大学无机化学d区元素介绍
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无机分析12第十六章d区元素
粉色
Fe2+
浅绿色
Co2+
酒红色
Ni2+
绿色
Cu2+
蓝色
Zn2+
无色
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许多二价过渡元素金属离子 M 2+ (aq)的 颜色与d-d 跃迁或 f-f 跃迁有关。这种 跃迁发生在金属离子本身，通常强度都 很弱，不能解释无机颜料的颜色。副篇 介绍了荷移跃迁和价层间跃迁。
第一过渡系金属水合离子的颜色
●熔点、沸点高
同周期元素单质的熔 点，从左到右一般是先逐渐
升高，然后又缓慢下降。在
同一族中，第二过渡系元素 的单质的熔点、沸点大多高 于第一过渡系，而第三过渡 系的熔点、沸点又高于第二 过渡系(第 3 族除外)，熔点 最高的单质是钨。 熔点最高的单质： 钨(W) 3683±20℃
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(4)
金属元素的电极电势
φθ的单位为V
元素
Ca －2.87 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 0.34 Zn －0.76
φθ(M2＋/M)
Φθ (M3+／M2+)
－ －1.63 －1.18
－0.91 －1.18 －0.44 －0.28 －0.23
－
－
－0.37 －0.256 －0.41 +1.51
d 电子组态 M2+(aq)
d1 d2 Sc2+ Ti2+
d3 d4 V2+ Cr2+
d5 d6 d7 Mn2+ Fe2+ Co2+
d8 d9 d10 Ni2+ Cu2+ Zn2+
稳 定 性 增 大
Fe2+
浅绿色
Co2+
酒红色
Ni2+
绿色
Cu2+
蓝色
Zn2+
无色
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许多二价过渡元素金属离子 M 2+ (aq)的 颜色与d-d 跃迁或 f-f 跃迁有关。这种 跃迁发生在金属离子本身，通常强度都 很弱，不能解释无机颜料的颜色。副篇 介绍了荷移跃迁和价层间跃迁。
第一过渡系金属水合离子的颜色
●熔点、沸点高
同周期元素单质的熔 点，从左到右一般是先逐渐
升高，然后又缓慢下降。在
同一族中，第二过渡系元素 的单质的熔点、沸点大多高 于第一过渡系，而第三过渡 系的熔点、沸点又高于第二 过渡系(第 3 族除外)，熔点 最高的单质是钨。 熔点最高的单质： 钨(W) 3683±20℃
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(4)
金属元素的电极电势
φθ的单位为V
元素
Ca －2.87 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 0.34 Zn －0.76
φθ(M2＋/M)
Φθ (M3+／M2+)
－ －1.63 －1.18
－0.91 －1.18 －0.44 －0.28 －0.23
－
－
－0.37 －0.256 －0.41 +1.51
d 电子组态 M2+(aq)
d1 d2 Sc2+ Ti2+
d3 d4 V2+ Cr2+
d5 d6 d7 Mn2+ Fe2+ Co2+
d8 d9 d10 Ni2+ Cu2+ Zn2+
稳 定 性 增 大
青海大学-无机化学-第四章d区元素(一)
第四章:d区元素(一)§4.1d区元素概述4.1.1 d区元素简介d区元素包括周期系第ⅢB～ⅦB,Ⅶ,ⅠB～ⅡB元素，不包括镧系和锕系元素。
d区元素都是金属元素。
d区元素的价电子构型为，(n-1)d1-10ns1-2(Pd为5s0)。
同周期d区元素金属性递变不明显，通常按不同周期将过渡元素分为三个过渡系：第一过渡系：第四周期元素从钪(Sc)到锌Zn;第二过渡系：第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd);第三过渡系：第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg)。
d区元素在自然界中储量以第一过渡系为较多，它们的单质和化合物在工业上的用途也较广泛。
本章将重点学习从钛(Ti)到镍(Ni)这7个元素，还要适当了解我国的丰产元素钼(Mo)和钨(W)。
4.1.2 d区元素的原子半径和电离能如图所示，同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。
同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。
各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。
同副族过渡元素的电离能递变不很规则。
d区元素的第一电离能变化趋势如图所示。
4.1.3 d区元素的物理性质★熔点、沸点高。
熔点最高的单质是钨(W)★硬度大。
硬度最大的金属是铬(Cr)★密度大。
密度最大的单质是锇(Os)★导电性、导热性、延展性好。
4.1.4 d区元素的化学性质在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。
化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。
4.1.5 d区元素的氧化态过渡元素大多可以形成多种氧化值的化合物。
