元素化学：d区金属.pptx

d区金属;2?1 金属的性质 1、它们都是金属。熔沸点、硬度、导电导热、机械加工、合金。 2、还原能力较强。第一过渡系都能从非氧化性酸中置换出氢。 3、多种氧化态。其水合离子和酸根离子常呈现出一定的颜色。 4、由于具有部分填充的电子层，它们能形成一些顺磁性化合物。 5、形成配合物的趋势。 2?2 电子构造 1、Nb 4d4 5s1，W 5d4 6s2，Tc 4d6 5s1，Ru 4d7 5s1，Rh 4d8 5s1， Pd 4d10 5s0，Pt 5d9 6s1 2、(n-1)d1~9 ns1~2;2?3 氧化态 1、可变氧化态 2、变化规律：从左到右，最高氧化态先上升后降低。 3、同一族从上到下高氧化态趋于稳定。 ;2?4 原子和离子半径 ;结论： 1、同周期依次减小但变化缓慢，后又略微上升。这是因为d轨道充满使屏蔽效应增强所致。 2、同族元素的原子半径从上至下增大，但第五、六周期原子半径接近(镧系收缩)。 3、离子半径同原子半径;1、从左到右，高氧化态的金属的氧化物碱性减弱，酸性增强。如Sc2O3为碱性氧化物，为TiO2两性氧化物，CrO3是较强的酸酐（铬酸酐），而Mn2O7在水溶液中已经是强酸了。铁、钴、镍不能生成稳定的高氧化态的氧化物。 2、从上到下，氧化态相同时，碱性逐渐增强，酸性减弱。如M(OH)3(M=Sc, Y, La)中以Sc(OH)3的碱性最弱，M(OH)4(M=Ti, Zr, Hf) 中以Ti(OH)4的碱性最弱。 3、同一元素氧化态越高，酸性越强。如锰的氧化物酸碱性见下表 ;氧化态;2?6 氧化还原稳定性 1、从左到右，金属的还原性减弱。 2、从左到右，金属元素的最高氧化态含氧酸的氧化性增强。 Cr2O72?、HMnO4等强氧化剂 4FeO42?+10H2O=4Fe3++20OH?+3O2? 2-7 配位性 水分子、氨分子、卤素离子、氰根离子、硫氰酸根离子、草酸根离子等 2-8 水合离子的颜色与含氧酸根的颜色 d-d跃迁、O2?上电子向金属离子跃迁 2-9 磁性与催化性 ;3?1 概述 一、存在与发现 金红石TiO2和钛铁矿FeTiO3 ZrSiO4(Hf共生） 二、提炼; FeTiO3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O FeTiO3+2H2SO4=TiOSO4+FeSO4+2H2O 加入铁屑将溶液中的三价铁全部还原为二价铁，冷至273 K以下，析出（分离）绿矾七水硫酸亚铁。 Ti(SO4)2+H2O=TiOSO4+H2SO4 TiOSO4+2H2O=H2TiO3↓+H2SO4 析出白色的偏钛酸沉淀 H2TiO3=TiO2+H2O TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO↑ 生成四氯化钛蒸汽冷凝 TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti 氯化法：2FeTiO3+Cl2+6C=2TiCl4+2FeCl3+6CO TiO2+2Cl2+2C=TiCl4+2CO;锆和铪的分离： 原理：K2[ZrF6]的溶解度略大于K2[HfF6] 方法： 1、重结晶：反复用溶解结晶 2、阴离子交换树脂[RN(CH3)3]+Cl-，淋洗剂HF+HCl。;三、用途 钛的密度比钢轻 (4.54 g/cm3)，但机械强度相似，另外，还具有耐高温、抗腐蚀等特点，因此在现代科技上有广泛的应用，常称为第三金属。如制造飞机的发动机，坦克、军舰； 化学工业上代替不锈钢制作耐腐蚀设备； 在医学上用它代替损坏的骨头，被称为“亲生物金属”。 镐制造铀棒的套管（热中子捕获截面小）。 鉿用作灯丝、X射线管的阴极;四、性质;室温时，不与水、稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸作用。钛能溶于热的浓盐酸，得到三氯化钛。 2Ti+6HCl=2TiCl3+3H2↑ 它们能被氢氟酸、磷酸、熔融碱浸蚀，金属钛更易溶于氢氟酸与盐酸或硫酸的混合酸中，由于氟离子的配位作用，促进了钛的溶解。 Ti+6HF=TiF62?+2H++2H2↑ ;+IV氧化态最稳定，强还原剂呈现+II和+III氧化态，但不稳定。 一、二氧化钛 1、晶型有金红石、锐钛矿、板钛矿三种。 2、白色粉未，不溶于水和稀酸，能溶于氢氟酸和热的浓硫酸。 TiO2+6HF=H2TiF6+2H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4 =TiOSO4+H2O