《d区过渡元素》PPT课件

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1、d区、ds区元素过渡元素d区元素的电子分别填充在3d亚层、4d亚层和5d亚层上。1996年2月德国科学家宣布发现112号元素，使第四过渡系的空格终于被添满。d，ds区元素在周期表中的位置1．了解d区元素的通性，即d电子化学的特征；3．熟悉铬单质特性与制备，掌握铬(III)与铬(VI)的转变；4．了解钼和钨的简单化合物及同多酸、杂多酸的概念；8．掌握锌、镉、汞的单质及重要化合物。7．掌握铜副族单质及其常见化合物，了解铜歧化反应；6．了解铁、钴、镍氧化还原性变化规律，掌握其氧化物和氢氧化物性质；5．掌握从软锰矿

2、制备单质锰，锰的变价及其氧化性；2．了解钛单质、TiO2、TiCl4的性质和制备，钛合金的应用；本章教学要求15.1通性15.10过渡元素有机化合物15.2钛副族15.3钒副族15.4铬副族15.5锰副族15.6铁系元素15.7铜副族15.8贵金属元素的不活泼性和催化性能15.9锌副族15.1通性15.1.1金属单质的物理性质15.1.2无机颜料和化合物的颜色15.1.3氧化态15.1.4形成配位化合物15.1.5过渡金属与工业催化●熔、沸点高，硬度、密度大的金属大都集中在这一区●不少元素形成有颜色的化合物

3、●许多元素形成多种氧化态从而导致丰富的氧化还原行为●形成配合物的能力比较强，包括形成经典的维尔纳配合物和金属有机配合物●参与工业催化过程和酶催化过程的能力强d,ds区元素显示出许多区别于主族元素的性质d区元素所有这些特征不同程度上与价层d电子的存在有关，因而有人将d区元素的化学归结为d电子的化学。(1)原子的价电子层构型(n-1)d1-10ns1-215.1.1金属单质的物理性质总趋势:同周期左→右大→小→大同副族增大(2)原子半径和电离能为什么过渡元素原子半径变化小？对于过渡元素，最后一个电子填在内层(n

4、-1)d轨道上，d轨道比较疏松，屏蔽作用较差，会使吸引ns电子的有效电荷略有增大，所以同周期过渡元素的原子半径从左到右减小，但十分缓慢直到铜副族前后，d轨道充满，使屏蔽作用增强，使得半径增大。(3)金属单质的物理性质●硬度大硬度最大的金属：铬(Cr)摩氏9.0●导电性，导热性，延展性好●熔点、沸点高熔点最高的单质：钨(W)3683±20℃●密度大密度最大的单质：锇(Os)22.48g·cm-3唯一是液体的金属Hg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？金属元素化学活性的大小，并

5、非全由电离能定量给出。例如，比较一价金属与酸溶液反应的难易，则与下列循环有关：M(s)M+(aq)+e–△HM(g)M+(g)+e–△H1△HI△Hh△H=△HI+△H1+△Hhs区元素从上到下总热效应△H（吸热）总的来说是变小的，这就表明它们在水溶液中变成水合离子的倾向从上到下变大，而d区元素从上到下总热效应△H（吸热）增大，因此它们的活性都变小。QuestionSolution过渡元素从上到下，核电荷增加，原子半径并没有增加多少，相当于Z*增大，外层电子引力增大，化学活性降低。形成有色化合物是d区元素的

6、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。1.无机颜料：染料:可溶性的着色剂，大部分为有机化合物。例如活性艳红X-3B，枣红色粉末，溶于水呈蓝光红色溶液。主要用于棉布、丝绸的染色，色光艳亮，但牢度欠佳。15.1.2无机颜料和化合物的颜色不溶解于、只能以微粒状态分散于粘合剂中的着色剂。白色:钛白锌白锌钡白硫化锌TiO2ZnOZnS/BaSO4ZnS红色:镉红钼红红铅粉红色氧化铁CdS/CdSePb(Cr,Mo,S)O4Pb3O4α-Fe2O3黄色:镉黄铬黄铬锑钛黄黄色氧化铁CdSPbCrO4或P

7、b(Cr,S)O4(Ti,Cr,Sb)O2α-FeO(OH)绿色:氧化铬绿尖晶石绿Cr2O3(Co,Ni,Zn)2O4(2)无机化合物生色机理—产生能量较低的激发态(1)颜色的互补●d-d跃迁或f-f跃迁:跃迁发生在金属离子本身，许多二价过渡元素金属离子M2+(aq)的颜色与此有关。。2.化合物的颜色与d-d电子跃迁锰（II）可形成配离子：中性或酸性水溶液中，生成浅粉红色的[Mn(H2O)6]2+.锰（II）为d5构型，决定了其大多数配合物为高自旋的。显示很浅的颜色。如[Mn(NH3)6]Cl2,[Mn(C

8、2O4)3]2-等。Why?在高自旋的配合物中，d-d跃迁不仅涉及到使一个电子从低能级跃迁到高能级，而且涉及到反转该电子的自旋方向，这种跃迁叫做“自旋禁阻”的跃迁。发生这种跃迁的几率很小，即对光的吸收的几率很小，因此颜色的强度很小。所以Mn(II)的高自旋八面体配合物的颜色极淡，几乎无色，大多为很淡的粉红色。Mn(II)只有与一些强的配位体，如CN-，才能形成低自旋的配合物，如[Mn(CN)6]4-(蓝紫色)15