图中给出了第一过渡系元素的各种氧化值红色代表常见的氧化值。
4.1.6 d区元素的离子的颜色过渡元素的水合离子大多是有颜色的。
过渡元素与其它配体形成的配离子也常具有颜色。
这些配离子吸收了可见光(>30nm～400nm)的一部分发生了d—d跃迁，而把其余部分的光透过或散射出来，我们看到的物质的颜色就是这部分透射光或散射光。
第18章 d区元素吉林大学无机化学
1.507V 1.695V 0.564V
Mn2+ MnO2 MnO42-
MnO 4 / MnO 2
2 MnO 4 / MnO 4
还原产物
例如：与SO32-反应
酸性 中性 碱性
还原产物还与KMnO4加入方式有关。
由软锰矿制备KMnO4 软锰矿 粉碎
氧化剂
OH－ △
K2MnO4 墨绿色
铬的单质 铬的化合物
水溶液中离子及其反应
概述
铬分族(VIB)：Cr, Mo, W 价电子构型：(n-1)d 4-5ns1-2
Cr : 3d 4 s
5
5
1 1
常见化合价：+6， +3，+2
Mo : 4d 5s W : 5d 6 s
4 2
(1)铬元素的电势图 2 1.23 E A / Cr O
(3) Cl2或NaClO氧化： 2K2MnO4+ Cl2 == 2KMnO4 + 2KCl
§18.3 铁 钴 镍
铁、钴、镍的单质 铁、钴、镍的化合物 水溶液中铁、钴、镍的
离子及其反应
铁、钴、镍的单质
Ⅷ族
Fe Ru Os
Co Rh Ir
Ni Pd Pt
铁系
铂系
Fe Co Ni
价电子构型 6 2 3d 4s 7 2 3d 4s 8 2 3d 4s
2 NH3 H2O + 2 H+
Mn + 2 H+ = Mn2+ + H2(g) 合并： Mn + 2 NH4+ + 2 H2O = Mn2+ + 2 NH3.H2O + H2(g) （似Mg）
无机化学课件——第十九章 d区元素
OH
H
(亮绿色)
Cr(OH)
4
H2O Cr2O3 (绿)
19.2.3. 水溶液中离子及其反应
1.Cr(Ⅲ)的盐
Cr（2 SO
4）3，KCr(SO
）
42
12H
2O,
CrCl3
•水解
[Cr(H 2O）6 ]3
[Cr(OH)(H 2O）5 ]2 H
K 104
2Cr3 3S2 6H2O Cr(OH）3(s) 3H2S(g) 2Cr3 3CO32- 3H2O 2Cr(OH）3(s) 3CO2 (g)
2
O
-0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2
-1.4
Cr
-1.3
•性质 ① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。
② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活 泼性下降。 ③ 无膜金属与酸的反应
2Cr 2H 2SO4 (浓) Cr（2 SO4）3 3SO2 H2O 在冷、浓硝酸中钝化。
•Cr(Ⅲ)的配合物的多种颜色
[Cr(H2O）6 ]Cl3紫色，[Cr(H2O）5Cl]Cl2 H2O蓝绿色 [Cr(H2O）4Cl2 ]Cl 2H2O绿色
2.Cr2O72-与CrO42-间的转化
•pH值的影响
2CrO
2 4
2H
(黄)
2HCrO
4
Cr2O
2 7
H
2
O
(橙)
pH<2：Cr2O72-为主 pH>6：CrO42-为主
•还原性
酸性条件：E (Cr2O72 / Cr3 ) 1.33V
无机化学：第8章d区元素
与ⅢA ~ ⅤA族规律相反！
4. 化合物的颜色及其解释
（1） 过渡元素水合离子的颜色
Sc 3+ 、Zn2+ 无色 过渡元素水合离子的颜色与其d轨道中存在着未成对 电子有关。 晶体场理论对此可以给出比较满意的解释。
晶体场理论简介
基本要点 ◎在配合物中，中心离子和配位体之间的相互作 用，完全是静电排斥和吸引。 ◎ 中心离子的d轨道，由于受周围配位体负电场 不同程度的排斥作用，能级发生分裂。 ◎ 为了使体系能量降低，电子将在分裂后的d轨 道上重新分布。
第8章 d区与 f 区元素选述
d区
f区
元素过渡系的划分
第一过渡系 第二过渡系 第三过渡系 第四过渡系
8-1 d区元素的通性
8-1-1 原子结构的特征
价层电子构型 通式：(n-1)d1~9 ns1~2
最外层只有 1~2 个电子； 金属性介于s区与p区之间 。
例外： Z = 46，
46Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
紫色
灰蓝色
绿色
2. 铬(Ⅲ)的盐类和配位化合物 常见的铬(Ⅲ)盐有氯化铬、硫酸铬和铬钾矾。这些盐 类多带结晶水(与相应的铝盐的结晶水个数相同)：
CrCl3·6H2O
Cr2 (SO4) 3·18H2O
K2SO4·Cr2 (SO4) 3·24H2O
Cr3+ 3d3，917构型，r小，Z*较高，有空d轨道， 形成配合物能力强。主要以d2sp3杂化形成配位数6的八面 体配合物。
d电子 σ大
●同周期随Z 增大而 r 减小，但变化很缓慢 。 ●各族从上到下总的来说 r 增大，但由于镧系收 缩, 二、三过渡系原子r 相近。
8-1-2 d区元素单质的性质
4. 化合物的颜色及其解释
（1） 过渡元素水合离子的颜色
Sc 3+ 、Zn2+ 无色 过渡元素水合离子的颜色与其d轨道中存在着未成对 电子有关。 晶体场理论对此可以给出比较满意的解释。
晶体场理论简介
基本要点 ◎在配合物中，中心离子和配位体之间的相互作 用，完全是静电排斥和吸引。 ◎ 中心离子的d轨道，由于受周围配位体负电场 不同程度的排斥作用，能级发生分裂。 ◎ 为了使体系能量降低，电子将在分裂后的d轨 道上重新分布。
