八年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)58三元一次方程組新版北師大版

第21章過(guò)渡元素(II)21.1鐵系元素21.2鉑系元素21.3過(guò)渡金屬有機(jī)化合物*中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院第21章過(guò)渡元素(II)21.1鐵系元素中南大掌握鐵系元素的通性，熟悉鐵、鈷、鎳的氧化還原性，水解和沉淀反應(yīng)以及配合物與離子鑒定了解鉑系的通性、重要化合物、配合物和過(guò)渡金屬有機(jī)化合物—羰基化合物和不飽和烴配合物本章學(xué)習(xí)要求鉑系Ⅷ族9種元素鐵Fe(iron)、鈷Co(cobalt)、鎳Ni(nickel)鐵系釕Ru(ruthenium)、銠Rh(rhodium)、鈀Pd(palladium)；鋨Os(osmium)、銥Ir(iridium)、鉑Pt(platinum)。掌握鐵系元素的通性，熟悉鐵、鈷、鎳的氧化還原性，水解和沉淀反21.1鐵系元素鐵系元素的通性鐵系元素的單質(zhì)鐵系元素的氧化物和氫氧化物鐵系元素的化合物鐵系元素的配合物21.1鐵系元素21.1鐵系元素鐵系元素的通性21.1鐵系元素21.1.1鐵系元素的通性鐵、鈷、鎳三種元素原子的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)分別是3d64s2、3d74s2和3d84s2最高氧化值不等于族序數(shù)21.1鐵系元素價(jià)電子構(gòu)型主要氧化值Fe3d64s2+2,+3.(+6)Co3d74s2+2,+3.(+5)Ni3d84s2+2,+3.(+4)21.1.1鐵系元素的通性鐵、鈷、鎳三種元素原子的價(jià)電圖21-1鐵系元素的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)圖高鐵酸根圖21-1鐵系元素的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)圖高鐵酸根銀白色金屬，磁性材料，m.p.Fe>Co>Ni但接近鐵是地殼中豐度第四的元素赤鐵礦：Fe2O3；磁鐵礦：Fe3O4；黃鐵礦：FeS2。鈷和鎳在自然界中常共生輝鈷礦：CoAsS鎳黃鐵礦：NiS?FeS。黃鐵礦

21.1鐵系元素21.1.2鐵、鈷、鎳的單質(zhì)銀白色金屬，磁性材料，m.p.Fe化學(xué)性質(zhì)(1)M+2H+(稀)=M2++H2Co，Ni反應(yīng)緩慢。(2)鈍化濃、冷HNO3可使Fe，Co，Ni鈍化濃H2SO4可使Fe鈍化(3)純Fe，Co，Ni在水、空氣中穩(wěn)定加熱時(shí)，F(xiàn)e，Co，Ni可與O2，S，X2等反應(yīng)。21.1鐵系元素化學(xué)性質(zhì)(1)M+2H+(稀)=M2++氧化物鐵、鈷、鎳均能形成氧化態(tài)為+2和+3的氧化物。鐵除了生成+2、+3價(jià)的氧化物之外，還能形成混合價(jià)態(tài)的氧化物Fe3O4。氧化態(tài)為+2、+3的Fe、Co、Ni的氧化物均屬堿性氧化物。它們的+3價(jià)氧化物的氧化能力按鐵、鈷、鎳順序遞增而穩(wěn)定性遞減Fe2O3是兩性偏堿氧化物，與酸反應(yīng)生成Fe(Ⅲ)鹽。與堿性物質(zhì)如NaOH、Na2CO3等共熔形成鐵(Ⅲ)酸鹽Fe2O3＋6HCl→2FeCl3+3H2OFe2O3+Na2CO3→

