chapter 18 过渡元素 (i) the transition elements (i)

40
Chapter 18 Chapter 18 过过过过 过过过过 (I) (I) the transition elements the transition elements (I) (I) III B IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 M n 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 57 La 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg

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Chapter 18 过渡元素 (I) the transition elements (I). 引言( Introduction ). 定义:具有部分充填 d 或 f 壳层电子的元素,它包括周期第四、五、六周期从 IIIB 到 VIIIB 族的元素,共有 8 个直列,这些元素都是金属元素,也称为过渡金属。人们也常将铜分族看作过渡元素,这是由于 Cu 2+ 具有 3d 9 , Au 3+ 具有 3d 9 ,且性质也与过渡元素十分相似 . 符号与在周期表中的位置: 价轨道 (n-1)d,ns,np 共九个轨道 氧化态: - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

Chapter 18 Chapter 18 过渡元素过渡元素 (I)(I)the transition elements the transition elements (I)(I)

IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB

21 Sc

22 Ti

23 V

24 Cr

25 Mn

26 Fe

27 Co

28 Ni

29 Cu

30 Zn

39 Y

40 Zr

41 Nb

42 Mo

43 Tc

44 Ru

45 Rh

46 Pd

47 Ag

48 Cd

57 La

72 Hf

73 Ta

74 W

75 Re

76Os

77 Ir

78 Pt

79 Au

80 Hg

Page 2: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

引言(引言( IntroductionIntroduction ))1. 定义:具有部分充填 d 或 f 壳层电子的元素,它包括周

期第四、五、六周期从 IIIB 到 VIIIB 族的元素,共有 8个直列,这些元素都是金属元素,也称为过渡金属。人们也常将铜分族看作过渡元素,这是由于 Cu2+ 具有 3d9 ,Au3+ 具有 3d9 ,且性质也与过渡元素十分相似 .

2. 符号与在周期表中的位置:3. 价轨道 (n-1)d,ns,np 共九个轨道4. 氧化态:

1. 有可变氧化态 2. +2 为特征氧化态3. 绝大部分过渡元素的最高氧化态等于其族数4. 随着原子序数的增加其高价氧化态越来越稳定:如未发现 FeO4 ,

而发现 OsO4

5. 配位能力:过渡元素有很强的配位能力,因为有空价轨道和富的 d 电子 , 可形成反馈 π 键 .

Page 3: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

§1§1 钛分族钛分族 (Titanium subgroup)(Titanium subgroup)

包括: Titanium Zirconium Hafnium Rutherfordium一、 General properties1.Radius2.First ionization energy

3.Oxidation number and coordination number Ti Zr Hf +2+3+4 +4 +4 TiO,Ti2O3 ZrO2 HfO2

4.Occurrence in nature: rutile ( 金红石 ) TiO2 钛铁矿 FeTiO3 钙钛矿( Perovskite )

0

20

40

60

80

100

120

140

160

共价半径 M(IV)的半径

0

200

400

600

800

1000

第一电离能 764 731 890

Ti Zr Hf

从单质形成化合物必须要断开单质的键能,同时伴随原子之间的相互作用形成化合物所释放的能量。金属的原子化能比非金属的键能大得多,在形成 EF2,EF3,EF4 的过程中,同一种金属所需要的原子化能相同,而反应放出的能量从 EF2 到 EF4 是增大的。对于原子序数大的过渡元素,原子化能是增大的,所以 Zr 、 Hf 应形成最高氧化态的化合物 .

Page 4: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)
Page 5: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钛分族钛分族二、 The simple substances1. Physical properties: 银白色金属, Ti 为轻金属, Zr 、 Hf 为重

金属高熔点2. Chemical properties

1. 在室温下, Ti 表面有一层致密的保护层,抗腐蚀、抗海水,所以钛可用于航海和航空制造业上

2. 在高温下,活性显著增强 .3. 与酸反应:

1. 与热的盐酸反应:

2. 与 HF 或含 F- 离子的酸反应 :

MHx MX4 EO2

H2 1000K X2 600K O2 500K

MB(MB2) M EC B 1300K C 1300K

MN 1000K

Ti(IV) 与 F -形成稳定的配合物而降低钛的标准电极电位:

Page 6: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钛分族钛分族

3. Preparation: 由于 Ti 、 Zr 和 Hf 在高温时化学性质很活泼,所以制备纯态很困难

TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti K3[ZrF7]+4Na=4NaF+3KF+Zr提纯: Ti+2I2 TiI4(s) TiI4(g) Ti(s)+2I2

