吉林大学无机化学课件第21章__铁系元素和铂系元素.ppt

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1、第21章铁系元素和铂系元素21－1铁系元素的单质Iron(Ferrum)(Fe)Cobalt(Co)Nickel(Ni)(1)铁系元素的熔、沸点随原子序数的增加而降低，这可能是因为3d轨道中成单电子数依次减少，金属晶体中自由电子数减少，金属键减弱的缘故；(2)它们都具有金属光泽，都是铁磁性物质；(3)密度随原子序数的增大而增大，这是由于铁系元素的原子半径随原子序数的增大而变小的缘故。1物理性质2化学性质(1)它们的标准还原电位为EӨ(Fe2＋/Fe)＝－0.44V;EӨ(Co2＋/Co)＝－0.28V;EӨ(Ni

2、2＋/Ni)＝－0.23V;(2)Fe、Co、Ni与稀酸反应，放出H2。但在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化;(3)浓碱缓慢腐蚀Fe；而Co、Ni在浓碱中比较稳定。所以可以用镍坩埚来熔融碱性物质的样品。21－2铁系元素的化合物21－2－1化合物的溶解性铁系金属的二价强酸盐几乎都溶于水，如硫酸盐、硝酸盐和氯化物。铁系元素的碳酸盐、磷酸盐及硫化物等弱酸盐在水中都是难溶的。铁系元素的氢氧化物和氧化物不溶于水。这些难溶化合物易溶于强酸。Co(OH)2和Ni(OH)2易溶于氨水，在有NH4Cl存在时，溶解度增大。21－2－2化合物

3、颜色Fe2＋近无色Fe(H2O)62＋呈浅绿色Fe(H2O)63＋淡紫色Co2＋蓝色Co(H2O)62＋粉红色Ni2＋黄色Ni(H2O)62＋亮绿色铁系金属离子的d轨道处于未充满状态，它们的水合离子和化合物均具有不同的颜色随着配体和价态的不同,会呈现不同的颜色。ag放置少量氨过量氨静置提供碱配体交换氧化21－2－3化合物的氧化还原性EAӨ/VFeO42－───Fe3＋───Fe2＋───Fe2.200.77－0.45Co3＋───Co2＋───Co1.68－0.261.83－0.28NiO2───Ni2＋───N

4、iEBӨ/VFeO42－──Fe(OH)3──Fe(OH)2──Fe0.72－0.56－0.92Co(OH)3───Co(OH)2───Co0.17－0.73NiO2───Ni(OH)2───Ni0.49－0.72Fe3＋的氧化性：2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I22Fe3＋＋H2S＝2Fe2＋＋S＋2H＋FeCl3的水溶液对铜的溶解能力，使之用于印刷电路板的刻蚀：2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋1介质可以改变电对的氧化还原性质在强碱中Fe(OH)3可以被氧化生成紫色的FeO42－2Fe(OH)3＋3Cl

5、2＋10OH－＝2FeO42－＋6Cl－＋8H2OFeO42－＋Ba2＋＝BaFeO4↓（红棕色）在酸性条件下，FeO42－氧化性极强而不稳定4FeO42－＋20H＋＝4Fe3＋＋3O2＋10H2O2Fe(CN)64－＋I2＝2Fe(CN)63－＋2I－2Fe2＋＋I2＋12F－＝2FeF63－＋2I－2Co(NH3)62＋＋I2＝2Co(NH3)63＋＋2I－2有配体存在时，低价金属离子的还原性增强[Co(H2O)6]2＋，粉红色简单的Co3＋不可能存在于水溶液中。[Co(H2O)6]3＋＋e－→[Co(H2O

6、)6]2＋E＝1.81VCo(NH3)63＋＋e－→Co(NH3)62＋E＝0.1VCo(CN)63－＋e－→[Co(CN)5(H2O)]3－＋CN－E＝－0.8V21－2－4化合物的水解性盐的水解与金属离子的电荷高低有关，金属离子的电荷越高，极化能力越强，盐越容易水解。同时发生缩合Fe(H2O)63＋(淡紫)＋H2O[Fe(H2O)5(OH)]2＋＋H3O＋K1＝10－3＋H2O[Fe(H2O)4(OH)2]＋＋H3O＋K2＝10－6.321－3铁系元素的配位化合物21－3－1铁的配位化合物1CN－配合物

7、[Fe(CN)6]3－,[Fe(CN)6]4－Fe3＋和[Fe(CN)6]4－,Prussianblue;Fe2＋和[Fe(CN)6]3－,Turnbull’sblue.KFe[Fe(CN)6][Fe(CN)6]3－KFe[Fe(CN)6][Fe(CN)2]TPP2冠醚类配合物茂铁[Fe(5－C5H5)2]的可能结构3茂铁4与有机配体形成配位化合物5与羰基形成配位化合物Fe(CO)521－3－1钴和镍的配位化合物Co2＋CN－Co(CN)2↓CN－[Co(CN)6]4－△Ni2＋CN－Ni(CN)2↓CN－[N

8、i(CN)4]2－平面正方形dsp2杂化，稳定H2O[Co(CN)6]3＋＋H2↑(a)[Co2Cl6]2－(b)[Co4Cl2(μ-Cl)6](TPP)6Co2＋＋7NO2－＋2H＋＝NO＋Ｈ2O＋[Co(NO2)6]3－21－3－3铁系元素的生物配位化合物维生素B12辅酶F340的结构21－4铂系元素ⅧRuRhPd钌铑钯OsIrPt锇铱铂优良的催化剂：易于变价生成配位