文档介绍：Transition Metal (I)
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.
此外镧系和锕系:
ΔZ =1,增加的电子填入(n – 2) f 亚层。
镧系: 57La ~ 71Lu (15种元素)
4 f 2 ~ 14 5d 0 ~1 6s 2
锕系: 89Ac ~ 103Lr (15种元素)
5 f 2 ~ 14 6d 0 ~1 7s 2
内过渡
元素
本章教学要求
1. 了解 d 区元素的通性,即 d 电子化学的特征;
3. 掌握铬单质的特性与制备,三价铬与六价铬的转变;
4. 了解钼和钨的简单化合物及同多酸、杂多酸的概念;
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. 掌握从软锰矿制备单质锰,锰的变价及其氧化性;
2. 掌握钛单质、TiO2、TiCl4 的性质和制备,
钛合金的应用;
d 区元素通性
☆单质的相似性:熔、沸点高,硬度、密度大。
熔点最高的单质:钨(W) 3683±20℃
硬度最大的金属:铬(Cr)
密度最大的单质:锇(Os ) g·cm-3
☆有可变的氧化态。
☆水合离子大多具有颜色。
☆易形成配合物。
§20-1 钛副族
2-1 钛副族概述
ⅣB族: 钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)
电子层结构(n-1)d2ns2
主要氧化(+3)+4 +4 +4
半径/pm 136 145 144
金红石(TiO2)、钛铁矿(FeTiO3)
TiO2难溶于水,具有***(以碱性为主), 可溶于浓酸和浓碱,生成硫酸氧钛和偏钛酸钠: TiO2 + H2SO4(浓)= TiOSO4 + H2O TiO2 + 2NaOH(浓) =Na2TiO3 + H2O 由于Ti4+电荷多、半径小,极易水解,所以Ti(Ⅳ)溶液中不存在Ti4+。TiO2可看作是由Ti4+二级水解产物脱水而形成的。
2-2 钛的重要化合物
1. TiO2
TiO2: 钛白,白色颜料,既有2PbCO3 · Pb(OH)2(铅白)的遮盖性,又有ZnO(锌白)的持久性,常用作高级白色颜料。
TiO2水合物
α型钛酸:TiO2·nH2O ***,可溶于稀酸和浓碱
β型钛酸(偏钛酸):TiO2·H2O 不溶于酸碱
性质
1、TiO2 不溶于水或稀酸,可溶于HF或热硫酸: TiO2 + 6HF = [TiF6]2- + 2H+ + 2H2O
TiO2 + H2SO4 → TiOSO4 + H2O
TiO2 + H2SO4 → Ti(SO4)2 +H2O
2. TiO2与BaCO3反应,生成偏钛酸盐:
TiO2 + BaCO3 == BaTiO3 + CO2
BaTiO3:压电性能,机械能→电能
3. TiO2 + 2Cl2 = TiCl4 + O2
制法:
1)气相氧化法
TiCl4 + O2 == TiO2 + 2Cl2
2)硫酸法
浓
TiO2 + H2SO4(浓)= TiOSO4 + H2O 硫酸氧钛 TiO2 + 2NaOH(浓) =Na2TiO3 + H2O 偏钛酸钠