三、 Their compounds1.[+4]O.S.• TiO2 钛白:高级颜料和皮革、塑料的添加剂

1. properties: 难溶于水和稀酸,但可溶于浓 H2SO4

C0200

TiO2 + 2C + 2Cl2 = TiCl4 +2 CO

Page 7: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钛分族钛分族

2.Preparation:1. 干法: Rutile+2Cl2+2C=TiCl4+2CO TiCl4+O2=TiO2+2Cl2 2. 湿法 (硫酸法 ) : FeTiO3+H2SO4(80%↑)=TiOSO4+FeSO4+2H2O TiOSO4 水解: TiOSO4+2H2O=TiO2•nH2O+H2SO4

3.Ti(IV) 含量的测定:

• TiCl4

a. preparation:TiO2+2Cl2+2C=TiCl4↑+2CO↑ 或 TiO2+CCl4=TiCl4 ↑ +CO2 ↑

700-900degC

稀释 . 加热 . 加碱

Page 8: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钛分族钛分族

b. properties:

1 。 Hydrolysis: TiCl4+2H2O2 。溶于浓盐酸: TiCl4+2HCl=TiCl6+2H3 。与还原剂反应: 2TiCl4+H2=2TiCl3(s)+2HCl 2TiCl4+

Zn=TiCl3+ZnCl2

• Ti(IV) 的配位化合物:a. b.TiOSO4 H∙ 2Oc. 加 H2O2

22422

(IV) TiO]O)(H[Ti(OH)Ti 简写成:在水中为

2- +

)橙黄色(为1-3

红色为:时

2

62222252

422

]O)O(H)(O[TiOTi,pH

]O))(OH)(H[Ti(O,1pH

这些配离子之所以有颜色是由于过氧根离子变形性较强,发生过氧根离子向钛离子上电荷跃迁( Charge transfer )

Page 9: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钛分族钛分族

2.[+3]O.SPreparation:

Properties:易被氧化: 4TiCl3+O2+2H2O=4TiOCl2+4HCl歧化: 2TiCl3(s)==TiCl2(s)+TiCl4(g) ↑2TiCl2(s)=Ti+TiCl4(g)↑

配位:水溶液中 Ti(III) 以 [Ti(H2O)6]Cl3(紫色 ) 形式存在,加入乙醚并通 HCl至饱和变成: [Ti(H2O)5Cl]Cl2H2O(绿色 )

乙醚层

2TiO2+H2 Ti2O3+H2O2TiCl4+H2 2TiCl3+2HCl

C0650

Page 10: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

§2 §2 钒分族钒分族(( Vanadium subgroupVanadium subgroup ))

包括: Vanadium Niobium Tantalum Dubnium一、 General properties1.Radius2.First ionization energy

3.Oxidation number and coordination number V Nb Ta O.S +2+3+4+5 +5 +5 C.N 4,6 7,8 7,84.Occurrence in nature: 钒铅矿,钽钛矿,铌铁矿

0

20

40

60

80

100

120

140

160

共价半径 M(V)的半径

550

600

650

700

750

800

第一电离能 650 664 761

V Nb Ta

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钒分族钒分族

二、 The simple substancePhysical properties: 熔沸点高,有较大的熔化热和气化

热,这说明钒族元素有较强的金属键;纯金属的延展性好,但含 O 、 H 和 C 等杂质,金属弹性减弱,硬度增大

Chemical properties:a. 在常温下,由于钝态存在,

钒,特别是铌、钽化学活性低,虽然与其电位相矛盾:高温下:

4E+5O2=2E2O54E+5F2=2EF5

-1.2-1.1

-0.01

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

电极电位 -1.2 -1.1 -0.01

V(I I )/ V Nb(I I I )/ Nb Ta2O5/ Ta

Page 12: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钒分族钒分族

b.钒仅溶于热的硝酸、热的浓硫酸、王水中Nb 和 Ta溶于热的 HNO3-HF 的混合酸中,( Ta连王水

都难溶)3Ta+5HNO3+21HF=3H2[TaF7]+5NO+10H2O

c. V 、 Nb 和 Ta 都在氧化剂存在下,熔于熔融的碱 .4E+5O2+12KOH 4K3[EO4]+6H2O

3. Preparation:天然矿物转变成 E2O5或卤化物的配合物,然后用金属热还原:

E2O5 +5Ca=5CaO+2EK2[TaF7]+5Na=2KF+5NaF+Ta

熔融

Page 13: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钒分族钒分族

三、 Their compounds1.[+5]O.S.

