文档介绍：第十四章 d区元素(一)铬锰铁钴镍
第一节 d区元素通论(p290)
一、原子的电子层结构和原子半径
ⅢB~ⅠB,d区和ds区,价电子构型:(n-1)d1-10ns1-2,见p111面原子的电子层结构。同一过渡系元素,随着原子序数的增加,原子半径依次减小,但从第5族开始变得缓慢。见p292面图14-2。
二、氧化态
ns和(n-1)d能量相差不大,d电子也能部分参与成键,形成多种可变氧化态。见p293面。
三、单质的物理性质
ⅡB族:Zn、Cd、Hg,低熔点金属,.、.、密度、硬度都较高。见p293面。许多过渡元素的单质及其化合物呈现顺磁性(顺磁,定义为左旋物质体系,S极向上)。
四、单质的化学性质
活泼性差别很大。第一过渡系元素都是比较活泼的金属,从左至右,金属性逐渐减弱。与第一过渡系元素相比,第二、三过渡系元素较不活泼,即同族元素自上而下,金属活泼性逐渐减弱。
五、氧化物及其水合物的酸碱性
d区元素高氧化态的氧化物是酸性氧化物,相应的水合物为酸。低价态的氧化物为碱性氧化物,其相应的水合物为碱。同一过渡系的氧化物及其水合物的碱性,从左至右逐渐减弱,高氧化态时表现为从碱到酸。在同一族中各元素自上而下,氧化态相同时酸性减弱而碱性增强。见p295面表14-4。
六、配合物形成体
易生成配位化合物(有空轨道,半径小,对配位体有较强吸引力)。
七、水合离子的颜色
Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+,(n-1)d10ns0构型,无未成对电子,水合离子无色。见p296面表14-5。
八、催化性
催化性与电子在d轨道未填满有密切关系。
第一节铬及其化合物
一、铬的物理性质和化学性质
物理性质:
自然界:铬铁矿,FeO·Cr2O3(FeCr2O4)
纯Cr,银白色金属,硬度大,耐磨性好,反光率强,化学性质稳定(在空气中不起变化,不变色,强烈的钝化作用)
其用途:①常作保护装饰性镀层;
②加入钢中,增强钢的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、硬度、弹性。
合金:不锈钢:Cr 14~18%,有时含Ni 8%;镍铬丝:Cr 15% Ni 60% Fe 25%
化学性质:
①冷的浓HNO3,浓H2SO4,钝化作用,与大部分有机酸(如HAc),H2S,OH-无反应。
②能与氢卤酸、稀H2SO4、热的浓HNO3反应。
2Cr + 4HCl(浓)→ 2CrCl2(天蓝色)+ 2H2↑,
很快地 4CrCl2 +4HCl(浓)+ O2 → 4CrCl3(绿色)+ 2H2O。
③氧化态:+1、+2、+3、+4、+5、+6等
二、铬的氧化物和氢氧化物
1、Cr2O3和Cr(OH)3
(1)Cr2O3(绿色晶体,俗称铬绿)
(2)Cr(OH)3两性,酸碱性较弱
(3)氧化还原性
2、CrO3(铬酐)
(1)制备
(2)强氧化剂
遇有机物易引起爆炸和燃烧。
三、铬(Ⅲ)盐
CrCl3·6H2O,Cr(NO3)3·9H2O,KCr(SO4)2·12H2O,Cr2(SO4)3·18H2O都易溶于水。可以有其它好几种配位体。易形成配合物:(d2sp3杂化)[Cr(H2O)6]3+,[CrCl6]3-,[Cr(NH3)6]3+,[)6]3-等。
四、铬(Ⅵ)盐
铬酸盐(CrO42-)