2NaFeO2＋CO2↑21.1鐵系元素21.1.3鐵系元素的氧化物與氫氧化物氧化物鐵、鈷、鎳均能形成氧化態(tài)為+2和+3的氧化物。鐵除了21.1鐵系元素Fe3O4是黑色的強(qiáng)磁性物質(zhì)，故又稱(chēng)為磁性氧化鐵，過(guò)去曾認(rèn)為它是FeO和Fe2O3的混合物，經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)研究證明，F(xiàn)e3O4實(shí)質(zhì)上是一種鐵(Ⅲ)酸鹽，即FeⅡ[FeⅢFeⅢO4]。Co2O3和Ni2O3有強(qiáng)氧化性，它們與鹽酸作用時(shí)會(huì)釋放出氯氣Co2O3＋6HCl→2CoCl2＋3H2O＋Cl2↑Ni2O3＋6HCl→2NiCl2＋3H2O＋Cl2↑21.1鐵系元素Fe3O4是黑色的強(qiáng)磁性物質(zhì)，故又稱(chēng)為磁氫氧化物氯化羥鈷(堿式氯化鈷)(慢)×21.1鐵系元素較強(qiáng)的氧化劑NaClO氫氧化物氯化羥鈷(堿式氯化鈷)(慢)×21.1鐵系元素較(M=Co,Ni)還原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)

氧化性：Fe(Ⅲ)＜Co(Ⅲ)＜Ni(Ⅲ)

21.1鐵系元素(M=Co,Ni)還原性：Fe(Ⅱ)>Co(Ⅱ)>鐵的重要化合物21.1.4鐵系元素的化合物鐵的重要化合物21.1.4鐵系元素的化合物鈷(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)的重要化合物21.1鐵系元素鈷(Ⅱ)和鎳(Ⅱ)的重要化合物21.1鐵系元素Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)的硫化物FeSCoSNiS均為黑色沉淀，不溶于水。Ksp6.3×10-184×10-21(α)2×10-25(β)3.2×10-19(α)1.0×10-24(β)2.0×10-26(γ)21.1鐵系元素Fe(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ)的硫化物FeSMS具有稀酸溶性。即在稀酸條件下，向含有M2+離子的溶液中通入H2S不會(huì)生成硫化物沉淀。

但CoS、NiS形成后由于晶型轉(zhuǎn)變而不再溶于酸。21.1鐵系元素MS具有稀酸溶性。即在稀酸條件下，向含有M2+離子的溶液鹵化物氧化性大小

Fe(Ⅲ)Co(Ⅲ)Ni(Ⅲ)F-FeF3CoF3*Cl-FeCl3CoCl3*(常溫分解)Br-FeBr3**I-***

小大穩(wěn)定性大小還原性大小穩(wěn)定性21.1鐵系元素鹵化物氧化性大小Fe(Ⅲ)CFeCl3有明顯共價(jià)性、易潮解、蒸汽中形成雙聚分子CoCl2

6H2O，用于變色硅膠CoCl2

6H2OCoCl2

2H2O

紫紅

CoCl2

H2O

藍(lán)紫粉紅色52.5℃90℃120℃CoCl2藍(lán)色21.1鐵系元素FeCl3有明顯共價(jià)性、易潮解、蒸汽中形成雙聚分子CoCl2

Fe2+具有還原性

Fe3+為中強(qiáng)氧化劑(FeCl3爛板劑)21.1鐵系元素Fe3+的氧化性與Fe2+還原性Fe2+具有還原性Fe3+為中強(qiáng)氧化劑(Fe3+、Fe2+水解性Fe(H2O)62+(淡綠)+H2O?

[Fe(H2O)5(OH)]++H3O+，K=10-9.5Fe(H2O)63+(淡紫)+H2O?

[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+，K1=10-3[Fe(H2O)5(OH)]2++H2O?

[Fe(H2O)4(OH)2]+

+H3O+，K2=10-6.3同時(shí)發(fā)生縮合OH2

HOH2H2O|O|OH2

Fe

Fe

H2O|O|OH2OH2

HOH2水合鐵離子雙聚體2[Fe(H2O)6]3+(淡紫)?