(1) V2O5 : a. 制备 2NH4VO3=V2O5+2NH3↑+H2Ob. 性质:

1.V2O5 微溶于水,形成淡黄色酸性溶液 .2. 与碱反应 : V2O5+ 6NaOH=2Na3VO4+3H2O3. 在 pH<1 的酸性溶液: V2O5+2H+ =2VO2+ +H2

O4. 有强氧化性: V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2↑+3H2

O

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Page 15: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钒分族钒分族

(2).钒酸盐和多钒酸盐a. V(V) 的存在形式:

VO2 H 条件下 VO3 VO4 V2O7 …… OH 条件下

b. 加酸时钒酸盐的聚合:

(1).pH降低,颜色:淡黄色→深红色(聚合度增大) →黄色(2).聚合度还取决于初始浓度 .VO4

3- 的浓溶液时钒的总浓度 <10-4M 时

+

-4-3--

+

2H

43H

42H2

4H3

4 VOVOHVOHHVOVO

Page 16: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钒分族钒分族

c.

d.

8OHVSO4H4S VO:S 2.

])(O[VO

O2HOH)V(O6H])(O[VO OVO

) V(O :O1

O VO

342

234

2

3222

2223

23

22222

34

32

22

234

条件下弱酸性,弱碱性,中性黄色

强酸性条件下红棕色

离子被取代:离子中的

)(

)(.

等是强氧化剂,可氧化

,在酸性条件下:

4222

2

/VOVO

OCH,FeVO

22

Vo 0.1

Page 17: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

钒分族钒分族

2.[+4]O.S (VO2,VCl4)VO2不溶于水, 但溶于碱 :4VO2+2KOH=K2[V4O9]+H2O 溶于酸 :VO2+2H = VO +H2OVCl4易水解: VCl4+H2O=VOCl2+2HCl

3.[+2],[+3]O.S.(1)VO:V2O5+H2 →VO VO溶于酸得 [V(H2O)6] 紫色

(2)V2O3:溶于酸得 [V(H2O)6] (3)VCl3 : 歧化: VCl3 →VCl2 (g)+VCl4(s)

与碱性盐反应: 3KCl +VCl3 =K3[V2Cl9]

+ 2+

2+

3+

Page 18: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

§3 §3 铬分族铬分族(( Chromium subgroupChromium subgroup ))

包括: Chromiun Molybdenum Tungsten Seaborgium一、 General properties1.Radius2.First ionization energy

3.Oxidation number and coordination number Cr Mo W O.S 0+1+2+3 +4+5 +4+5 +4+5+6 +6 +6 4.Occurrence in nature: 铬铁矿 Fe(CrO2)2 辉钼矿 MoS2黑钨矿 (Fe,Mn)WO4 白钨矿 CaWO4

116

118

120

122

124

126

128

130

132

共价半径

550

600

650

700

750

800

第一电离能 650 685 770

Cr Mo W

Cr 还有负氧化态: Cr(NO)4 (-4) Cr( NO)2(CO)3 (-2)

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铬分族铬分族

二、 The simple substance1.Physical properties: bcc结构( body-cent

ered cubic ) , 熔点和原子化能从 Cr------W升高,金属中含杂质会影响其物理性质,如纯铬有可塑性 .铬是最硬的金属,钨是熔点最高的金属。

Page 20: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

2.Chemical properties:

(1)Reactions with acids and bases 未钝化时铬可从盐中置换出铜锡镍等并能溶于盐酸、硫酸和高氯酸。

由于铬钝化,它不溶于王水,硝酸(不论稀浓),所以铬与铁镍制成有各种性能的抗腐蚀的不锈钢,在 Mo 和W的表面也容易形成一层钝态的薄膜。 W溶于浓 H3PO4, 形成 H3[P(W3O10)4]磷钨酸,也溶于热的HNO3—HF 的热混合液,也溶于含有氧化剂的碱中:W+2HNO3+8HF=H2[WF8]+2NO+4H2OE+3NaNO3+2NaOH=Na2EO4+3NaNO2+H2O(2)Reactions with non-metals在加热时,特别是粉末状态的 Cr 、 Mo 和W很容易与许多非金属反应 :

0.11V0.2V0.74V0.91V/WW/MoMo/CrCr/CrCr 3332

铬分族铬分族

Page 21: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

4Cr+3O2=2Cr2O3 2Mo(W)+3O2=Mo(W)O3

2Cr+3X2=2CrX3,2Mo+5Cl2( 过量 )=2MoCl53.Preparation

(1)Cr:Aluminothermy:Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3

(2)Mo,W:

