1、第十章 过 渡 元 素,10.1 过渡元素的通性 10.2 铬的重要化合物 10.3 锰的重要化合物 10.4 铁、钴、镍的重要化合物 10.5 ds区元素,掌握内容：铬、锰、铁、钻、镍的重要化合物的性质及有关反应方程式；铜、银、汞的重要化合物性质及有关反应方程式；Cu(I)-Cu(II)和Hg(I)-Hg(II)之间的相互转化及有关反应方程式。 熟悉(理解)内容：过渡元素的通性，重要元素的应用，多酸及杂多酸。 了解内容：汞对环境的污染及危害，含汞废水的处理。,基 本 要 求,思考题,P446-447 习题：3 (4)(5)(6)(7)(8) 、13、14(1)(4)(7)(8)(9)、16(
2、1)(5)(6)(7)(10)(13)(14)(15),10.1 过渡元素的通性,10.1.1 过渡元素简介,过渡元素(transition elements)：,原子的电子层结构中d 轨道 或 f 轨道仅部分填充的元素,分类：,内过渡元素：f 区元素外过渡元素：d 区元素,钪 副族,钛 副族,钒 副族,铬 副族,锰副族,铜副族,锌副族,铁系元素 铂系元素,10.1.2 过渡元素的通性,1. 原子的电子层结构,(n 1)d110ns12,例外：Pd：4d10,单质均为金属,2. 物理性质,熔沸点高,硬度大,密度大,导热性、导电性、延展性好,熔点最高：W,硬度最大：Cr,密度最大：Os,4. 氧
3、化值,3. 原子半径,5. 离子的颜色,水合离子大多具有颜色,6. 磁性,多数过渡元素的原子或离子中有未成对电子，故具有顺磁性,7. 催化性,许多过渡元素及其化合物 具有独特的催化性能,8. 配合性,较主族元素易形成配合物,原因：,有未充满的d 轨道，可接受配体的孤电子对,有高电荷、小半径和 9 17e 构型，具有较大的极化力,10.2 铬的重要化合物(P411),10.2.1 铬(III)的氧化物及氢氧化物,Cr2O3 ：铬绿,制备,性质：两性氧化物,Cr(OH)3 ：灰蓝色胶状沉淀,制备,性质：两性氢氧化物,亮绿色,紫色,10.2.2 铬(III)的配合物,Cr(H2O)6Cl3 (紫色)
4、,CrCl(H2O)5Cl2 H2O (蓝绿色),CrCl2(H2O)4Cl 2H2O (绿色),配体：C2O42、OH、CN、 SCN,配位数为6，采取d2sp3杂化方式,10.2.3 铬(VI)盐及其性质,CrO42和Cr2O72的相互转化,Cr2O72的氧化性,(H2S、SO32、HCl(浓)、Sn2+),Cr(VI)盐的溶解性,(1) 重铬酸盐,(2) 铬酸盐,除Ag2Cr2O7外，常温下一般易溶于水, 碱金属的铬酸盐易溶于水, 碱土金属的铬酸盐的溶解度从Mg到Ba递减, 重金属的铬酸盐皆难溶于水,(3) 铬酸盐的溶解度一般比重铬酸盐小,10.3 锰的重要化合物(P415),10.3.
5、1 锰的电势图,10.3.2 锰的氧化物和氢氧化物,Mn(OH)2 ：白色胶状沉淀、中强碱,制备,还原性,棕色沉淀,MnO2：黑色粉末，很稳定，具有氧化还原性,在酸性溶液中有较强氧化性,在碱性溶液中具有还原性，转化为Mn(VI)酸盐,10.3.3 锰盐及其性质,Mn(II)盐的稳定性和还原性,酸性溶液中稳定，只有强氧化剂才能将其氧化,碱性溶液中不稳定,Mn(VII)盐的性质,(MnO4：紫红色),不稳定性,光线和MnO2对MnO4的分解能起催化作用,配制好的KMnO4溶液应保存在棕色 瓶中，一段时间后应过滤除去MnO2,不同介质中的氧化性,(1). 酸性介质,过量MnO4,(2). 中性或弱碱
6、性介质,(3). 强碱性介质,过量MnO4,过量还原剂,10.4 铁、钴、镍的重要化合物,10.4.1 铁、钴、镍的价层电子构型与氧化态,铁、钴、镍的最高氧化值不等于族序数,10.4.2 铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物(P418),铁、钴、镍的氧化物,FeO(黑色) CoO(灰绿色) NiO(暗绿色) Fe2O3(砖红色) Co2O3(黑色) Ni2O3(黑色) Fe3O4(黑色),与HCl、H2SO4的反应,铁、钴、镍的氢氧化物,还原性,Ni(OH)2不会被空气氧化,氧化性,10.4.3 铁、钴、镍的重要盐,二氯化钴,CoCl2可用作干湿指示剂，显示某体系的含水情况,三氯化铁,氧化性,2Fe3
7、+ + H2S = 2Fe2+ + S + 2H+,2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ + I2,2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+,10.4.4 铁、钴、镍的配合物,氨合物,Fe2+ + 2NH3H2O = Fe(OH)2 + 2NH4+ Fe3+ + 3NH3H2O = Fe(OH)3 + 3NH4+,氰合物,Fe3+ + 6CN = Fe(CN)63,K+ + Fe3+ + Fe(CN)64 = KFeFe(CN)6(普鲁士蓝) K+ + Fe2+ + Fe(CN)63 = KFeFe(CN)6 (滕氏蓝),硫氰合
8、物,羰基配合物,Fe(CO)5、Co2(CO)8、Ni(CO)4,水溶液中不稳定，丙酮和戊醇中稳定,10.5 ds 区元素(P426),10.5.1 铜的重要化合物,Cu(OH)2的性质,制备,不稳定性,酸碱性,两性氢氧化物，以弱碱性为主,配合性,Cu(I)和Cu(II)的相互转化,固态时Cu(II)易转化为Cu(I),酸性水溶液中Cu(I)易转化为Cu(II),2Cu+ = Cu2+ + Cu,E = 0.361V，K = 1.25 106,Cu2O + H2SO4 = CuSO4 + Cu + H2O,必须同时具备如下两个条件：,减小溶液中Cu+的浓度，使之成为沉淀物或配合物,有还原剂存在
