无机化学课件：第十三章 d区元素

上一内容下一内容回主目录O返回第第13章章 d区元素区元素上一内容下一内容回主目录O返回第第13章章 d区元素区元素d区元素的通性铬、钼、钨锰铜、银、金锌、镉、汞铁、钴、镍summary上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素的通性区元素的通性d区元素在周期表中的位置区元素在周期表中的位置上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性最显著的特征就是大多数元素具有最显著的特征就是大多数元素具有多种氧化多种氧化值值.例如铬的氧化值可以从例如铬的氧化值可以从-2连续变化到连续变化到+6.1.有关原子参数有关原子参数:价电子层构型价电子层构型:(n-1)d1-10ns1-2只有只有Pd较为特殊较为特殊,4d105s0原子半径原子半径:第一电离能第一电离能:2.氧化值氧化值:3.主要物理性质主要物理性质:上一内容下一内容回主目录O返回d区常见元素及其主要化合物区常见元素及其主要化合物第一过渡系：第一过渡系：21Sc 30Zn第二过渡系：第二过渡系：39Y 48Cd第三过渡系：第三过渡系：57La 80Hg(不包括镧系元素不包括镧系元素)第四过渡系：第四过渡系：89Ac 109Une(不包括锕系元素不包括锕系元素)过渡元素包括过渡元素包括B 族以及族以及B、B族族.一般分一般分四个系列：四个系列：d区元素在过渡元素中占据很大的一部分区元素在过渡元素中占据很大的一部分.上一内容下一内容回主目录O返回d区元素的第一电离能区元素的第一电离能总趋势总趋势:同周期同周期:左左右右,小小大大;同副族同副族:没规律没规律.13.1 d区元素通性区元素通性上一内容下一内容回主目录O返回熔点变化示意图熔点变化示意图:13.1 d区元素通性区元素通性上一内容下一内容回主目录O返回(红色红色为常见氧化值为常见氧化值)第一过渡系总变化趋势第一过渡系总变化趋势:从左到右由高氧化值稳定变从左到右由高氧化值稳定变为低氧化值稳定为低氧化值稳定.13.1 d区元素通性区元素通性第一过渡系的多种氧化值变化第一过渡系的多种氧化值变化:上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性第二、三过渡系一般最高氧化值相当稳定第二、三过渡系一般最高氧化值相当稳定,低氧化低氧化值较少见值较少见.d区同族元素从上到下氧化值的可变性减小区同族元素从上到下氧化值的可变性减小,高氧高氧化值趋于稳定化值趋于稳定.上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性(1)熔点、沸点熔点、沸点高高;熔点最高的单质熔点最高的单质:钨钨(W,341020)(2)硬度大硬度大;硬度最大的金属硬度最大的金属:铬铬(Cr),硬度仅次于金刚石硬度仅次于金刚石.(3)密度密度大大;密度最大的单质密度最大的单质:锇锇(Os,22.48gcm-3)(4)导电性、导热性、延展性好导电性、导热性、延展性好.上一内容下一内容回主目录O返回密度变化示意图密度变化示意图:13.1 d区元素通性区元素通性上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性4.4.主要主要化学性质化学性质:(1)金属活泼性金属活泼性:钪钇镧是过渡元素中最活泼的金属钪钇镧是过渡元素中最活泼的金属,活泼性接活泼性接近碱土金属近碱土金属.(2)氧化物水合物的氧化物水合物的酸碱性酸碱性:(3)易形成配合物易形成配合物:具有未填满电子的具有未填满电子的d轨道轨道,且离子半径较小且离子半径较小,d电子对核的屏蔽作用也较小电子对核的屏蔽作用也较小铁、钴、镍等元素原子也能形成配合物铁、钴、镍等元素原子也能形成配合物.许多许多d区元素水合离子具有特征的颜色区元素水合离子具有特征的颜色.上一内容下一内容回主目录O返回总趋势总趋势:从左至右活泼性降低从左至右活泼性降低.元素ScTiVCrMn-1.63-1.2(估算值)-0.86-1.17可溶该金属的酸各种酸热HClHFHNO3，HF浓H2SO4稀HClH2SO4稀HClH2SO4等元素FeCoNiCuZn-0.44-0.29-0.25+0.34-0.763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/MM2V/MM213.1 d区元素通性区元素通性过渡元素金属活泼性过渡元素金属活泼性:上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性总趋势总趋势:从上到下活泼性降低从上到下活泼性降低.