第十六章 d区元素(一)（课件）- 《无机化学第6版》同步教学（高教版）

第十六章 d区元素(一) §16.7 金属有机化合物 §16.6 铂系元素 §16.5 铁 钴 镍 §16.4 锰 §16.3 铬 钼 钨 多酸型配合物 §16.2 钛 钒 §16.1 d区元素概述 §16.1 d区元素概述 16.1.5 d区元素离子的颜色 16.1.4 d区元素的氧化态 16.1.3 d区元素的化学性质 16.1.2 d区元素的物理性质 16.1.1 d区元素的原子半径和 电离能 16.1.1 d区元素的原子半径和电离能 1. d区元素在周期表中的位置 3. d区元素的原子半径 2. d区元素原子的价电子层构型 (n-1)d1-10 ns1-2 (Pd 为 5s0) 总趋势：同周期 左右由小大，幅度不大。 同副族 不规律。 4. d区元素的第一电离能 16.1.2 d区元素的物理性质 熔点、沸点高 熔点最高的单质：钨(W) 硬度大 硬度最大的金属：铬(Cr) 密度大 密度最大的单质：锇(Os) 导电性，导热性，延展性好。 熔点变化示意图 元素 Sc Ti V Cr Mn —— -1.63 -1.2 （估算值） -0.90 -1.18 可溶该金属的酸 各种酸 热HCl， HF HNO3，HF，浓H2SO4 稀HCl，H2SO4 稀HCl，H2SO4 等 元素 Fe Co Ni Cu Zn -0.409 -0.282 -0.236 +0.339 -0.762 可溶该金属的酸 稀HCl，H2SO4 等 缓慢溶解在HCl 等酸中 稀HCl，H2SO4 等 HNO3，浓热H2SO4 稀HCl，H2SO4 等 M2+/M V E M2+/M V E 16.1.3 d区元素的化学性质 1. 第一过渡系的单质比第二过渡系的单质 活泼； 例如：第一过渡系除 Cu 外均能与稀酸作用，第二、三过渡系仅能溶于王水、氢氟酸，而Ru, Rh, Os, Ir 不溶于王水。 2. 与活泼非金属(卤素和氧)直接形成化合物。 3. 与氢形成金属型氢化物： 如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 与硼、碳、氮形成间充型化合物。 总趋势：从上到下活泼性降低。 E (Ni2+/Ni) = −0.2363V E (Pd2+/Pd) = +0.92V E (Pt2+/Pt) = +1.2V (估计值) E (Zn2+/Zn) = −0.762V E (Cd2+/Cd) = −0.402V E (Hg2+/Hg) = +0.852V 16.1.4 d区元素的氧化态 多种氧化态。例如：Mn 的氧化态呈连续状，Mn(CO)5Cl(+1)，Mn(CO)5，NaMn(CO)5(−1)。 注：红色为常见的氧化态。 16.1.5 d区元素离子的颜色 水合离子呈现多种颜色。 Mn (Ⅱ) Fe(Ⅱ) Co(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Fe(Ⅲ) Cu(Ⅱ) 16.2.2 钒及其化合物 16.2.1 钛及其化合物 §16.2 钛 钒 16.2.1 钛及其化合物 1. 钛的单质 钛是银白色金属，其密度比钢轻，机械强度却与钢相似，铝的密度虽小，但机械强度差，钛兼有钢和铝的优点。金属钛是一种新兴的结构材料。 钛耐热性能好，熔点高达 1933K，是制造飞机、火箭和宇宙飞船的最好材料，被誉为宇宙金属。 钛合金 钛钢 钛 钛是还原性很强的金属 军舰 因其表面易生成致密、钝性的氧化物薄膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀力很强。用钛制造的轮船不用涂漆，在海水中也不会生锈。 E (Ti2+/Ti) = −1.63V，E (TiO2/Ti) = −0.88V), 钛骨头 在医学上，钛可以代替损坏的骨头，这种钛骨头犹如真的骨头一样，因此钛被称为亲生物金属。 钛合金瓷牙 钛合金牙托 2. 钛的化合物 钛的价层电子构型：3d24s2 钛可以形成氧化值为 +4，+3，+2，0，-1 的化合物。氧化值为 +4 的化合物比较稳定，应用较广。如：TiO2。 二氧化钛在工业上用作白色涂料，更重要的是二氧化钛可以用来制备钛的其他化合物。 自然界存在的金红石主要成分是TiO2，由于含有少量的铁、铌、钽、钒等而呈红色或黄色。金红石的硬度高，化学稳定性好。 16.2.2 钒及其化合物 1. 钒的单质 钒是银灰色金属，硬度比钢大。钒主要用来制造钒钢。