第12讲 副族元素.pptVIP

副族元素 一、过渡元素概述 一、过渡元素概述 （六）配位性 过渡元素易形成配合物，原因：①过渡元素的原子或离子具有能级相近的价层电子轨道(n-1)d、ns和np，易形成杂化轨道；其中ns和np轨道可能是空的（对原子，不空），(n-1)d轨道是部分空的，可以接受配体的孤电子对；②过渡元素的离子一般具有较高的电荷和较小的半径，极化力强，对配体有较强的吸收力。 一、过渡元素概述 （七）催化性 许多过渡元素及其化合物具有独特的催化性能，催化作用表现为两方面，一是反应过程中，过渡元素可形成不稳定的配合物，这是配合物作为中间产物可起到配位催化作用；二是接触催化：过渡元素通过提供适宜的反应表面，如V2O5催化制H2SO4。 （八）磁性 多数过渡元素的原子或离子有未成对电子，所以具有顺磁性，未成对电子越多，磁距μ越大。 二、钛副族 1、钛副族元素的基本性质 钛副族元素原子的价电子层结构为(n－1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是+4，其次是+3，+2氧化态则比较少见。在个别配位化合物中，钛还可以呈低氧化态0和 – l。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。 2、钛及其化合物 （1）钛 钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中： 2Ti + 6HCl(浓) == 2TiCl3 + 3H2↑ 2Ti + 3H2SO4(浓) == 2Ti2(SO4)3 + 3H2↑ 钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中： Ti+6HF == TiF62－ + 2H++ 2H2 （2）二氧化钛 白色粉未，不溶于水，也不溶于稀酸，但通常于氢氟酸和热的浓硫酸中。 TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2O TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O （4）TiCl4 最重要的Ti卤化物，通常同TiO2、氨气和焦炭高温反应而得。 结构：TiCl4中Ti取sp3杂化，形成正四面体构型，为共价化合物。 性质： 三、钒副族 1、钒副族元素基本性质 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子都可以参加成键，因此最高氧化态为 +5，相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。 2、钒及其化合物 （1）钒 金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反应。 ⑵V2O5 V2O5是橙黄至砖红色固体，无味、有毒（钒化合物均有毒），微溶于水，其水溶液呈淡黄色并显示酸性,是一种重要的催化剂。 2NH4VO3 → V2O5+2NH3+H2O　 V2O5+NaOH → Na3VO4+3H2O V2O5+6HCl → 2VOCl2+Cl2+H2O VO2++Fe2++H+ → VO2++Fe3++H2O 2VO2++C2O42-+4H+ → 2VO2++2CO2+2H2O 四、铬副族 1、铬副族的基本性质 周期系第B族包括铬、钼、钨三个元素。铬和钼的价电子层结构为(n-1)d5ns1，钨为(n-1)d4ns2。它们的最高氧化态为 +6，都具有d区元素多种氧化态的特征。 2、铬及其化合物 （一）铬 铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+ 溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液： Cr+2HCl == CrCl2(蓝色溶液)+H2↑ 4CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3(绿色液)+2H2O 铬在冷、浓HNO3中钝化。 (8) Cr2O72- 的氧化性 (9) Cr(Ⅲ)的鉴定 五、锰族元素 含Mn、Tc、Re、Bh，其中Tc和Bh是放射性元素，Re属稀有元素。 价层电子构型为(n-1)d5ns2，从上到下，高价化合物稳定性增加，Re2O7比Mn2O7稳定得多，上面的Mn2+很稳定，而Tc(Ⅱ)、Re(Ⅱ)则不存在简单离子。 五、锰族元素 Ⅰ、酸性溶液中: ① Mn3+、MnO42-均易歧化： 2Mn3++2H2O→Mn2++MnO2↓+4H+ 3MnO42-+4H+→2MnO4-+MnO2↓+2H2O ② MnO4-和MnO2有强氧化性