第五章常见元素及其化合物（课件）《无机化学基础》常见过渡金属元素及其化合物同步教学（人卫版第四版）

常见过渡金属元素及其化合物 过渡金属元素（或称过渡元素）是指周期表中从ⅢB族到ⅡB族之间（f区的镧系元素和锕系元素元素除外）的35种元素。 ⅠA 0 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA d区 ds区 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd La* Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Ac* Rf Db Sg Bh Hs Mt *表示f区元素 1．元素的原子半径和离子半径 与同一周期的ⅠA、ⅡA族元素相比，过渡元素的原子半径较小。而且过渡元素随着原子序数的增加，原子半径依次减小。 各族元素从上到下原子半径增大，但受到镧系收缩的影响，第五、六周期同一族元素的原子半径很接近 一、过渡元素的通性 2．单质的物理性质 过渡元素的单质都是金属，又称过渡金属。过渡金属一般呈银白色或灰色（锇呈灰蓝色），有光泽，熔点高、沸点高、硬度大（汞除外）、密度大，有良好的延展性、导电性、导热性和有顺磁性。 3．氧化态及其稳定性 同一周期从左到右，氧化态首先逐渐升高，随后又逐渐降低。 同一族中从上至下，高氧化态趋向于比较稳定；第一过渡系元素低氧化态化合物比较稳定，而第二、第三过渡系元素高氧化态化合物比较稳定。 元 素 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 价电子层 构型 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d94s2 3d104s2 氧化态 +2 +3 +2 +3 +4 +2 +3 +4 +5 +2 +3 +4 +6 +2 +3 +4 +5 +7 +2 +3 +4 +6 +2 +3 +4 +2 +3 +4 +1 +2 +2 4．金属活泼性 过渡金属中ⅢB族元素的化学性质最为活泼，它们在空气中能被迅速氧化，也能与水反应放出氢气。 除ⅢB族元素以外，过渡金属同一族自上而下，由于受到镧系收缩的影响，金属活泼性逐渐减弱。 5．氧化物及其水合物的酸碱性 （1）同一元素低氧化态氧化物及其水化物的碱性大于其高氧化态的氧化物。 （2）同一族元素自上而下相同氧化态的氧化物及其水合物的碱性增强。 （3）同一周期ⅢB~ⅦB族元素从左到右最高氧化态的氧化物及其水合物的酸性增强。 6．水合离子的特征颜色 水合离子 Sc3+ Ti4+ Ti3+ V3+ Cr3+ Mn3+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+ 价电子层构型 3d0 3d0 3d1 3d2 3d3 3d4 3d5 3d5 3d6 3d7 3d8 3d9 3d10 未成对电子数 0 0 1 2 3 4 5 5 4 4 2 1 0 颜 色 无 无 紫红 绿 蓝紫 红 淡红 淡紫 淡绿 粉红 绿 蓝 无 7．易形成配合物 二、铬、锰及其重要化合物 （一）铬及其重要化合物 铬在潮湿的空气中较稳定，常温下溶于稀盐酸和稀硫酸中，放出氢气。 Cr + 2HCl CrCl2+ H2↑ 蓝色的Cr2+离子在溶液中不稳定，被空气中氧氧化成绿色的Cr3+离子。 4CrCl2 + 4HCl + O2 4CrCl3+ 2H2O 二、铬、锰及其重要化合物 （一）铬及其重要化合物 铬与浓硫酸作用时生成SO2及硫酸铬Cr2(SO4) 。 2Cr + 6H2SO4 Cr2(SO4)3+ 3SO2↑+ 6H2O 铬与硝酸、发烟硝酸及王水后会发生钝化后，不易与酸作用。 1．铬（Ⅲ）的重要化合物 Cr（Ⅲ）的重要化合物有Cr2O3、Cr(OH)3、CrCl3、Cr2(SO4)3、KCr(SO4)2（铬钾矾）等. （1）两性 Cr2O3 + 3H2SO4 Cr2(SO4)3 + 3H2O Cr2O3 + 2NaOH 2NaCrO2 + H2O Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3 + 3H2O Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + 2H2O （2）还原性 （3）配位性 Cr3+离子常与NH3、H2O、X－、CN－等配位体配位，例如， [Cr(H2O)6]3+。 2．铬（Ⅵ）的重要化合物 铬（Ⅵ）的重要化合物是铬酸盐和重铬酸盐。 常见的铬酸盐有铬酸钠（Na2CrO4）、铬酸钾（K2CrO4），它们都是黄色晶体；重铬酸钠（Na2Cr2O7）又称红矾钠，重铬酸钾（K2Cr2O7）又称红矾钾，它们都是红色晶体。 （2）强氧化性 在酸性介质中，重铬酸盐