[(H2O)4Fe(H2O)4(OH)2]4++2H3O+Fe3+水解程度大，[Fe(H2O)6]3+僅能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中，稀釋溶液或增大pH會(huì)有膠狀物沉淀—FeO(OH)

產(chǎn)生，通常寫(xiě)作Fe(OH)3FeCl3的凈水作用就是水解產(chǎn)物FeO(OH)

與水中懸浮的泥土等雜質(zhì)一起聚沉下來(lái)而使水變清Fe3+、Fe2+水解性Fe(H2O)62+(淡綠)+H2高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用[FeO42-]

△2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－==

2FeO42－+3Cl－+5H2O(溶液中)

△Fe2O3+3KNO3+4KOH==

2K2FeO4+3KNO2+2H2O(熔融)

共熔2FeO42－+10H+==2Fe3++(3/2)O2+5H2O高鐵酸鹽在強(qiáng)堿性介質(zhì)中才能穩(wěn)定存在，是比高錳酸鹽更強(qiáng)的氧化劑。是新型凈水劑，具有氧化殺菌性質(zhì)，生成的Fe(OH)3對(duì)各種陰陽(yáng)離子有吸附作用，對(duì)水體中的CN－去除能力非常強(qiáng)。21.1鐵系元素高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用[FeO42-]氨配合物土黃色紅色藍(lán)色Cl-21.1.5鐵系元素的配合物藍(lán)色SO42-淺綠色(不易觀察到)21.1鐵系元素氨配合物土黃色紅色藍(lán)色Cl-21.1.5鐵系元素的加入NH4Cl促使平衡右移。實(shí)驗(yàn)時(shí)若先加入NH4Cl后加入NH3?H2O，則看不到藍(lán)色。21.1鐵系元素加入NH4Cl促使平衡右移。21.1鐵系元素(黃血鹽)土黃常用鹽：

K4[Fe(CN)6]黃血鹽黃色 K3[Fe(CN)6]赤血鹽晶體為紅色堿性條件下分解氰配合物21.1鐵系元素[Fe(CN)6]3－

(赤血鹽)Cl2深紅(黃血鹽)土黃常用鹽：K4[Fe(CN)6]黃血鹽橙黃色茶綠色強(qiáng)還原性淺棕色黃色21.1鐵系元素平面正方形dsp2雜化，穩(wěn)定橙黃色茶綠色強(qiáng)還原性淺棕色黃色21.1鐵系元素平面正方形Co(Ⅱ)的配合物很多，可大體分為兩類(lèi)：粉紅色(八面體)藍(lán)色(四面體)Co(Ⅱ)的八面體配合物大都是高自旋的。[Co(CN)5(H2O)]3-是低自旋的。Co2+(3d7)中只有一個(gè)電子處于能級(jí)高的eg軌道，因而容易失去。21.1鐵系元素Co(Ⅱ)的配合物很多，可大體分為兩類(lèi)：粉紅色(八面體)藍(lán)色實(shí)驗(yàn)中用固體KSCN或NH4SCN。鑒定

Fe3+鑒定

Co2+硫氰配合物21.1鐵系元素異硫氰合鐵(Ⅲ)配離子四異硫氰合鈷(Ⅱ)配離子n=3~6實(shí)驗(yàn)中用固體KSCN或NH4SCN。鑒定Fe3+鑒定CoFe2+的鑒定：(酸性條件)Turnbull’sblue滕氏藍(lán)Fe3+的鑒定：(酸性條件)Prussian普魯士藍(lán)21.1鐵系元素24.1.4離子鑒定兩者結(jié)構(gòu)鑒定一致[KFeⅢ(CN)6FeⅡ]x的結(jié)構(gòu)Fe2+的鑒定：(酸性條件)Turnbull’sblueCu2+的鑒定：(弱酸性)紅棕S2-的鑒定：K+的鑒定：21.1鐵系元素Cu2+的鑒定：(弱酸性)紅棕S2-的鑒定：K+的鑒定：21Ni2+離子的鑒定：鮮紅色Ni(DMG)2結(jié)構(gòu)DMG的結(jié)構(gòu)21.1鐵系元素丁二肟Ni2+離子的鑒定：鮮紅色Ni(DMG)2結(jié)構(gòu)DMG的結(jié)構(gòu)2鐵的生物化學(xué)鐵是與生命體系有關(guān)的最重要的過(guò)渡元素，它對(duì)于維持植物和動(dòng)物的生命都是必不可少的。成年人體中含有大約４克鐵，其中有３克是以血紅蛋白的形式存在，每天吸收１毫克來(lái)維持這一水平。含鐵蛋白具有兩個(gè)主要功能氧的輸送和儲(chǔ)存（FeII）：血紅蛋白和肌紅蛋白，F(xiàn)eII轉(zhuǎn)變?yōu)镕eIII時(shí)，載氧功能完全消失。電子的傳遞鐵的生物化學(xué)鐵是與生命體系有關(guān)的最重要的過(guò)渡元素，它對(duì)于維持血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四個(gè)亞單元之一血紅素基團(tuán)的結(jié)構(gòu)血紅蛋白的四個(gè)亞單元之一

