常见过渡金属元素.ppt

过渡金属及其化合物,常见过渡金属元素,TiVCrMnFeCoNiCuZnMoRuRhPdAgCdOsIrPtAuHg,ScTiVCrMnFeCoNiCuZn3d14s23d24s23d24s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2,,TiVCrMnFeCoNiCuZnTi2V2Cr2Mn2Fe2Co2Ni2Cu2OZn2Ti3V3Cr3Mn3Fe3Co3Ni3Cu2TiO2VO2MnO2CoO2VO2MnO42-FeO42-CrO42-MnO4-,常见过渡金属元素的存在形态,常见过渡金属及其化合物的重要性质,1氧化还原性,TiVCrMnFeCoNiCuZnM－2e-M2-1.63-1.13-0.90-1.18-0.44-0.28-0.260.34-0.77,高价金属化合物是强氧化剂,过渡金属大多数具有还原性,Mn3Fe3Co3Ni3Cu2TiO2VO2MnO2CoO2VO2MnO42-FeO42-CrO42-MnO4-,中间价态金属化合物能发生歧化反应,2配位性,FeF63-FeSCN3FeCN63-CuNH342AlF63-AgNH32,今有化学式为CoNH34BrCO3的配合物。1．画出全部异构体的立体结构。2．指出区分它们的实验方法。,中央体金属原子、离子配位体是含有孤电子对的分子和离子，有离域电子的分子和或电子。配位原子具有孤电子对的原子。如C、N、O、F、Cl、S等。,NH3、Cl－、H2O、F－,en、EDTA、OX、py、bipy,A配合物的组成,配合物,单核[CoNH36]Cl3、Na[AlF6],多核K2[Re2Cl8]、[Cr2ONH310]Cl4,,,B配合物的分类,,,配合物,简单[CoNH35H2O]Cl3、PtNH32Cl2,螯合物[Cren3]Cl3,,,,,配合物,离子[CuNH34]2[AgCN2]-,分子FeCO5、[CoNH33Cl3],,,,,C配合物的价键理论,理论要点配体和中央体之间以配位键结合，形成稳定的配合物。在形成配位键时中央体提供经杂化的空轨道，配体提供孤对电子或离域电子。,[Fe（H2O）6]2＋sp3d2杂化，八面体构型，外轨型配合物[Fe（CN）6]4－d2sp3杂化,八面体构型，内轨型配合物,内、外轨型配合物中心原子d1d3型,有空n-1d轨道，d2nsnp3杂化形成内轨型中心原子d4d7型，视配体的强弱强场配体,如CN–CONO2–等,易形成内轨型；弱场配体，如X–、H2O易形成外轨型中心原子d8d10型,无空n-1d轨道，sp3d2杂化形成外轨型,外轨型配合物sp3d2杂化，轨道能量高，配合物较不稳定，高自旋。内轨型配合物d2sp3杂化，轨道能量低，配合物稳定，低自旋。,[AgNH32][ZnNH34]2[NiCN4]2-[AlF6]3-,配位化合物的异构现象1.结构异构原子间连接方式不同引起的异构现象（键合异构，电离异构，水合异构，配位异构，配位位置异构配位体异构）1键合异构[CoNO2NH35]Cl2硝基[CoONONH35]Cl2亚硝酸根2电离异构[CoSO4NH35]Br[CoBrNH35]SO4,D配合物的异构现象,3水合异构[CrH2O6]Cl3紫色[CrClH2O5]Cl2H2O亮绿色[CrCl2H2O4]Cl2H2O暗绿色4配位异构[Coen3][Crox3][Cren3][Coox3]2.