无机及分析化学课件 第8章

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1、第8章ds区，d区和f区元素8.7生物无机化学简介8.1过渡元素的通性8.2铜族和锌族元素的化合物8.3铬、钼的重要化合物8.4锰的重要化合物8.5铁、钴的重要化合物8.6镧系元素及其重要化合物1ds区元素包括元素周期表IB族的铜、银、金和ⅡB族的锌、镉、汞，它们的价电子结构为(n-1)d10ns1-2d区元素包括ⅢB-Ⅷ族的所有元素，它们的价电子构型一般是(n-1)d1-9ns1-2，原子最外层只有1-2个s电子，随着核电荷数的增加，电子不是填充在最外层，而是填充在次外层的(n-1)d轨道上，与ns轨道的能量相近，因此其

2、d电子可以部分或全部参与成键。f区元素就是镧系元素和锕系元素，依次增加的电子填在外数第三层的4f和5f轨道中，由于f区元素的性质和电子层结构的特殊性，一般将其称为内过渡元素。8.1过渡元素的通性过渡元素的共同特点最外层只有1-2个电子，易失去电子而显金属性，大都具有金属光泽（除汞），有较高的熔点和沸点。比重大、硬度高，导电性好。（铂系元素的比重最大，钨和铼的熔点最高，铜银金的导电率最大，铬的硬度最高）1.过渡元素都是金属过渡元素的原子不仅是最外层s电子可以参加反应，次外层的d电子也可以全部或者部分参加反应，这就是他们普遍呈

3、现变价的原因。过渡金属在化合时首先失去最外层两个s电子，故它们的最低价态是+2价，ⅢB-ⅦB族最外层的d电子可以全部参加反应，故可达到与族号相同的最高价态（最外层s电子和次外层d电子之和），注意p302第四周期的过渡元素的常见价态。2.过渡元素变价的普遍性由主族元素构成的正离子和负离子一般都是无色的，而过渡元素的水合离子多具有特征颜色，这与它们的离子具有未成对的d电子有关。注意p303中一些过渡元素的水合离子的颜色与未成对d电子的关系。3.过渡元素的水合离子多具有特征颜色过渡元素的离子存在空的ns和np轨道和部分填充或全空

4、的（n-1）d轨道；过渡元素的原子也存在着空的np轨道和部分填充的（n-1）d轨道，这样的电子构型具有接受配位体孤对电子的条件，因此它们容易形成配合物，一般容易形成氟配合物、氰配合物和氨配合物。4.过渡元素容易形成配合物此外，过渡元素氧化物水合物的酸碱变化规律和主族元素相似。对同种元素而言，低价的显碱性，高价的显酸性。注意p304列出的ⅢB-ⅦB族过渡元素最高价态氧化物水合物的酸碱性。8.2.1通性第IB族元素包括铜、银、金，通常称为铜族元素，第IIB族元素包括锌、镉、汞，通常称为锌族元素。1.同周期，IB~IA，IIB~

5、IIA的比较性质IB、IIBIA、IIA价电子构型(n-1)d10ns1~2ns1~2次外层电子构型18e8e(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10(n-1)s2(n-1)p6化合价+1，+2，+3+1,+2Z*大小原子半径r小大金属活泼性小大化合物键型明显共价性主要是离子键形成配合物倾向大小8.2铜族和锌族元素的化合物2.同周期IB~IIB比较性质IBIIB价电子构型(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2原子半径r/pmCu127.8Zn133Ag144.4Cd149Au144.2Hg151Z*稍小稍大金属活

6、泼性稍大稍小3.同族比较与主族规律相反！铜、银、锌、汞都可以和氧化合，形成相应的氧化物，如：Cu2O（红色）、CuO（黑色）、Ag2O（褐色）、ZnO（白色）、HgO（红色或黄色）。它们几乎不溶于水，属两性或弱碱性化合物。在铜族和锌族的元素的盐溶液中加入碱就会生成其氢氧化物，稳定性较主族元素的要差，在常温或加热情况下就会脱水变成其氧化物（p306）。铜族和锌族的氢氧化物的碱性要比主族元素的弱，基本呈现两性或弱碱性，既溶于酸又溶于碱。8.2.2氧化物和氢氧化物1.酸碱性Zn(OH)2典型两性BA(似Al(OH)3)Cu(OH

7、)2也是BA，但与NH3·H2O→[Cu(NH3)4]2+2.Cu(II)氧化性，用于检验糖尿病3.形成配合物（Zn2+，Al3+的分离）8.2.3重要的盐类硫酸铜、硝酸银、氯化汞、氯化亚汞（p306-308自己看书，了解基本性质和用途）从Cu(I)结构（3d10）看，Cu(I)是稳定的，如自然界中有Cu2O和Cu2S的矿物存在。但在水溶液中Cu+易歧化，这是由于Cu2+的电荷比Cu+多，半径又小，所以Cu2+的水合焓（-2100kJ·mol-1）比Cu+的（-593kJ·mol-1）代数值小得多，∴水溶液中Cu2+比Cu

8、+稳定。2.Cu2+和Cu+的相互转化1.几种常用的盐在酸性水溶液中，Cu+易歧化：2Cu+Cu2++CuK=1.2×106若是在水溶液中使Cu(Ⅱ)向Cu(I)转化呢？①必须有还原剂，②降低C(Cu+)，办法是使Cu(I)成为难溶物或难解离的配合物。例如：热盐酸中用Cu作还原剂，生成难溶物：由于在此过