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新乡学院化学与化工学院第十六章d区元素(一)§16.7金属有机化合物§16.6铂系元素简介§16.5铁钴镍§16.4锰§16.3铬钼钨多酸型配合物§16.2钛钒§16.1d区元素概述新乡学院化学与化工学院§16.1d区元素概述16.1.5d区元素离子的颜色16.1.4d区元素的氧化态16.1.3d区元素的化学性质16.1.2d区元素的物理性质16.1.1d区元素的原子半径和电离能新乡学院化学与化工学院16.1.1d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新乡学院化学与化工学院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)d1-10ns1-2新乡学院化学与化工学院总趋势：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新乡学院化学与化工学院16.1.2d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。新乡学院化学与化工学院熔点变化示意图新乡学院化学与化工学院16.1.3d区元素的化学性质总趋势：从左至右活泼性降低。元素ScTiVCrMn----1.63-1.2(估算值)-0.90-1.18可溶该金属的酸各种酸热HClHFHNO3，HF浓H2SO4稀HClH2SO4稀HClH2SO4等元素FeCoNiCuZn-0.409-0.282-0.236+0.339-0.762可溶该金属的酸稀HClH2SO4等缓慢溶解在HCl等酸中稀HClH2SO4等HNO3，浓热H2SO4稀HClH2SO4等V/MM2EV/MM2E新乡学院化学与化工学院总趋势：从上到下活泼性降低。V852.0/HgHgV402.0/CdCdV762.0/ZnZn222EEEE(Ni2+/Ni)=－0.2363VE(Pd2+/Pd)=+0.92VE(Pt2+/Pt)=+1.2V(估计值)新乡学院化学与化工学院16.1.4d区元素的氧化态有多种氧化态。红色为常见的氧化态。新乡学院化学与化工学院16.1.5d区元素离子的颜色Mn(Ⅱ)Fe(Ⅱ)Co(Ⅱ)Ni(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)水合离子呈现多种颜色。新乡学院化学与化工学院16.3.3水溶液中离子及其反应16.3.2铬的化合物16.3.1铬、钼、钨的单质§16.3铬钼钨新乡学院化学与化工学院铬分族(VIB)：Cr,Mo,W铬以铬铁矿Fe(CrO2)2的形式存在，以铬铁矿为原料制备之。1.铬单质的制备16.3.1铬、钼、钨的单质价层电子构型：(n-1)d4-5ns1-2新乡学院化学与化工学院1000℃~1300℃①H2O浸取H2SO4酸化②Cr2O3CrAl④Fe(CrO2)2(s)Na2CO3(s)Na2CrO4(s)Fe2O3(s)Na2CrO4(aq)Na2Cr2O7(aq)Na2Cr2O7K2Cr2O7③242328COCrO8NaO2Fe232227OCO8Na)4Fe(CrO①2427224242OHSONaOCrNaSOHCrO2Na②3232OAl2CrOCr2Al④3232722COCONaOCr2COCrNa③新乡学院化学与化工学院2.单质铬的性质•铬元素的电势图CrCrCrOCr23272-0.741.33-0.41-0.91CrCr(OH)Cr(OH)CrO2424-0.12-1.1-1.4-1.3EB/VEA/V新乡学院化学与化工学院在冷、浓硝酸中钝化。③无膜金属与酸的反应②活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活泼性下降。①灰白色,熔点沸点高，硬度大。)(Cr3紫2OOHSO3SOCr)(SO2H2Cr2234242）（浓•性质Cr+2H+(新）Cr3+(蓝）+H2新乡学院化学与化工学院制备：性质：O4HNOCrOCr)(NHO2Cr3O4Cr2232Δ722432Δ243222332Cr(OH)2OHOCrO3HO3HCrH6OCr3Cr4Cr(OH))s(Cr(OH)3)(OCrOH322绿OH)(适量OHH(灰绿)(亮绿色)16.3.2铬的化合物1.Cr2O3(铬绿)2.Cr(OH)3H新乡学院化学与化工学院3224342CrClO,12HKCr(SOSOCr），）（)g(3CO)s(2Cr(OHO3H3COCr2)g(S3H)s(Cr(OHO6H3SCr2232-23323223））16.3.3水溶液中离子及其反应1.Cr(Ⅲ)的盐•水解H]OCr(OH)(H[]OCr(H[252362））410K新乡学院化学与化工学院•还原性•氧化性蓝色Zn)(2Cr22Zn(s)Cr3Cr2+(aq)Cr3+(aq)14HSOOCrOH7OS32Cr24272Ag22823O8H2CrO2OHO3H2Cr(OH)224224V33.1)Cr/OCr(3272酸性条件：EV12.0)Cr(OH)/CrO(-424碱性条件：E新乡学院化学与化工学院•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色绿色）蓝绿色）紫色，）OH2Cl]ClOCr(H[OHCl]ClOCr(H[Cl]OCr(H[22422252362•pH值的影响pH2：Cr2O72-为主pH6：CrO42-为主OHOCr2HCrO2H2CrO2272424(黄)(橙)2.