无机化学与化学分析d区元素课件.ppt

第15章1．了解d区元素的通性，即d电子化学的特征；15.1通性Ageneralsurvey15.1.3氧化态Oxidationstate(1)原子的价电子层构型(n-1)d1-10ns1-2(3)金属单质的物理性质(4)金属元素的原子化焓随周期数的增加，为什么s区元素化学活性增加，而d区元素却化学活性减弱？形成有色化合物是d区元素的一个重要特征，最重要的无机颜料大部分都是d区元素化合物。(2)无机化合物生色机理
—产生能量较低的激发态●荷移跃迁:电荷从一个原
子向另一个原子的转移●晶格缺陷因电荷迁移而显色的化合物颇多.请解
释：(1)d轨道全空,或者全满的化合物能否发生d–d跃迁?(2)同样是锡的卤化物的SnF4，SnCl4和SnBr4为什么均不显色?15.1.3氧化态●较大实心圆为常见的氧化态
●同同期自左至右形成族氧化态的能力下降
●由Sc至Cu族氧化态的热力学稳定性趋势
●有人声称已制备出FeO4d区金属自左至右族氧化态稳定性下降和低氧化态稳定上升的趋势可以理解为核电荷逐渐增加，对价层电子控制能力逐渐加大的结果。●同族元素自上而下形成族氧化态的趋势增强
●需要指出的是，这条规律对第3族和第12族
表现不明显为什么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？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？明显地，同周期元素的活泼性从左至右降低。为什么Ti、Zr和Hf不溶于稀HCl、稀H2SO4或HNO3，却很容易溶于酸性较弱的HF中？15.1.4形成配位化合物●几种产量最大、又涉及催化过程的无机化学产品的生
产没有例外地使用d区金属催化剂；
●d区元素较高的催化活性椐认为与电子容易失去、容
易得到、或容易由一种能级迁移至另一能级的事实有
关；例如，V2O5催化SO2氧化的反
应，可能涉及到V(+5)与V(+4)氧
化态之间的转换：
1/2O2+2V(Ⅳ)=O2-+2V(Ⅴ)
+)SO2+2V(Ⅴ)+O2-=2V(Ⅳ)+SO3

1/2O2+SO2=SO3(1)含量并不十分短缺的元素(3)用途广泛：
飞机；潜艇材料,可增加深度80%达4500m以下；Ni-Ti记忆合金；人造关节等。为什么在由TiO2制备TiCl4时，反应中要加入C而不能直接由TiO2和Cl2反应来制取？(1)二氧化钛(TiO2)是最重要的钛化合物为什么一些金属的氢氧化物沉淀静置一段时间后，其化学活性会显著降低？(2)四氯化钛(TiCl4)最重要的卤化物1.铬矿●无膜金属与酸的反应15.2.2重要化合物●溶解度的影响
显然,这是因为这类阳离子铬酸盐有较小的溶度积的原因。2.三氧化铬(CrO3)性质：4.Cr(Ⅲ)的配位化合物为什么Cr(Ⅳ)在酸性介质中具有较强的氧化性，而Cr(Ⅲ)在碱性介质中具有较强的还原性？(乙醚)(戊醇)处理方法:辉钼矿(MoS2)
白钨矿(CaWO4)
黑钨矿[(Fe,Mn)WO4]（2）同多酸和杂多酸及其盐
●同多酸和同多酸盐：中心原子相同的聚含氧酸，其
盐称为同多酸盐钨的同多酸离子变化：pH与钒总浓度及存在形式的关系同多酸和杂多酸的聚含氧酸根阴离子的结构表示1.不同过渡金属占据S2位的超大杂多化合物
(NH4)21[{Na2(H2O)3}M(H2O)VOAs4W40O140]·53H2O
(M=Co2+,Ni2+)稀土离子占据S1位，过渡金属占据S2位的超大杂多化合物
(NH4)21[Ln(H2O)5{Ni(H2O)}2As4W40O140]·51H2O,
Ln(III)(Ln=Y,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd)3.无机有机电荷转移[(SCH3)4TTF]4PMo12O404.有机配体共价配位的夹层型杂多阴离子

为什么含氧酸越弱，越易形成多酸？1.锰铁和单质锰②活泼金属15.5.2锰的化合物●制备2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O不稳定性●Mn2+价电子构型3.+4氧化态化合物MnOMnO2Mn3O4锰元素及其化合物反应小结15.6.3有代表性的盐
RepresentativeSalts赤铁矿Fe2O3辉钴矿CoAsS
磁铁矿Fe3O4镍黄铁矿NiS•FeS
黄铁矿FeS2●单质的化学性质(1)氧化物为什么铁、钴、镍的氯化物中只能见到FeCl3而不曾见到CoCl3、NiCl3；铁的氯化物中常见到的是FeCl3而不曾见到FeI3？●Fe3+中等强度氧化剂(FeCl3烂板剂)[Fe(H2O)6]3+[Fe(OH)(H2O)5]2++H+=10-3.05
淡紫15.6.3有代表性的盐1.硫酸亚铁和摩尔盐2.氯化铁3.氯化钴(II)和硝酸镍(II)如何解释CoCl26H2O在受热失水过程中颜色的多变性？但CoS,NiS形成后由于晶型转变而不再溶于酸。1.钴(Ⅱ)