(3) 合金: Fe(CrO2)2+4C=Fe+2Cr+4CO

HCl

42

CONa4

4332

WONa

WOMnFe,

OMn,OFe 32 水,浸取,

NaCl

WWOWOH 2H342

Page 22: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

三、 Their compounds:1.[+2]O.S

(1) 是高自旋的4[Cr(H2O)6]2++O2+4H+ =4[Cr(H2O)]3+ +2H2OCr(OH)2碱性, Cr 可用新生态的氢还原 Cr3+ 而得到(2)Mo,W(II) 一般以簇状化合物的形式存在。MoCl2 以 [Mo6Cl8]Cl4 或 [Mo6Cl12] 形式存在。

2+

Page 23: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族2.[+3]O.S(1)Cr2O3,nH2Oa. 制备: 4Cr+3O2=2Cr2O3

Cr3++3OH- → Cr2O3∙nH2ONa2Cr2O7+S=Cr2O3+Na2SO4

热分解: (NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O*(NH4)2MoO4=2NH3+MoO3+H2Ob. 性质:

(i)Cr2O3微溶于水,有两性,但灼烧过的既不溶于酸也不溶于碱(绿色颜料),但通过熔融的方法使其变成可溶性的盐

熔融: Cr2O3+3K2S2O7=Cr2(SO4)3+3K2SO4

保留在溶液中

22232222

23272

H4

Br222

AlO,ZnO,OnHOCr)AlO,(ZnOCrO

)Zn(OH),(Al(OH)OCrCrO)AlO,(ZnOCrO 2

分离 CrO2- (AlO2

- , ZnO22- )

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铬分族铬分族

(ii)所以在碱性条件下 CrO2 是强还原剂,可被 H2O2 氧化 在酸性条件下 Cr2O7 是强氧化剂 .

(2)Cr2(SO4)3 和铬矾(硫酸铬溶于冷的浓硫酸中得到紫色Cr2(SO4)3∙18H2O Cr2(SO4)3∙6H2O Cr2(SO4)3

绿色 桃红色3SO2+H2SO4+K2Cr2O7+23H2O=K2SO4∙Cr2(SO4)3∙24H2O

形成矾: M Cr(SO4)2∙12H2O

VV 33.113.0 0

/CrOCr

0

/CrOCrO 32722

24

-

2-

22HO5Cr6MnO11H6MnO10Cr

14H6SOOCrO7HO3S2Cr272

2Δ24

3

24

272

Δ,Ag2

282

3

I

Tl,NH,Cs,Rb,K,NaM 4I

Page 25: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

(3)Cr(III) 的水解性:Cr2S3,Cr2(CO3)3 都不能用湿法制的 .

(4)Cr(III) 的配合物:a. Trans-dark green blue violet[Cr(H2O)4Cl2]Cl∙2H2O [Cr(H2O)6]Cl3] [Cr(H2O)5Cl]Cl2∙H2O (pa

le green) 转化取决于温度,浓度,溶液的 pH值 b.[Cr(NH3)6]3+ 在 NH3 或固态是比较稳定,在溶液中逐渐

分解: [Cr(NH3)6]Cl3+3H2O Cr(OH)3+3NH4Cl+ 3NH3↑ 故可用氨水来分离铬和锌离子 .

c.[Cr2Cl9]3- 和 [W2Cl9]3- 的结构式:

HCl HCl乙醚冷却

Cr

Cl

WCl

Cl

Cl

Cl

Cr

Cl

Cl

ClCl

paramagnetism diamagnetism

Cl Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl

W

Page 26: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

3.[+6]O.S.(1)MO3(CrO3-poisonous!)a. 制备: 2Mo+3O2=2MoO3

K2Cr2O7+H2SO4=K2SO4+2CrO3+H2O 铬酸洗液的制备原理 .

b. 性质:(i)CrO3 的熔点是 167 C˚ 加热时不但汽化还分解但WO3,MoO3 稳定 CrO3→Cr3O8→Cr2O5→CrO2→Cr2O3

(ii) CrO3 WO3 MoO3 都是酸酐,但 H2WO4 H2MoO4 的溶解度小不能直接与水反应制得 , 可以将相应氧化物溶于碱

EO3 + 2OH EO4+H2O(iii)CrO3 由强氧化性,与许多有机物接触猛烈反应而着火

2--

Page 27: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

(2)H2CrO4,CrO4,Cr2O7及多酸根a.铬酸是中强酸 Ka1=4.1b. 在酸性条件下:2H + 2CrO4 Cr2O7 + H2O K=1.2X10• 多酸:一些含氧酸彼此聚合成复杂的酸称为多酸• 同多酸:只含有一种类型的酸酐,称为同多酸;杂多酸:含有两种或两种以上类型的酸酐,称为杂多酸 .

