有金属光泽或呈银白色，但金属粉末都是黑色 ;用方程式表示：在酸性介质中用锌粒还原Cr2O72-离子，溶液颜色经绿色变成天蓝色，放置后溶液又变为绿色。;例题：;; 上述公式中，μ表示磁矩的大小；n表示所研究物质中的成单电子数；μB表示玻尔磁子。 n = 1, μ= 1.732 μB