d区元素素和.PPT

1.理解d区元素的特性与其电子层结构的关系。 2.掌握第一过渡系的铬、锰、铁、钴、镍及其主要化合物的 性质。 3.理解镧系收缩及其影响。 d区元素包括ⅢB—ⅦB以及Ⅷ族元素。 价电子构型为：(n-1)d1~9ns1~2(Pd:4d105s0) f区元素包括除镧、锕以外的镧系、锕系元素。 价电子层构型为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 过渡金属是指原子的电子层结构中d轨道或f轨道部分填充的元素，故过渡金属包括d区和f区元素，f区元素又称内过渡金属。 12.1 d区元素概述 过渡金属的最外电子层仅有1～2个电子，较易失去，所以它们都是金属元素。 d区元素结构特点： ①d轨道部分填充电子； ②d电子的屏蔽效应小，使得它们的原子有效核电荷较大，半径较小； ③（n-1）d与ns电子能量相近，除s电子外，d电子也可以全部或部分参与成键。 (2)氧化性 在酸性条件下重铬酸盐是强氧化剂且还原产物均为Cr3+离子 (比高锰酸根离子的氧化性稍弱)。 Cr2O72-+14H++6e-＝2Cr3++7H2O 在碱性条件下, CrO42-的氧化性很弱。 Cr2O72-+14H++6Fe2+＝2Cr3++6Fe3++7H2O 此反应在分析化学中用来测定铁。 铬酸洗液配制： 2H2SO4(浓) +2K2Cr2O7＝2CrO3↓橙红 +2K2SO4+2H2O 检验Cr2O72- 或CrO42- ： 4H2O2+Cr2O72-+2H+ ====2Cr(O2)2O+5H2O 2Cr(O2)2O+7H2O2+6H+＝2Cr3+ +7O2↑+10H2O CrO5显蓝色，在乙醚中比较稳定。 现象：在乙醚层中显蓝色，水层中先为蓝色后为绿色。蓝色化合物的化学式为：[CrO(O2)2 (C2H5)2O]。 12.3 锰 锰的价电子构型为：3d54s2。 锰的氧化态有+II、+III、+IV、+V、+VI和+VII等。 12.3.1锰的化合物 1.锰(II)的化合物 Mn2+有d5半充满结构，因此是比较稳定的。Mn2+在水溶液中以[Mn(H2O)6]2+存在。为淡粉红色，但在很稀的溶液中几乎为无色。 (1) 弱还原性 在酸性介质中Mn2+不易被氧化，遇到强氧化剂时才可把Mn2+氧化为MnO4- 4MnSO4+10NaBiO3+14H2SO4＝4NaMnO4+5Bi2(SO4)3+3NaSO4+14H2O 2Mn2+ +5IO4- +3H2O＝2MnO4- +5IO3- +6H+ 2Mn(NO3)2 +5PbO2 +6HNO3＝2HMnO4 +5Pb(NO3)2 +2H2O 在碱性介质中Mn2+易被氧化为MnO(OH)2 。 Mn2+ +2OH-＝Mn(OH)2↓白色 2Mn(OH)2+O2＝2MnO(OH)2 ↓棕色 (或MnO2·H2O) 12.4 铁系元素 铁系元素包括：铁(26Fe)、钴(27Co)、镍(28Ni)三种元素。价电子构型：3d6~84s2 。3d电子已超过5，价电子全部参与成键的可能性减小，氧化态降低。且d电子越多，氧化态越低。故从Fe—Co—Ni，高氧化态的稳定性减小，低氧化态的稳定性增加。 Fe Co Ni 主要氧化态： +2、+3 +2（+3) +2（+3） 稳定性： Fe3+＞Fe2+ Co2+＞Co3+ Ni2+＞Ni3+ 12.4.1 氧化物和氢氧化物 FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色 Fe2O3 Co2O3 Ni2O3 黑色 砖红色 黑色 2.氢氧化物 Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 颜色 白色 粉红色 绿色 在空气中 易氧化 慢慢氧化 不被氧化 水或碱中 ↓ ↓ ↓ 盐酸中 FeCl2 CoCl2