第21章-铁系元素和铂系元素

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1、第21章铁系元素和铂系元素21.1铁系元素单质21.2铁系元素的化合物第21章铁系元素和铂系元素21.3铁系元素的配合物21.4铂系元素1基本要求：掌握铁单质、化合物和离子的性质；掌握钴、镍的化合物和离子的性质；了解铂系元素的通性及重要化合物。重点：铁单质及化合物和离子的性质；钴、镍的化合物和离子的性质。难点：铁元素化合物和离子的性质；钴、镍的化合物和离子的性质。第21章铁系元素和铂系元素2铁系元素通性1.元素Fe铁Co钴Ni镍Ru钌Rh铑Pd钯Os锇Ir铱Pt铂VIII铁系元素铂系元素第21章铁系元素

2、和铂系元素通性32.铁系元素的价层电子结构及氧化态元素符号次外层电子数最外层电子数Fe3d64s2Co3d74s2Ni3d84s2第21章铁系元素和铂系元素通性4元素符号FeCoNi常见氧化态+2,+3,+6+2,+3+2一般条件下，铁常见的氧化态是＋2、＋3，与强氧化剂作用，铁可以生成不稳定的+6氧化态；钴和镍常见的氧化态都是＋2，与强氧化剂作用，钴可以生成不稳定的+3氧化态，而镍的+3氧化态则少见。第21章铁系元素和铂系元素通性5第21章铁系元素和铂系元素21.1铁系元素单质21.1铁系元素单质铁系

3、元素的合金是很重要的金属结构材料。如不锈钢、铁磁材料、SmCo5永磁体(其磁性大于其它磁性10倍以上)、超硬合金等。Fe、Co、Ni属于中等活泼的金属，在常温和无水情况下稳定。在高温下与非金属反应：6第21章铁系元素和铂系元素21.1铁系元素单质3M+2O2→M3O4（M=Fe、Co、Ni）M+S→MS（M=Fe、Co、Ni）M+Cl2→MCl2（M=Co、Ni）2Fe+3Cl2→2MCl33Fe+3H2O→Fe3O4+4H2铁系元素难与碱反应，铁可以被浓硝酸和浓硫酸钝化，而Ni可以吸附935倍自身体积

4、的氢。7第21章铁系元素和铂系元素21.2铁系元素的化合物21.2铁系元素的化合物21.2.1化合物的溶解性强酸盐溶于水，但要发生水解。其弱酸盐及氧化物和氢氧化物不溶于水，但易溶于强酸。其中Co(OH)2，Ni(OH)2可溶于氨水。21.2.2化合物的颜色由于铁系元素的离子其d轨道未充满，其水合离子及化合物均有颜色。8M2+[Fe(H2O)6]2+[Co(H2O)6]2+[Ni(H2O)6]2+水合离子浅绿色粉红色亮绿色M2+Fe2+Co2+Ni2+无水盐白色蓝色黄色+2FeO黑色CoO灰绿色NiO暗绿

5、色+3Fe2O3砖红色Co2O3黑色Ni2O3黑色第21章铁系元素和铂系元素21.2铁系元素的化合物+2Fe(OH)2白色Co(OH)2粉红色Ni(OH)2绿色+3Fe(OH)3红棕色Co(OH)3棕褐色Ni(OH)3黑色9在酸性介质中现象：FeO42-Fe3+Fe2+Fe+2.20+0.771-0.44Co3+Co2+Co+1.808-0.277NiO2Ni2+Ni+1.678-0.25第21章铁系元素和铂系元素21.2铁系元素的化合物21.2.3化合物的氧化还原性10结论：酸性介质中，Fe2+,Co

6、2+,Ni2+最稳定；高氧化态的Fe(Ⅵ),Co(Ⅲ),Ni(Ⅳ)是很强的氧化剂；还原性：Fe2+>Co2+>Ni2+氧化性：Fe3+

7、Ni(OH)2Ni+0.49-0.72第21章铁系元素和铂系元素21.2铁系元素的化合物12结论：碱性介质中，铁的最稳定氧化态是+3，而钴和镍仍是+2；还原性：Fe(OH)2>Co(OH)2>Ni(OH)2；氧化性：Fe(OH)3

8、Co(OH)2(s,粉红色）4Co(OH)2+O2+2H2O4Co(OH)3(s,棕褐色)缓慢{Ni2++2OH-Ni(OH)2(s,绿色）{Ni(OH)2最稳定，根本不被空气中氧所氧化。证明：Fe(OH)2还原性最强最不稳定Ni(OH)2还原性最弱最稳定第21章铁系元素和铂系元素21.2铁系元素的化合物14铁、钴、镍+2与+3氧化物均属于碱性氧化物，易溶于酸，不溶于水和碱性溶液；低氧化态氧化物的碱性比高氧化态的碱性强；铁、钴、镍+3氧化数