(Ni2+/Ni)=-0.25V (Pd2+/Pd)=+0.92V (Pt2+/Pt)=+1.2V(估计值估计值)(Zn2+/Zn)=-0.763V (Cd2+/Cd)=-0.403V (Hg2+/Hg)=+0.854V上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性(Ac(OH)3强碱性强碱性)氧化物水合物的酸碱性氧化物水合物的酸碱性:第一过渡系第一过渡系低氧化值低氧化值的氧化物水合物一般显的氧化物水合物一般显碱性碱性,但从左到右碱性随离子半径递减但从左到右碱性随离子半径递减;高氧化值高氧化值 氧化物水合物酸碱性变化规律为氧化物水合物酸碱性变化规律为:B族族B族族酸性酸性增强增强(HMnO4为强酸为强酸)碱性碱性增强增强(Sc(OH)3弱碱性弱碱性)上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性几种水合离子颜色几种水合离子颜色:上一内容下一内容回主目录O返回13.1 d区元素通性区元素通性金属活泼性较强金属活泼性较强;同一元素具有多种氧化值同一元素具有多种氧化值;许多元素的水合离子或酸根具有特征的颜许多元素的水合离子或酸根具有特征的颜色色;易形成多种配合物易形成多种配合物.例如例如,铁的三价水合离子是淡紫色的铁的三价水合离子是淡紫色的.由于水由于水解形成解形成:Fe(OH)2(H2O)4+而呈现而呈现 黄色黄色概括起来概括起来,过渡元素具有以下几个过渡元素具有以下几个主要特点主要特点:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr()化合物较典型的有化合物较典型的有Cr2O3(铬绿铬绿)以及以及Cr(OH)3.(1)酸碱性与溶解性酸碱性与溶解性:均为均为难溶解的两性化合物难溶解的两性化合物.铬是金属中最硬的铬是金属中最硬的,具较强的抗腐蚀性具较强的抗腐蚀性.1.Cr()化合物化合物:Cr3+Cr(OH)3(灰绿灰绿)H2O+Cr2O3(绿绿)Cr(OH)4-(亮绿亮绿)OH-(适量)H+过量OH-上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr(OH)3的的两性两性:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr3+以及其它盐溶液的以及其它盐溶液的颜色颜色:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr2O3与与-Al2O3同晶型同晶型,也极难溶也极难溶(熔熔)解解.使用使用酸性熔剂酸性熔剂,如如K2S2O7共熔可转化为可溶性盐共熔可转化为可溶性盐:Cr2O3+3K2S2O7=Cr2(SO4)3+3K2SO4(2)还原性还原性:B/V CrO42-0.12 Cr(OH)3-1.1 Cr(OH)2-1.4 Cr-1.3在碱性介质中在碱性介质中Cr3+具有较强的还原性具有较强的还原性.2Cr(OH)4-+3H2O2+2OH-2CrO42-+8H2O另外另外,Cr3+以及以及Cr(OH)4-在水中均易水解在水中均易水解.上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr()化合物较典型的有化合物较典型的有H2CrO4、H2Cr2O7及其盐及其盐.(1)酸性与缩合性酸性与缩合性:铬酸、重铬酸都是强酸铬酸、重铬酸都是强酸.HCr2O7-Cr2O72-+H+Ka2=0.85H2CrO4 HCrO4-+H+Ka1=9.55HCrO4-CrO42-+H+Ka2=3.210-7H2CrO4与与H2Cr2O7在水中存在以下平衡在水中存在以下平衡.2.Cr()化合物化合物:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物(黄黄)(橙橙)2Na2CrO4+H2SO4Na2Cr2O7+H2O+Na2SO4 Na2Cr2O7+2NaOH 2Na2CrO4+H2O(2)溶解性溶解性:重铬酸盐除重铬酸盐除Ag2Cr2O7外外(Ksp=2.010-7)一般较一般较易溶于水易溶于水.4Ag+Cr2O72-+H2O 2Ag2CrO4+2H+pH62CrO42-+2H+2HCrO4-Cr2O72-+H2OPbCrO4 Ag2CrO4 BaCrO4(铬黄铬黄)(砖红砖红)(柠檬黄柠檬黄)上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物难溶铬酸盐难溶铬酸盐:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr()化合物在酸性条件下具较强的氧化性化合物在酸性条件下具较强的氧化性.Cr2O72-+3H2S+8H+2Cr3+3S+7H2OCr2O72-+6Cl-+14H+2Cr3+3Cl2+7H2O A/V Cr2O72-+1.33 Cr3+-0.41 Cr2+-0.557 Cr-0.742Cr2O72-+2C2H5OH+16H+4Cr3+3CH3COOH+11H2O铬酸洗液是由饱和铬酸洗液是由饱和K2Cr2O7溶液与浓溶液与浓H2SO4配配制而成制而成,当洗液发绿时说明该洗液失效当洗液发绿时说明该洗液失效.