立体异构1空间几何异构2旋光异构,E配合物的稳定性,中央体相同的配合物内轨型配合物＞外轨型配合物螯合物＞简单配合物配体相同的配合物稳定常数大的配合物＞稳定常数小的配合物配合取代反应较不稳定的配合物被取代生成较稳定的配合物,3水合离子和其他化合物的颜色,Ti2（褐色）Ti3（紫色）TiO2（无色）V2（紫色）V3（绿色）Cr2（蓝色）Cr3（绿色）CrO42-（黄色）Cr2O72-（橙色）Mn2（肉色）Mn3（红色）Fe2（浅绿）Fe3（浅紫）,例（1999）锇的名称源自拉丁文，原义“气味”，这是由于锇的粉末会被空气氧化为有恶臭的OsO4（代号A，熔点40℃，沸点130℃）。A溶于强碱转化为深红色的[OsO4OH2]2–离子（代号B）,向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的颜色转为淡黄色。C十分稳定。C是A的等电子体，其中锇的氧化态仍为＋8。红外图谱可以检出分子中某些化学键的振动吸收。红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有的吸收。C的含钾化合物是黄色的晶体，与高锰酸钾类质同晶。（8分）（1）给出C的化学式。（2）给出A、B、C最可能的立体结构。,AOsO4,BOsO4OH2,,OH-,COsOHN,,NH3,,C与A为等电子体，C能形成钾的化合物，C存在OsO4中没有的化学键。,在CuNH34SO4溶液里通入二氧化硫气体，从溶液里析出一种白色的难溶物A。组成分析证实，A含有铜、硫、氮、氧、氢等元素，而且，摩尔比CuSN111；结构分析证实，A的晶体里有两种原子团离子或分子，结构分析不能直接得知是电中性的还是带电的，一种呈正四面体XY4，另一种呈三角锥体XY3；磁性实验表明，A是反磁性物质；A和中等浓度的硫酸反应，放出气体B，析出深色沉淀C，同时剩下天蓝色的溶液D。C是一种常见物质，是目标产品，而且，用此法得到的C是一种超细粉未，有特殊的用途。但上述反应的产率不高。有人发现，若将A和硫酸的反应改在密闭的容器里进行，便可大大提高反应的产率。回答以下问题写出A的化学式写出A的生成的化学方程式写出A和硫酸的反应的化学方程式配平为什么A和硫酸的反应若在密闭的容器里进行能提高C的产率,假设1ACuNH3SO4,假设2ACuNH4SO3,摩尔比CuSN111；一种正四面体，另一种呈三角锥体基团,是反磁性吗,,,,假设1不成立,,CuNH4SO3与硫酸反应情况（验证假设2）,,2CuNH4SO3＋2H2SO4＝CuCuSO42SO2＋NH42SO4＋2H2O,20世纪80年代，生物无机化学家在研究金属离子与核酸的相互作用机制时，提出某些金属配合物可以作为DNA的探针，如[Mphen3]Cl22H2O，配合物的合成是用MCl3和phen和LiCl在氩气的保护下制得，M属于VIII的元素。已知在配合物[Mphen3]Cl22H2O中，金属M所占的质量百分比为13.4。1－1写出M的元素符号。写出M原子的外层电子排布式。1－2画出[Mphen3]2＋的结构图。1－3[Mphen3]2＋有无旋光异构体1－4计算配合物的磁矩。1－5在制备配合物的过程中，通入氩气的目的是什么1－6判断该配合物是否具有颜色。2002年广东省,,1-1Ru4d75s11-21-3有旋光性1－4,CrCl3、金属铝和CO可在AlCl3的苯溶液中发生化学反应生成一种无色物质A，A又可和PCH33反应，生成物质B，A还可和钠汞齐反应生成物质C，已知A、B、C的元素分析结果如下Cr/％P/％C/％A23.6332.75B19.3911.5535.83C21.8425.23试写出1结构简式ABC；,CrC16,CO11，ACrCO6有效原子序数（EAN）规则（18电子规则）中心原子的价电子数与配位体提供的电子数应等于18EAN＝anM2nL2bCrCO6EAN＝61218CCrC15O33.6418.69Mn2CO10EAN＝27202b＝38，b1,