检验钼酸根离子c. 与 H2O2 反应形成过氧基配合物

2-2- 14

O6HO6H])O[P(Mo)(NH23HHPO3NH12MoO 22410334244

24

方法: 用硝酸酸化溶液,加热至 50˚C ,加入 Na2HPO4溶液,得到黄色沉淀,用来鉴别钼酸根离子 .

]O[CrK

OCrKC0OH30%

OEtOCrOOHOCr

1222

7220

22

22222272

生成蓝色的中的小心加入的若将

乙醚醚萃

+

2- 2-

EtO

Et

Cr

O

O

O

O

O

Page 28: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

铬分族铬分族

d.钼 (钨 ) 酸根的氧化性弱,它们只能与强还原剂反应: 2(NH4)2MoO4+3Zn+16HCl=2MoCl3+3ZnCl2+NH4Cl+8H2O

而重铬酸根有强氧化性 . e.溶解性:只有碱金属和镁,铍,铵和铊的钼酸盐、钨酸盐可溶 .f. 与 S 离子发生取代反应 : Na2WO4+4H2S=Na2WS4+4H2O ( 酸化生成WS3沉淀 )(NH4)2MoO4+3H2S+2HCl=MoS3+2NH4Cl+4H2O

(4)CrO2Cl2

a.深红色液体,四面体共价分子,与 CCl4,CS2 互溶,外观似溴 .b. 制备 :CrO3+2HCl(g)=CrO2Cl2+H2OK2Cr2O7+4KCl+3H2SO4(浓 )=2CrO2Cl2+3K2SO4+3H2Oc. 性质:水解: CrO2Cl2+H2O=H2Cr2O7+4HCl

砖红色黄色

黄色

42

24

OH4

H22272

4

CrO Ag

Pb(OH)PbCrO)Ag,(PbBaOCr

BaCrO

,

,

2-

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§4 §4 锰分族锰分族(( manganese subgroupmanganese subgroup ))

包括: Manganese Technetium Rhenium Bohrium一、 General properties

1.Oxidation number负氧化态: Mn(NO)(CO)4 2.Coordination number Re[H]9

3.Occurrence in nature:软锰矿( MnO2 ) ,PyrolusiteRe 很少有独立的矿,仅与钼共存在矿物中 Mn Tc Re O.S 0+1+2+3 +4+5+6+7 +7 +7 C.N 4,6 7,8,9 7,8,9

2-

铼是在化学周期律的指导下,有目的、有意识地发现的。它发现于 1925年(为纪念莱茵市而得名),锝在希腊文中的意思是“人工制造”,发现于 1937年,没有稳定的同位素,虽已发现存在于自然界,但主要由人工核反应制得。

Page 33: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)
Page 34: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

锰分族锰分族

二、 the simple substance 1.Physical properties:锰族元素也形成较强的金属键(仅次于铬分族),因此是难熔金属( Re 的熔点仅次于W),高沸点( Re 的沸点是所有单质中最高的),它们有良好的延展性(纯 Mn,Re 相当软)

2.Chemical properties(1) 与非金属反应:在室温下,由于锰表面形成氧化层,甚至与冷的浓 HNO3 也形

成较强的氧化膜,所以呈化学惰性;但在高温下,与 X2 、 B 、 C 、 Si 、 O2 、P 等直接化合 4Re+O2=2Re2O7 3Mn+2O2=Mn3O4

(2) 与酸反应 Tc 、 Re不溶于盐酸;而溶于浓硝酸:Mn+2H+ =Mn2++H2↑ 3E+7HNO3=3HEO4+7NO↑ +2H2O(3) 与水反应: Mn+H2O=Mn(OH)2+H2↑, Tc,Re不能(4) 在有氧化剂存在的条件下,金属锰又能同熔融碱作用生成锰酸盐: Mn+4KOH+3O2 2K2MnO4+2H2O熔融

Page 35: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

锰分族锰分族

3.Preperation:(1)Mn: 2MnSO4+2H2O 2Mn+2H2SO4+O2 MnO2+Si Mn+SiO2

(2)Re: 2NH4ReO4+4H2 2Re+N2+8H2O4.Usage:锰可以制锰钢,增强钢的耐腐蚀性、延展性和硬度 .铼广泛用于电子工业和作催化剂 .