(3)氧化性氧化性:上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物氧化值为氧化值为+3和和+6的的Cr在酸碱性介质中的相互在酸碱性介质中的相互转化关系为转化关系为:在酸性介质中要将在酸性介质中要将Cr3+氧化只有采用强氧化剂氧化只有采用强氧化剂,如如K2S2O8:K2Cr2O7+H2SO4(浓浓)K2SO4+2CrO3(暗红色暗红色针状结晶针状结晶)+H2OOH-,氧化剂氧化剂Cr(OH)4-CrO42-Cr3+Cr2O72-2Cr3+3S2O82-+7H2OCr2O72-+6SO42-+14H+H+H+,强氧化剂强氧化剂H+,还原剂还原剂H+OH-OH-上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO(O2)2+5H2O有一个典型的反应可以用来鉴定有一个典型的反应可以用来鉴定CrO42-或或Cr2O72-的存在的存在,也可以用来也可以用来 鉴定鉴定Cr3+.过氧化铬的结构为过氧化铬的结构为:过氧化铬很不稳定过氧化铬很不稳定,在乙醚或在乙醚或戊醇中较稳定戊醇中较稳定:Cr()、Cr()化合物均有毒化合物均有毒,且后者毒性更大且后者毒性更大.上一内容下一内容回主目录O返回13.2 铬的主要化合物铬的主要化合物Cr3+的鉴定也可以有不同的方法的鉴定也可以有不同的方法,但是它们但是它们都是在过量都是在过量OH-的条件下用的条件下用H2O2将将Cr3+氧氧化为化为CrO42-,然后加入不同的试剂然后加入不同的试剂:方法方法:方法方法:H+,H2O2乙醚或戊醇乙醚或戊醇CrO(O2)2蓝色蓝色Pb2+PbCrO4(黄色黄色)上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物MnO4-+0.564 MnO42-+2.67 MnO2+0.95 Mn3+1.51 Mn2+-1.18 MnMnO4-+0.564 MnO42-+0.60 MnO2-0.20 Mn(OH)3-0.10 Mn(OH)2-1.56 Mn酸性介质酸性介质中的元素电势图中的元素电势图(V):+1.695+1.23+1.51碱性介质碱性介质中的元素电势图中的元素电势图(V):+0.588-0.05上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物1.锰锰()的化合物的化合物:共熔2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+H2O 5303MnO2 Mn2O3+O2其它性质还有热稳定性其它性质还有热稳定性:锰锰()的化合物最有代表性的当属的化合物最有代表性的当属MnO2.2MnO2+2H2SO42MnSO4+2H2O+O2MnO2+4HCl MnCl2+2H2O+Cl2MnO2在在碱性条件下也能被氧化碱性条件下也能被氧化.上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物MnO2的的还原性还原性:上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物锰锰()的化合物较有意义的是锰的化合物较有意义的是锰()盐盐,例如例如MnSO4,可作为动植物生长激素的成分可作为动植物生长激素的成分.无水无水MnSO4具有一定的热稳定性具有一定的热稳定性,加热至红加热至红热也不分解热也不分解,与其它几种锰与其它几种锰()盐不同盐不同.2.锰锰()的化合物的化合物:Mn(OH)2+1/2O2 MnO(OH)2Mn2+在在碱性条件碱性条件下具有较强的下具有较强的还原性还原性.无O2 Mn2+OH-Mn(OH)2(白白)(棕棕)(黑褐黑褐)MnO(OH)2+(x-1)H2O MnO2xH2O上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物Mn2+的的还原性还原性:上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物锰锰()的化合物中较为稳定的是的化合物中较为稳定的是K2MnO4.锰酸盐在锰酸盐在中性中性或或酸性酸性溶液中易发生溶液中易发生歧化反应歧化反应.Mn2+在在酸性条件酸性条件下较为稳定下较为稳定,只有用很强的只有用很强的氧化剂氧化剂(PbO2、BiO3-、S2O82-或或H2IO6等等,以以硝酸酸化硝酸酸化)才能将其氧化才能将其氧化.2Mn2+5BiO3-+14H+2MnO4-+5Bi3+7H2O此反应能用于鉴定此反应能用于鉴定Mn2+3 MnO42-+4H+MnO2+2MnO4-+2H2O3.锰锰()的化合物的化合物:上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物4.锰锰()的化合物的化合物:锰锰()的化合物中应用最广的为的化合物中应用最广的为KMnO4.