青海大学无机化学第四章d区元素(一)VIP免费

第四章d区元素(一)§4.5铁钴镍§4.4锰§4.3铬钼钨§4.2钛钒§4.1d区元素概述§4.1d区元素概述4.1.6d区元素离子的颜色4.1.5d区元素的氧化态4.1.4d区元素的化学性质4.1.3d区元素的物理性质4.1.2d区元素的原子半径和电离能4.1.1d区元素简介4.1.1d区元素简介d区元素包括周期系第ⅢB～ⅦB,,ⅧⅠB～ⅡB元素，不包括镧系和锕系元素。d区元素都是金属元素。第一过渡系：第四周期元素从钪(Sc)到锌Zn;第二过渡系：第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd);第三过渡系：第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg)。同周期d区元素金属性递变不明显，通常按不同周期将过渡元素分为三个过渡系：4.1.2d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(Pd为5s0)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4.1.3d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。熔点变化示意图4.1.4d区元素的化学性质元素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E1.第一过渡系的单质比第二过渡系的单质活泼；例：第一过渡系除Cu外均能与稀酸作用，第二、三过渡系仅能溶于王水、氢氟酸，而Ru,Rh,Os,Ir不溶于王水。2.与活泼非金属(卤素和氧)直接形成化合物。3.与氢形成金属型氢化物：如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7。4.与硼、碳、氮形成间充型化合物。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)4.1.5d区元素的氧化态多种氧化态。例如：Mn的氧化态呈连续状，Mn(CO)5Cl(+1)，Mn(CO)5，NaMn(CO)5(-1)。注：红色为常见的氧化态。为什么p区元素氧化数的改变往往是不连续的，而d区元素往往是连续的？d区元素增加的电子填充在d轨道，d与s轨道接近，d电子可逐个地参加成键。p区元素除了单个p电子首先参与成键外，还可依次拆开成对的p电子，甚至ns2电子对，氧化数总是增加2。Question1随周期性的增加，为什么主族元素低氧化态趋于稳定，而过渡元素高氧化态趋于稳定？●主族因“惰性电子对效应”●过渡元素是I1和I2往往是第二、三过渡系列比第一过渡系列大，但从I3开始，往往相反：（I1+I2）MJ·mol-1（I3+I4）MJ·mol-1Ni2.498.69Pt2.666.70Question24.1.6d区元素离子的颜色Mn()Fe()Co()Ni()Fe()Cu()ⅡⅡⅡⅡⅢⅡ水合离子呈现多种颜色。4.2.1钛及其化合物钛：1791年英国Cornish教区牧师，兼业余化学家WilliamGregor最先得到钛的不纯氧化物。1795年德国化学家M.H.Klaproth独立发现同样的化合物，并按希腊神话中被罚生活于地球隐秘之火中的天与地的子女－－Titans之名，将新元素命名为钛（Titanium）。1.发现史§4.2钛钒一、钛概述钛（Ti）锆（Zr）铪(Hf)位于周期系第IVB族，统称钛副族。价电子层结构（n-1）d2ns2，稳定化态为IV。2.元素性质钛主要存在于钛铁矿FeTiO3和金红石TiO2；锆主要存在于锆英石ZrSiO4和斜锆石ZrO2；铪通常与锆共生。3.钛单质1)物理性质银白色，密度4.54，比钢铁的7.8小，比铝的2.7大，较轻，强度接近钢铁，兼有铝铁的优点，既轻强度又高(航天材料,眼镜架等)。钛记忆性合金记忆性合金(镍钛合金,NT)，加工成甲形状，在高温下处理数分钟至半小时，于是NT合金对甲形状产生了记忆。在室温下，对合金的形状改变，形成乙形状，以后遇到高温加热,则自动恢复甲形状。如:固定接头:小知识：小知识：记忆性合金记忆性合金钛族金属在常温下不活泼，但在高温条件下它们可以直接和大多数非金属反应：Ti+O2＝TiO2(红热)；3Ti+2N2＝Ti3N4(点燃)Ti+4Cl2＝TiCl4(300oC)所以钛是冶金中的消气剂。2)化学性质a.与非金属反应：b.与酸反应：不与稀酸反应。钛能溶于热浓盐酸或热硝酸中。2Ti＋6H...