9、,白色,酸性水溶液中Cu(II)向Cu(I)的转化,10.5.2 银的重要化合物,Ag+与碱的反应,2Ag+ + 2OH = Ag2O(暗棕色) + H2O,银盐的难溶性,现象：颜色由白色经黄色、棕色成黑色,可溶性银盐：AgNO3、AgF、AgClO4、AgBF4,难溶性银盐：AgCl(白) AgBr(浅黄) AgI(黄)Ag2S2O3(白) Ag2S(黑) Ag2CrO4(砖红)Ag3PO4(黄) Ag2CO3(白) AgPO3(白),难溶银盐与配离子间的相互转化,AgNO3,AgCl,AgBr ,AgI ,Ag(NH3)2+,Ag(S2O3)23,Ag(CN)2,Ag2S ,3Ag2S +
10、 8HNO3 = 6AgNO3 + 3S + 2NO + 4H2O,10.5.3 汞及其重要化合物,单质汞及其用途,室温下唯一的液态金属，具有较高的蒸气压,汞蒸气吸入人体会引起慢性中毒,能够与许多金属形成合金汞齐,注：铁系金属不形成汞齐，故可用铁罐贮藏水银,汞齐：Na-Hg、Au-Hg、Ag-Hg用于提取贵金属,汞盐的性质,Hg(I)、Hg(II)与碱的反应,Hg2+ + 2OH = HgO(黄色) + H2O,Hg22+ + 2OH = HgO + Hg + H2O,注：HgO晶体因颗粒不同呈现不同的颜色颗粒小时呈黄色，颗粒大时呈红色,HgS及其性质,HgS是金属硫化物中溶解度最小的，可溶于
11、王水,3HgS(黑色) + 12HCl + 2HNO3 = 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + 4H2O,Hg(I)、Hg(II)的氯化物,HgCl2的性质, 结构, 物理性质,Hg原子与Cl原子以共价键结合成直线型分子 ClHgCl，Hg原子采用 sp 杂化,熔点(280C)低，易升华，俗称升汞,剧毒，稀溶液有杀菌作用，外科曾用作消毒剂,略溶于水，在水中电离度很小，主要以分子 形式存在，有假盐之称，为弱电解质,水解性：稍有水解,与氨水的反应,HgCl2 + H2O Hg(OH)Cl + HCl,与稀氨水反应：HgCl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl(白) + NH4Cl,与S
12、nCl2的反应, 制备,2HgCl2 + Sn2+ + 4Cl = Hg2Cl2(白) + SnCl62,Hg2Cl2 + Sn2+ + 4Cl = 2Hg(黑) + SnCl62, 可用来鉴定Hg(II)或Sn(II), 配合性,与碱金属氯化物形成配离子使其溶解度增大,HgCl2 + 2Cl = HgCl42,奈斯勒试剂：用于检验NH4+K2 HgI4的碱性溶液,2 HgI42 + 4OH + NH4+ = I+ 7I + 3H2O,(红棕色),Hg2Cl2的性质, 结构,直线型分子，ClHgHgCl Hg原子采用 sp 杂化, 物理性质,白色固体，难溶于水，少量无毒,味略甜，俗称甘汞,医学
13、上用作泻剂和利尿剂；也常用于制电极, 制备,不稳定性：见光分解，保存在棕色瓶中,与氨水的反应,Hg2Cl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl(白) + Hg(黑) + NH4Cl,沉淀显灰色，用于鉴定Hg(I),与SnCl2的反应,Hg2Cl2 + Sn2+ + 4Cl = 2Hg(黑) + SnCl62,Hg(I)、Hg(II)的可溶性硝酸盐,Hg(NO3)2的性质, 制备,HgO + 2HNO3 = Hg(NO3)2 + H2O,Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O, 水解性,2Hg(NO3)2 + H2O = HgOHg(NO3)2 + 2HNO3,
14、配制溶液时，应将其溶于稀硝酸中,碱式盐，白色, 不稳定性,与氨水的反应,2Hg(NO3)2 + 4NH3 + H2O = HgO(NH2)Hg(NO3)(白) + 3NH4NO3,与KI的反应,Hg2+ + 2I = HgI2(桔红色),HgI2 + 2I = HgI42(无色),Hg2(NO3)2的性质, 制备,6Hg + 8HNO3(稀) = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O, 水解性,2Hg2(NO3)2 + H2O = Hg2(OH)(NO3) + HNO3,浅黄色, 不稳定性,与氨水的反应,2Hg2(NO3)2 + 4NH3 + H2O = HgO(NH2)Hg(NO3)(白) + 2Hg(黑) + 3NH4NO3,与KI的反应,Hg22+ + 2I = Hg2I2(浅绿色),Hg2I2 + 2I = HgI42 + Hg,Hg(I)和Hg(II)的相互转化,可发生反歧化反应,Hg2+ + Hg = Hg22+,E = 0.13V，K = 157,当加入沉淀剂或配合剂使Hg(II)的浓度减小时Hg(I)会转化为Hg(II),Hg22+ + 2OH = Hg + HgO + H2O,Hg22+ + 4I = Hg + HgI42,Hg22+ + S2 = Hg + HgS,
