第十四章过渡元素 B-B 14-1 过渡元素的通性 14-2 钛、钒 14-3 铬、钼、钨 14-4 锰 14-5. 铁、钴、镍 无机化学 14-1.过渡元素的通性 1-1. 过渡元素的价电子层结构. 1-2. 过渡元素的原子半径和电离势. 1-3. 过渡元素的氧化态. 1-4. 单质的性质 1-5. 过渡元素氧化物的酸碱性. 1-6. 过渡元素水合离子的颜色. 1-7. 过渡元素的配位性质 1-8. 过渡金属及其化合物的磁性. 无机化学 1-1. 过渡元素的价电子层结构. (n-1)d110ns12 (Pd:4d105s0) d电子数较多.d电子可部分或全部成键. d轨道未充满可接受孤电子 无机化学 1-2过渡元素的原子半径和电离势. 过渡元素原子半径比较小,电离势不如主族有规律: 同一周期,从左右 r B , 最小 , 然后未 充满,d的屏蔽效应、z、r.到了B全充满d屏蔽 、z 、 r 同一族 .五、六周期的r相似镧系收缩，离子 半径变化相似 较小, 无机化学 过渡元素的电离势的变化规律与原子半径变 化有关: 同一周期从左右 I B , 最大, 然后又逐渐减小. 见p1047 表217. 无机化学 13. 过渡元素的氧化态. 由于d电子的部分或全部参加成键,所以过渡 元素的氧化态一般从+与族数 相同的最高氧化态.见p1049 表218. 同一周期.从左右 氧化态 B 最高,然后 . 同一族.自上而下,高氧化态比较稳定,而主族 低氧化态比较稳定; 无机化学 14.单质的性质 1.物性: 由于过渡元素的r较小,所以密度、硬度 较大，熔沸点较高. 由于含有较多d电子,能级交错,所以具有 金属光泽,导电导热性大多有磁性. 由于金属晶体是通过金属键结合的，所 以过渡金属具有良好的延展,机械加工性; 其中W的熔沸点最大(22-57g.cm3) 无机化学 n2.化性. n 大多数 较小甚至为反值. n M具有较强还原性； n 还原性：第一过渡系列 第二 钢).常温下不溶于稀酸,可溶于 HNO3、王水、热的浓 H2SO4,在O2存在下熔融强碱,加热时与大多数非金 属反形成合金. 2.重要化合物. V2O5 橙黄色深红色晶体,有毒,微溶于水,为强氧化 剂. V2O5+6H+2Cl 2VO2+ Cl2+3H2O V2O5作催化剂(SO2氧化)及有机合成. D = 无机化学 14-3铬、钼、钨 (n-1)d5ns1 3-1.单质 3-2.重要化合物 无机化学 3-1.单质 都是银白色金属,熔沸点很高,铬的硬度最大,表面易 形成致密的氧化膜,具有一定耐腐蚀性,一旦膜被破坏 则易溶于稀H2SO4中,不溶于HNO3和H3PO4 .钼钨可 溶于HNO3+HF中,高温下铬、钼、钨 与酸反应Cr(无氧化膜),可溶于稀HNO3、H2SO4, Mo、W可溶于HNO3+HF 与非金属反应. 易形成合金 无机化学 3-2.重要化合物 1.CrO3 2.Cr2O3 3.重铬酸盐 4.铬酸盐(CrO ) 5.钼酸盐. - 2 4 无机化学 CrO3 Cr2O3 1.CrO3暗红色晶体,酸酐,强氧化剂 洗液 K2Cr2O7(s)+2H2SO4(浓 )=2KHSO4+2CrO3+H2O (NH3)2Cr2O7 Cr2O3+N2+4H2O 2.Cr2O3绿色粉末.Cr2O3不溶于酸和碱,作催化剂 = D 无机化学 3. 重铬酸盐. 如K2Cr2O7、(NH3)2Cr2O7 。大多易溶于 水,在酸性介质中为强氧化剂: Cr2O+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H 2O 无机化学 4.铬酸盐(CrO ) K+Na+NH+盐易溶,Hg+、Ba2+、Pb2+盐难 溶. 2CrO 2O +H2O 黄 橙红 2- 4 无机化学 5.钼酸盐. (NH4)2MoO4 ( NH4)3PO412MoO3 6H2O 黄色 无机化学 14-4 .锰3d54s2 4-1.单质 4-2. 重要化合物. 无机化学 4-1.单质 白色金属,质硬而脆,一般使用锰合金,锰钢, 耐磨,抗冲击,不锈钢耐腐蚀. 无机化学 4-2. 重要化合物. 1.Mn() 2.MnO2 3.KMnO4 无机化学 1.Mn() Mn()具有还原性 2Mn2+5S2O 2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2 白色 棕褐色 无机化学 2.MnO2 MnO2黑色粉末具有氧化性 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2+2H2O 2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O pH14预定 3MnO +4H+=2MnO+MnO2+H2O D = 无机化学 3.KMnO4 KMnO4深紫色晶体.强氧化剂,其还原产物与介 质有关. 2KMnO4(s)+H2SO4(浓 )=Mn2O7+K2SO4+H2O 无机化学 14-5. 铁、钴、镍(3d684s2) 5-1. 单质:银白色金属. 5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态) 无机化学 5-1. 单质:银白色金属. 有磁性(其合金磁化后可做永久磁铁) 中等活泼,能溶于稀酸. 加热下可与许多非金属反应, 铁可与热的浓碱反应.而Co、Ni不反应. 熔融碱应选用镍坩埚. 与CO反应生成羰基化合物. Fe(CO)5、C(CO)8、Ni(CO)4加热这 些羰基化合物. 无机化学 5-2.重要化合物.(+2、+3氧化态) +3具有氧化性:Fe3+Ni2 1.氧化物. 2.氢氧化物 3. 重要的盐 4.重要配合物 无机化学 1.氧化物. Fe2O3.红棕色粉末,不溶于水,可做催化剂、 颜料、除锈剂. Fe3O4Fe(FeFe)O4为铁磁性材料敏 、 电阻材料. 无机化学 3. 重要的盐 FeSO4 FeCl2 还原剂 FeCl3 氧化性 3Fe2+NO+4H+NO+2H2O3Fe3+Fe(H2 O)62+NOFe(NO)(H2O)52+H2O 棕色 鉴定Fe2+ NO Cu2+2Fe3+=Cu2+2Fe2+ 制作线路板 FeCl3可使蛋白质凝集止血剂. 无机化学 4.重要配合物 氨配合物: Co(NH3)63+、Ni(NH3)42+ 、 Ni(NH3)62+ 、 Co(NH3)62+ ( n=0 ) ( n=2 ) （不稳定） Fe2+ Fe3+无此配合物 .