高锰酸钾在高锰酸钾在酸性条件酸性条件下不稳定下不稳定.4 MnO4-+4H+4MnO2+3O2+2H2O在在中性中性或或碱性碱性介质中也会分解介质中也会分解.KMnO4氧化能力强氧化能力强,不仅能与许多还原性物不仅能与许多还原性物质作用质作用,与自身较低氧化值的物质也能反应与自身较低氧化值的物质也能反应.2MnO4-+3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+KMnO4被还原的产物取决于溶液的酸碱性以被还原的产物取决于溶液的酸碱性以及与反应时自身的量有关及与反应时自身的量有关.上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物KMnO4氧化性氧化性:上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物酸性酸性:2MnO4-+5H2S+6H+2Mn2+5S+8H2O6MnO4-+5S+8H+6Mn2+5SO42-+4H2O中性中性:2MnO4-+3SO32-+H2O 2MnO2+3SO42-+2OH-较浓碱较浓碱溶液溶液:2MnO4-+SO32-+2OH-2MnO42-+SO42-+H2O相对量相对量:介质介质:上一内容下一内容回主目录O返回13.3 锰的主要化合物锰的主要化合物SO32-过量过量:2MnO4-+5SO32-+6H+2Mn2+5SO42-+3H2OMnO4-过量过量:最终将得到最终将得到MnO2.例如例如 MnO4-酸性介质中与酸性介质中与 SO32-反应反应:上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍都是中等活泼的金属铁、钴、镍都是中等活泼的金属,且性质相且性质相似似,一般称为铁系元素一般称为铁系元素.相对来说铁略显活泼相对来说铁略显活泼些些,如它能被浓碱所侵蚀如它能被浓碱所侵蚀,而钴镍在碱性溶液而钴镍在碱性溶液中较为稳定中较为稳定.1.氧化物与氢氧化物氧化物与氢氧化物:(1)酸碱性酸碱性:氧化物中氧化物中,Fe2O3(红棕色红棕色)是一种难溶于水的是一种难溶于水的两性偏碱性的物质两性偏碱性的物质.氢氧化物中氢氧化物中,一般认为一般认为Fe(OH)2、Co(OH)2以以及新沉淀出来的及新沉淀出来的Fe(OH)3略显两性略显两性上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物(2)氧化还原性氧化还原性:氧化物氧化性氧化物氧化性:Ni2O3(灰黑色灰黑色)Co2O3(暗褐色暗褐色)Fe2O3Co2O3+6H+2Cl-2Co2+Cl2+3H2ONi2O3+6H+2Cl-2Ni2+Cl2+3H2O氢氧化物氧化性氢氧化物氧化性:Fe(OH)3(红棕红棕)Co(OH)3(褐棕褐棕)Co(OH)2(粉红粉红)Ni(OH)2(苹果绿苹果绿)2.一些主要的盐类一些主要的盐类:(1)水解性水解性:Fe3+较易水解较易水解.上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物Fe(H2O)62+(淡绿淡绿)Fe(OH)(H2O)5+H+,K=10-9.5Fe(H2O)63+(淡紫淡紫)Fe(OH)(H2O)52+H+,K=10-3.05Fe3+还能发生进一步的水解还能发生进一步的水解,形成形成 Fe(OH)2(H2O)4+在较浓的溶液中在较浓的溶液中(1molL-1)则形成双聚离子则形成双聚离子:(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)44+.最后水解产物为最后水解产物为Fe(OH)3.上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物还原性还原性Fe2+Co2+Ni2+氧化性氧化性Fe3+Co3+Ni3+(3)较为典型的盐较为典型的盐:FeSO4与与(NH4)2SO4FeSO46H2O:FeSO4还原性还原性较强较强,不太稳定不太稳定.4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O摩尔盐摩尔盐相对稳定得多相对稳定得多.(2)氧化还原性氧化还原性:上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物 CoCl2:CoCl26H2O(粉红粉红)(蓝蓝)(蓝紫蓝紫)(紫红紫红)90120 52.25 CoCl22H2OCoCl2H2OCoCl2CoCl2所所含结晶水不同时会呈现不同的颜色含结晶水不同时会呈现不同的颜色.FeCl3:FeCl3是一种是一种棕褐色棕褐色的共价化合物的共价化合物,会升华会升华,400时能以蒸汽状态的双聚分子存在时能以蒸汽状态的双聚分子存在.FeCl3还是一种还是一种中等强度中等强度氧化剂氧化剂.2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,K=1014.7可作刻蚀剂可作刻蚀剂.上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H+2Fe3+Sn2+Fe2+Sn4+3.