三、 Their compouds1.[0]O.S: E2(CO)10(1)Structure and formation of bonds(2)Reactivity: [Mn(CO)5]2+2Na 2NaMn(CO)5 [Mn(CO)5]2+Br2 Mn(CO)5Br

电解

Page 36: Chapter 18   过渡元素 (I) the transition elements  (I)

锰分族锰分族

2.[+2]O.S.(1)Mn(H2O)6 高自旋

(2)MnO 难溶于水,溶于稀酸形成 Mn2+ MnS 溶于醋酸(3) 在酸介质中, Na2S2O8,PbO2,NaBiO3 等氧化 得

(4) 在碱性介质中 MnCl2+Na2O2 MnO2+2NaCl3MnSO4+2KClO3+12KOH 3K2MnO4+2KCl+3K2SO4+6H2O

eg ↑ ↑ t2g ↑ ↑ ↑

OnHMnOMnO(OH)Mn(OH)Mn 22OO

2OH2 22

)()( 棕色白色

O7H2MnO5Bi5Na14H5NaBiO2Mn

16H10SO2MnOO8HO5S2Mn

243Δ

32

244

Ag2

282

2

熔融

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锰分族锰分族

3.[+4]O.S 无Mn(H2O)64+ 存在,只有 MnO2 或其它的配合物存在,如 K2MnF6

(1)preperation: 以菱锰矿 MnCO3 为原料,电解法制得

(2)properties:a. 酸性介质中有强氧化性    2MnO2 + 4HCl(浓 ) 2MnCl2+Cl2+2H2O 2MnO2 + 2H2SO4 2MnSO4+O2↑+2H2Ob.遇强氧化剂显还原性:3MnO2+KClO3+6KOH 3K2MnO4+KCl+3H2O2MnO2+3PbO2+6HNO3 2HMnO4+3Pb(NO3)2+2H2O

2

222

224423

H2e2H

4HMnO2eO2HMn

OHCOMnSOSOHMnCO

阴极:

电解:阳极:

熔融

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锰分族锰分族

4.[+6]O.S Mn只有氧化物,而 Re还有氟化物Properties:a. 水解歧化:在酸性介质中

ReCl6:3ReCl6+20KOH 2KReO4 +ReO2+ 18KCl +10H2O

b.

c.

是不存在的存在于碱性溶液中 4224

22424

24224

EOH EO

O2HEO2EO 2H3EO

4OHEO2EO O2H3EO

ReTc,E 4KOHKEOO2HOEO4K

KCl2KMnOClMnO2K

MnO

MnO2.26V,

42242

4242

24

24

0

/MnOMnO 224

4

2氧化:在碱性溶液中被氧化剂做氧化剂一般不用但在酸性溶液中歧化,

是强氧化剂,

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锰分族锰分族

5.[+7]O.S.(1) Mn(VII) Mn2O7, 以 MnO3F存在 Re(VII) 以 ReF7,ReOF5,ReO3F

存在(2) properties: 以 MnO4- 为例a.MnO4

- 是紫色,电荷跃迁的结果。b. 在酸性或 hv条件下分解,中性或微碱性下分解较慢:4MnO4

-+4H+ 4MnO2+3O2+2H2Oc.

d.

24

OH22

24

2 H44

2OH

MnO 4H5MnOO2H3Mn2MnO

Mn MnO MnO

MnO 2

VMnOMnO

是强氧化剂

,51.102/4

向浓硫酸中加入少量高锰酸钾,生成一种亮绿色溶液:KMnO4+3H2SO4 K +MnO3 +3HSO4 +H3O 若向浓硫酸中加入大量高锰酸钾,会得到 Mn2O7 (棕色油状物),易爆炸。用 CCl4 可以萃取Mn2O7 它在 CCl4 中相当稳定安全 .

+ + +-

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锰分族锰分族

(3)Preperation a. 以 MnO2 为原料制 KMnO4

第一步 :MnO2+O2+4KOH=2K2MnO4+2H2O第二步 : K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3

最高产率为 66.7%

b. 电解法:Anode: Cathode:总电解反应:

24242

22

424

H2KOH2KMnO O2HMnO2K

2OHH2eO2H

2MnO2e2MnO

电解

最高产率为 100%