课件无机化学24第六周期d区金属

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1、第24章d区金属（二）第五、六周期d区金属24-1基本特征24-2锆和铪24-3铌和钽24-4钼和钨24-5锝和铼24-6铂系简介作业24-1基本特征问题：1.第二、三过渡系元素有哪些基本特征？2.与第一过渡系元素比，为什么第二、三过渡系元素会有这些特征？24-1基本特征1.第二、三过渡系元素有哪些基本特征？基态电子构型特例多；原子半径很接近；密度大、熔点、沸点高；高氧化态稳定，低氧化态不常见；配合物的配位数较高，形成金属－金属键的元素较多；磁性要考虑自旋－轨道耦合作用。元素ScTiVCrMnFeCoNi价电子构型3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s2

2、3d64s23d74s23d84s2元素yZrNbMoTcRuRhPd价电子构型4d15s24d25s24d45s13d54s14d65s14d75s14d85s14d105s0元素LaHfTaWReOsIrPt价电子构型5d16s25d26s25d35s25d46s25d56s25d66s25d76s25d96s1第一过渡系元素：只有24Cr的S价电子为4s1，其余的均为4s2。第二过渡系：只有39Y和40Zr的s价电子为5s2和最后的46Pd的s价电子为5s0外，其余的均为5s1第三过渡系元素：只有最后的元素78Pt的s价电子为6s1，其余的均为6s2。基态电子构型特例

3、多：基态电子构型特例多的主要原因是(n-1)d轨道与ns轨道的能量差别更小，电子填充在(n-1)d轨道或ns轨道上，不会使体系的能量差别很大，所以电子既可以填充在(n-1)d轨道上，也可以填充在ns轨道上。原子半径很接近：密度大、熔点、沸点高：熔点变化示意图氧化态稳定配合物的配位数较高，形成金属—金属键的元素较多：(1)由于半径增大，所以除了6配位外，配位数为7、8、9的配合物也很常见。易形成M-M多重键的原子簇化合物。例：K2Re2Cl8•2H2O、Cr2(Ac)4(H2O)中分别含有Re-Re、Cr-Cr四重键。(3)易形成低自旋配合物（分裂能大）。磁性要考虑自旋—轨道

4、偶合作用:24-1基本特征2.与第一过渡系元素比，为什么第二、三过渡系元素会有这些特征？(1)半径相近。(2)(n-1)d与ns轨道能量相近。24-2锆和铪问题：1.锆、铪的分离除了离子交换法和萃取法外，还可以用什么方法？这些方法有什么缺点？2.金属锆、铪有哪些主要性质和用途？24-2锆和铪1.锆、铪的分离除了离子交换法和萃取法外，还可以用什么方法？这些方法有什么缺点？Zr：1789年发现，1914年制得纯净的金属锆。主要矿物有锆英石(ZrSiO4)，丰度为0.017%。Hf：1932年发现，主要是因为与Zr性质相似，在自然界共生，使它的发现、提取、分离极为困难。铪没有独立

5、矿石，主要与锆共生，丰度为1×10-4。24-2锆和铪(1)氯化物结晶法：在盐酸浓度大于8-9mol.L-1时，镐盐的溶解度比铪盐大。(2)还原挥发法：在673K-723K时，Zr可还原ZrCl4生成难挥发的ZrCl3，同样条件下HfCl4不会被还原。(3)利用Zr与Hf的烷氧基配合物的沸点不同。24-2锆和铪2.金属锆、铪有哪些主要性质和用途？性质：抗腐蚀能力强。锆和铪都是有银色光泽的高熔点金属，加热到673-873K时，表面生成一层致密的、有附着力的、能自行修补裂缝的氧化物保护膜，因而表现突出的抗腐蚀能力。锆的抗化学腐蚀性优于钛和不锈钢，接近于钽。在373K以下，锆与各

6、种浓度的盐酸，硝酸及浓度低于50%硫酸均不发生作用；也不与碱溶液作用。但溶于氢氟酸、浓硫酸和王水，也能被熔融碱所侵蚀。用途：锆用于原子能反应堆中做二氧化铀燃烧棒的包层。含有少量锆的各种合金钢有很高的强度和耐冲击的韧性，用于制造坦克、军舰等。铪吸收热中子能力特别强，用做原子反应堆的控制棒主要用于军舰和潜艇的反应堆。24-2锆和铪24-3铌和钽问题：1.金属铌、钽有哪些主要性质和用途？2.铌、钽的含氧酸根及卤化物有何结构特点？24-3铌和钽1.金属铌、钽有哪些主要性质和用途？Nb和Ta因性质相似，在自然界中共生，矿物为Fe[(Nb,Ta)O3]2如果Nb的含量多就称铌铁矿，反之

7、为钽铁矿。Nb、Ta以+V价最稳定.主要性质：单质容易呈钝态、都溶于硝酸和氢氟酸的混合酸中，钽不溶于王水。铌和钽在高温时可以与氧、氯、硫、碳等化合。24-3铌和钽用途：独特应用是制造合金钢。例：在钽钨合金上涂上碳化钽，可用在火箭喷嘴上（熔点：4153K；火箭喷嘴温度高达3588K）。它们另一个重要性质是对人的肌肉和细胞没有任何不良影响，而细胞却可以在其上面生长发育，所以它们用做外科刀具。24-3铌和钽24-3铌和钽2．铌、钽的含氧酸根及卤化物有何结构特点？P796图24-3、P797图24-4、24-5多核的原子簇