配合物配合物:Fe3+、Fe2+易形成配位数易形成配位数6的八面体型配合物的八面体型配合物;Co2+大多数配合物具有八面体或四面体型大多数配合物具有八面体或四面体型,且且可以相互转化可以相互转化.Co(H2O)62+4Cl-CoCl42-+6H2O(粉红粉红)(蓝蓝)(3molL-1)(8molL-1)c(HCl):Ni2+可形成各种构型的配合物可形成各种构型的配合物.上一内容下一内容回主目录O返回13.4 铁、钴、镍的主要化合物铁、钴、镍的主要化合物Fe3+、Co3+与与F-能形成稳定的配离子能形成稳定的配离子.FeF63-、CoF63-都属外轨型配合物都属外轨型配合物,相对来相对来说说前者更稳定前者更稳定些些.(2)与氨形成的配离子与氨形成的配离子:Fe2+、Co2+、Ni2+与与NH3所形成的配合物稳所形成的配合物稳定性顺序定性顺序:Fe2+Co2+CuAu;延展性好延展性好;化学活泼性较差化学活泼性较差.Au、Ag不与不与O2发生反应发生反应,当有沉淀剂或配当有沉淀剂或配合剂存在时会发生反应合剂存在时会发生反应.上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物4Cu+O2+2H2O+8NH34Cu(NH3)2-(无色无色)+OH-Cu(NH3)42+(蓝色蓝色)O2再如再如:4M+O2+2H2O+8CN-4M(CN)2-+4OH-式中式中M=Cu、Ag、Au.由于难溶物或配合物的生成由于难溶物或配合物的生成,Cu、Ag以及以及Au单质的还原性增强单质的还原性增强,还还能从能从稀酸稀酸溶液中置溶液中置换出氢气换出氢气.2Cu+2HCl+4CS(NH2)22Cu(CS(NH2)2)2+(硫脲硫脲)+H2+2Cl-上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物铜、银较主要的化合物有氧化物及氢氧化物、铜、银较主要的化合物有氧化物及氢氧化物、卤化物、硝酸盐以及硫酸盐等卤化物、硝酸盐以及硫酸盐等.(1)溶解性溶解性:氧化物都是难溶于水的共价型碱性化合物氧化物都是难溶于水的共价型碱性化合物,CuO略显两性略显两性;Cu(OH)2两性偏碱性两性偏碱性:Cu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-(亮蓝色亮蓝色)Cu+、Ag+为为18电子构型电子构型,相应的盐大多也难相应的盐大多也难溶于水溶于水再如再如:2Ag+2H+4I-2AgI2-+H2.2.铜、银主要化合物铜、银主要化合物:上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物如如:CuCl CuBr CuI CuSCN CuCN Cu2SKsp 大大小小再如卤化银溶解度再如卤化银溶解度:AgCl AgBr AgI(2)热稳定性热稳定性:一般来说一般来说,固态时固态时Cu()的化合物比的化合物比Cu()化化合物来得稳定合物来得稳定.氧化物分解温度氧化物分解温度:Cu2O CuO.银的化合物更不稳定银的化合物更不稳定:Cu2O Ag2O 300 2Ag2O 4Ag+O2上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物 4402AgNO3 2Ag+2NO2+O2此外此外,许多许多Ag()化合物对光敏感化合物对光敏感:h AgX Ag+1/2X2(3)其它较典型的性质其它较典型的性质:无水无水CuSO4具强吸水性具强吸水性,可利用其颜色的转可利用其颜色的转变检验或除去有机液体中微量的水变检验或除去有机液体中微量的水.另外另外,当有氧存在时当有氧存在时,适当加热适当加热Cu2O能生成能生成CuO,利用这性质可除去氮气中的微量氧利用这性质可除去氮气中的微量氧:2Cu2O(暗红色暗红色)+O24CuO(黑色黑色)上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物Ag+还有一个还有一个典型反应典型反应:2Ag+S2O32-Ag2S2O3Ag2S2O3+H2O Ag2S+H2SO4注意注意:Ag+2S2O32-(过量过量)Ag(S2O3)23-3.Cu()与与Cu()的相互转化的相互转化:Cu+外层价电子构型为外层价电子构型为3d10,故高温、固态时故高温、固态时Cu()化合物稳定性高于化合物稳定性高于Cu()化合物的稳化合物的稳定性定性.上一内容下一内容回主目录O返回13.6 Cu、Ag、Au及其主要化合物及其主要化合物 200Cu2(OH)2CO3 2CuO(棕黑色棕黑色)+CO2+H2O1100Cu2O+1/2O218002Cu+1/2O2 990 CuCl2 CuCl+1/2Cl2在水溶液中在水溶液中,稳定性稳定性Cu()Cd(OH)2 Hg(OH)2 Hg2(OH)2Hg(OH)2和和Hg2(OH)2均极不稳定均极不稳定,特别是后特别是后者者.Hg2+2OH-HgO +H2O(黄黄)上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物Hg22+2OH-HgO+Hg+H2O400Hg+1/2O2(2)卤化物等盐类卤化物等盐类:许多许多难溶于水的亚汞盐见光或受热易歧化难溶于水的亚汞盐见光或受热易歧化为为Hg()化合物和单质汞化合物和单质汞(Hg2Cl2除外除外).