Fe2+H+Fe(OH)2NH3H2OFe2+淡綠OH-Fe(OH)2(s,白)O2Fe(OH)3(s,紅棕)HClFe3+Co(NH3)63+紅O2Co(NH3)62+黃NH3H2OCo(OH)Cl(s,藍(lán))NH3H2OCo2+(Cl-)

粉紅OH-Co(OH)2(s,粉紅)NaClOCo(OH)3(s,紅棕)濃HClCo2+Ni(NH3)62+藍(lán)NH3H2ONi2(OH)2SO4淺綠NH3H2ONi2+(SO42-)

淡綠OH-Ni(OH)2(s,果綠)NaClONiO(OH)(s,黑)濃HClNi2+鑒定：Fe(NCS)n3-n血紅Co(NCS)42-天藍(lán)Ni(DMG)2(s,鮮紅)[KFe(CN)6Fe]x(s,藍(lán))Fe,Co,Ni小結(jié)21.1鐵系元素Co(NH3)63+紅鑒定：Fe(NCS)n3-n血紅

ⅧRuRhPd釕銠鈀OsIrPt鋨銥鉑21.2.1鉑系元素通性惰性，多以單質(zhì)形式存在熔點(diǎn)通常較高，Os3318K，Pd1825K強(qiáng)的催化性能，如合成氨可用Ru催化劑。強(qiáng)的吸氫能力，1體積Pt可溶1000體積H2，Pd是吸氫能手多變氧化態(tài)，Pt：+2、+4，Os：+6、+8。21.2鉑系元素Ⅷ21.2.1鉑系元素通性21.2.2鉑系金屬的化合物鹵化物3Pt+4HNO3+18HCl==3H2[PtCl6]+4NO+8H2OPtF6：強(qiáng)氧化劑PtF6+O2

==[O2]+[PtF6]－Xe+PtF6==

[Xe]+[PtF6]－（橙黃色）——第一個(gè)稀有氣體化合物Na2PtCl6橙紅色晶體易溶于水和酒精(NH4)2PtCl6、K2PtCl6黃色晶體難溶于水。21.2鉑系元素21.2.2鉑系金屬的化合物鹵化物3Pt+4HNO3PdCl2PdCl2也是常用的催化劑PdCl2+CO+H2O==Pd↓+CO2+2HCl21.2鉑系元素PdCl2PdCl2也是常用的催化劑PdCl2+CO+H2OK2[PtCl4]+2NH4Ac

==

cis-Pt(NH3)2Cl2+2HAc+2KCl2K2[PtCl6]+N2H2·2HCl

==2K2[PtCl4]+6HCl+N2氨配合物PtCl2(NH3)2為反磁性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)為平面正方形。

淡黃色μ=00.0366g/100gH2O

棕黃色μ≠00.2577g/100gH2O

合成路線有多種，其中一種如下：Tans反式Cis順式抗癌21.2鉑系元素K2[PtCl4]+2NH4Ac==cis-Pt(N21.3過(guò)渡金屬有機(jī)化合物21.3.1概述金屬有機(jī)化合物(organometalliccompounds)是指金屬原子與有機(jī)基團(tuán)的碳原子直接鍵合而成的化合物，含有M-C鍵21.3.2羰基配合物過(guò)渡金屬與一氧化碳形成的化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)羰合物。通常金屬價(jià)態(tài)較低如：Ni(CO)4,Fe(CO)5,H[Co(CO)4]、Fe(CO)2(NO)2很多過(guò)渡金屬均可形成；除單核外，還可形成雙核、多核。因?yàn)榭梢孕纬煞答仸墟I

配位鍵（M←CO）反饋π鍵（M→CO）21.3過(guò)渡金屬有機(jī)化合物21.3.1概述金屬有機(jī)化合物(多數(shù)羰基化