Cr2O72-与CrO42-间的转化新乡学院化学与化工学院•溶解度的影响×10.02)OCr(Ag7722Ksp×101.1)CrO(Ag1242Ksp2H)(s,CrO2AgOHOCr4Ag422272砖红2H)(s,2BaCrOOHOCr2Ba422722柠檬黄2H)(s,2PbCrOOHOCr2Pb422722黄K2Cr2O7PbCrO4新乡学院化学与化工学院3.Cr2O72-的氧化性O7H2KCl2721.33V)/CrO(Cr32EOH4Cr23SOH83SOOCr232423272O7H2Cr3S8HS3HOCr232272O7H2Cr3I14H6IOCr2322722CrCl3Cl)14HCl((s)OCrK32722浓O7H2Cr6Fe14H6FeOCr2332272O7H2Cr3Sn14H3SnOCr2342272新乡学院化学与化工学院OH(s)2CrOSOK)(SOHOCrK234242722浓洗液：K2Cr2O7饱和溶液+H2SO4（浓）铬酐(暗红色，针状)新乡学院化学与化工学院4.Cr(Ⅲ)的鉴定242243CrOOHCr(OH)OHCrO5H)2CrO(O2HO4HOCr222222722722222OCrOH)2CrO(O戊醇(乙醚)蓝色O)H(C)CrO(O)CrO(O2522222乙醚H+新乡学院化学与化工学院小结：(NH4)2CrO4(橙黄)Cr2O3(s,绿)CrCr(OH)3(灰绿)Cr(OH)4(亮绿)-Cr2O7(橙红)2-CrO4(黄)2-BaCrO4(s,柠檬黄)Ag2CrO4(s,砖红)PbCrO4(s,黄)Cr3+CrO(O2)2(蓝)O2，△△H+△H+H+H+H+过量OH-OH-氨水或适量OH-H2O2Cl2Br2ClO-Sn2+,Fe2+SO3,H2SI-(Cl-)2-S2O82-H2O2OH-乙醚Ag+Ba2+Pb2+Ba2+Pb2+Ag+H+Cr2+O2Zn新乡学院化学与化工学院16.4.1锰的单质§16.4锰16.4.3水溶液中的锰离子及其反应16.4.2锰的化合物新乡学院化学与化工学院锰的存在：软锰矿(MnO2•xH2O)制备与性质：锰分族(VIIB)：MnTcRe价电子构型：(n-1)d5ns216.4.1锰的单质新乡学院化学与化工学院制备：2O3HKClOxHMnO22KOHKClO3MnOHOMn24342MnOKMn4KMnO2MnO①②530℃AlC中性还原Cl2熔融水浸2H△③2432OOMn3MnO②3243O4AlMn9Al8O3Mn③4232MnO3KKClO6KOH3MnO①新乡学院化学与化工学院锰单质的性质：22222H(s)Mn(OH)O2HMnHMn)(2HMn稀34222432MnFMnFFMnF)(XMnXXMnOMnΔO23Mn和•白色金属，硬而脆•活泼金属：1.182V/Mn)(Mn2E•与氧、卤素等非金属反应：新乡学院化学与化工学院O2HMnO2K3O4KOH2Mn2422熔融•在氧化剂存在下与熔融的碱作用：新乡学院化学与化工学院16.4.2锰的化合物Mn的价电子构型：3d54s2可形成多种氧化值：从-2~+7，最高氧化值=价电子数新乡学院化学与化工学院氧化态+7+6+4+2分子式KMnO4K2MnO4MnO2MnSO47H2OMnCl24H2O颜色和状态紫红色或近乎黑色的晶体暗绿色晶体黑色无定形粉末肉红色晶体肉红色晶体密度/(gcm-3)2.71---5.032.12.01熔点/℃受热时的变化200℃以上分解为K2MnO4,MnO2,O2640℃~680℃分解为Mn3O4、O2和K2O530℃分解为Mn3O4和O254℃时溶于结晶水中,无水MnSO4为白色,灼烧变为Mn3O458℃，200℃~230℃部分分解出HCl,无水MnCl2红色片状，熔点为650℃溶解度/(g/100gH2O)6.4溶液稀释至1:500000时,仍能看出颜色224.7gL-1(2MKOH)形成绿色溶液,静止或水量较多时,变为紫红色不溶于水60(10℃)72新乡学院化学与化工学院Mn(OH)2(白色))(s,Mn(OH)2OHMn222O白无)O(s,xHMnOO1)H(xMnO(OH)2222黑褐色二羟氧锰结论：Mn(Ⅱ)在碱性条件下不稳定(还原性强)在酸性条件下稳定(还原性差)),s(MnO(OH)O21Mn(OH)222棕黄色O2HMn2HMn(OH)222新乡学院化学与化工学院MnO2•黑色无定形粉末，不溶于水和稀酸•热稳定性：2432OOMn3MnOC530O2HOMnSO2)(SOH22MnOO2HMnClCl)4HCl(MnO2244222222浓浓•还原性（一定程度）O2H3MnO4OH2MnOMnO22442pH13.5•氧化性强（主）V229.1)/MnMnO(22AE新乡学院化学与化工学院MnS(肉色）2AcSHMn2HAcMnS2NH)MnS(s,2NHSHMn224322肉色新乡学院化学与化工学院16.4.3水溶液中的锰离子及其反应锰元素电势图：Mn18.1Mn51.1Mn95.0MnO27.2MnO5545.0MnO2322441.7001.231.51Mn56.1Mn(OH)10.0OH)(Mn20.0MnO6175.0MnO5545.0MnO2322440.5965-0.0514酸性溶液V/EA碱性溶液V/EB新乡学院化学与化工学院Mn2+价电子构型3d56HO7H5HIO2MnO(s)IO5H2Mn16H10SO2MnOO8HO5S2MnO2H5Pb2MnO4H(s)5PbO2MnO7H5Na5Bi2MnO14H(s)5NaBiO2Mn234652244Ag2-28222242223432说明：①鉴定Mn