如如:Hg22+2I-Hg2I2(草绿色草绿色)Hg2I2HgI2(金红色金红色)+Hg(黑色黑色).HgI2+2I-HgI42-.上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物 Hg2Cl2又称又称“甘汞甘汞”,无毒无毒,见光易分解见光易分解,是一是一种直线型共价分子种直线型共价分子.Hg2Cl2与氨水生成白色与氨水生成白色HgNH2Cl和黑色的和黑色的Hg:HgI42-称为奈斯勒称为奈斯勒(Nessler)试剂试剂,碱性条件下碱性条件下与与 NH4+生成生成红棕色红棕色沉淀沉淀,用于鉴定用于鉴定NH4+.HgCl2易升华易升华,俗称俗称“升汞升汞”,略溶于水略溶于水,剧毒剧毒,其稀溶液能杀菌其稀溶液能杀菌.HgCl2分子中分子中Hg以以sp杂化形式与杂化形式与Cl结合结合,也是也是一种直线型共价分子一种直线型共价分子Hg2Cl2+2NH3 HgNH2Cl+Hg+NH4Cl上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物ZnCl2具强吸水性具强吸水性,在水中水解形成配合酸在水中水解形成配合酸.HgCl2+2NH3 NH2HgCl(白色白色)+NH4Cl若氨水过量若氨水过量:HgCl2+4NH3 Hg(NH3)4Cl2+2Cl-另外可利用另外可利用HgCl2在酸性溶液中具氧化性来在酸性溶液中具氧化性来鉴定鉴定Hg2+.2HgCl2+SnCl2 Hg2Cl2(白色白色)+SnCl4Hg2Cl2+SnCl2 2Hg(黑色黑色)+SnCl4HgCl2与稀氨水作用生成氨基氯化汞与稀氨水作用生成氨基氯化汞:上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物(3)硫化物硫化物:ZnS可用于制作白色颜料以及荧光屏等可用于制作白色颜料以及荧光屏等.可利用可利用CdS的黄色来鉴定镉的黄色来鉴定镉.HgS的溶解度极小的溶解度极小,只有在王水中才能溶解只有在王水中才能溶解.6HZnCl2(OH)+Fe2O3 2FeZnCl2(OH)3 +3H2O水解产物能溶解某些金属氧化物水解产物能溶解某些金属氧化物:ZnCl2+H2O HZnCl2(OH)3.Hg()与与Hg()的相互转化的相互转化:A/V Hg2+0.92 Hg+0.793 Hg上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物显然显然,Hg2+能氧化能氧化Hg生成生成Hg22+:Hg2+Hg Hg22+K=142如如:Hg(NO3)2+Hg Hg2(NO3)2若要若要使使Hg22+转化为转化为Hg2+,就必须就必须降低降低Hg2+的的浓度浓度.Hg22+S2-HgS+Hg可见可见,Hg(I)在游离时不歧化在游离时不歧化,当形成沉淀当形成沉淀(除除Hg2Cl2)、或配合物时会发生歧化或配合物时会发生歧化.A/V HgS -0.758V Hg2S -0.598V Hg上一内容下一内容回主目录O返回13.7 Zn、Cd、Hg及其主要化合物及其主要化合物一般形成配位数为一般形成配位数为4的配合物的配合物.如如:Zn2+4OH-(过量过量)Zn(OH)42-CdS+2H+4Cl-CdCl42-+H2SHgS+S2-HgS22-另外另外,在溶液中在溶液中Hg2+与与Cl-存在如下平衡存在如下平衡:4.锌族元素配合物锌族元素配合物:Cl-Cl-Cl-Cl-Hg2+HgCl+HgCl2 HgCl3-HgCl42-再如再如:3HgS+12Cl-+8H+2NO3-3HgCl42-+3S+2NO+4H2O 上一内容下一内容回主目录O返回 Main transition elements,or transition metals,are a group of elements characterized by the filling of an inner d electron orbital as atomic number increases.Therefore,those elements are also called d-block elements,which include the elements from IIIB to VIII in the periodic table.The electron configurations of valence orbitals of the d-block elements are(n-1)d1-9ns1-2,except Pd which is(n-1)d10ns0.These elements have two unfilled electron layers with unstable electron configurations that are normally involved in the chemical reactions.Many of the chemical and physical properties of the transition elements are due to their unfilled d orbital which is the main characteristic of transition elements differing from other groups of elements.上一内容下一内容回主目录O返回 In the same transition series,the electrons are filled into(n-1)d orbital of elements across the periodic table from left to right in a proper order.Because d electrons have a great shielding effect on the ns electrons in the outer shell,the effective nuclear charge increases from the left to right but not as significantly as the group A elements.Therefore,even the atomic radii of the elements in the same transition series decreases from left to right,it is not very obvious comparing to the group A elements.The majority of transition elements are metals.They posses a characteristic metallic luster and are good conductors of heat and electricity.Some of them are very hard and some of them are malleable and ductile.The most of them posses high melting and boiling points.上一内容下一内容回主目录O返回The majority of transition elements have multiple oxidation states.The ones with high oxidation states exist in the form of oxides,oxoacids,oxoanions and complexes.Most transition compounds are colored due to their unpaired d electrons.Because of the same reason,the free transition elements and their compounds exhibit the phenomenon of paramagnetism.At present,it is said that there are 14 essential trace elements needed for living systems and 9 of them are transition elements,which are in the first transition series,except Mo.上一内容下一内容回主目录O返回As simulating agents for many biologic enzymes,the transition elements are very important in helping to form proteins,control cell function and transmit electrical signals from cell to cell.They are also vitally involved in biological catalyst and energy conversion.The trace transition elements in the human body are very important for forming the metalloproteins,complexes with nucleic acids and metalloenzymes as well as enzyme catalyses.They are also vital compounds for many biologically important systems.