第8章 d区与 f 区元素选述
d区
f区
元素过渡系的划分
第一过渡系 第二过渡系 第三过渡系 第四过渡系
8-1 d区元素的通性
8-1-1 原子结构的特征
价层电子构型 通式：(n-1)d1~9 ns1~2
最外层只有 1~2 个电子； 金属性介于s区与p区之间 。
例外： Z = 46，
46Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
紫色
灰蓝色
绿色
2. 铬(Ⅲ)的盐类和配位化合物 常见的铬(Ⅲ)盐有氯化铬、硫酸铬和铬钾矾。这些盐 类多带结晶水(与相应的铝盐的结晶水个数相同)：
CrCl3·6H2O
Cr2 (SO4) 3·18H2O
K2SO4·Cr2 (SO4) 3·24H2O
Cr3+ 3d3，917构型，r小，Z*较高，有空d轨道， 形成配合物能力强。主要以d2sp3杂化形成配位数6的八面 体配合物。
d电子 σ大
●同周期随Z 增大而 r 减小，但变化很缓慢 。 ●各族从上到下总的来说 r 增大，但由于镧系收 缩, 二、三过渡系原子r 相近。
8-1-2 d区元素单质的性质
《d区元素》课件
剂、药物等
硫化物和卤化物
硫化物：硫化氢、 硫化钠、硫化钾等
卤化物：氯化氢、 氯化钠、氯化钾等
硫化物和卤化物的 性质：化学性质、 物理性质、生物性 质等
硫化物和卤化物的 应用：工业、农业 、医药等领域的应 用
其他化合物及其性质
化合物：D区元素 与其他元素形成的 化合物
性质：化合物的物 理性质、化学性质、 生物性质等
生物医学：D区元素在生物 医学研究中的应用
环境科学：D区元素在环境 监测和治理中的应用
在生物医学领域的应用
药物研发：D区元素在药物研发中具有重要作用，如用于抗癌药物的研发
基因编辑：D区元素在基因编辑技术中具有重要作用，如CRISPR-Cas9技术
生物成像：D区元素在生物成像技术中具有重要作用，如用于荧光标记和成像
D区元素的特性
化学性质：D区元素具有较强的金 属性，容易形成阳离子
电子排布：D区元素具有较复杂的 电子排布，导致其化学性质复杂
添加标题
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添加标题
添加标题
物理性质：D区元素具有较高的熔 点和沸点，硬度较大
应用领域：D区元素广泛应用于电 子、化工、冶金等领域
03 D区元素的物理性质
原子结构和电子排布
D区元素在元素周期表中的位置
● D区元素位于元素周期表的第4周期
● D区元素包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、硒、溴、氪、铷、锶、钇、 锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、 铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、 铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、 锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、 铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、
硫化物和卤化物
硫化物：硫化氢、 硫化钠、硫化钾等
卤化物：氯化氢、 氯化钠、氯化钾等
硫化物和卤化物的 性质：化学性质、 物理性质、生物性 质等
硫化物和卤化物的 应用：工业、农业 、医药等领域的应 用
其他化合物及其性质
化合物：D区元素 与其他元素形成的 化合物
性质：化合物的物 理性质、化学性质、 生物性质等
生物医学：D区元素在生物 医学研究中的应用
环境科学：D区元素在环境 监测和治理中的应用
在生物医学领域的应用
药物研发：D区元素在药物研发中具有重要作用，如用于抗癌药物的研发
基因编辑：D区元素在基因编辑技术中具有重要作用，如CRISPR-Cas9技术
生物成像：D区元素在生物成像技术中具有重要作用，如用于荧光标记和成像
D区元素的特性
化学性质：D区元素具有较强的金 属性，容易形成阳离子
电子排布：D区元素具有较复杂的 电子排布，导致其化学性质复杂
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物理性质：D区元素具有较高的熔 点和沸点，硬度较大
应用领域：D区元素广泛应用于电 子、化工、冶金等领域
03 D区元素的物理性质
原子结构和电子排布
D区元素在元素周期表中的位置
● D区元素位于元素周期表的第4周期
● D区元素包括钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、硒、溴、氪、铷、锶、钇、 锆、铌、钼、锝、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、 钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、 铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、 铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、 锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、镆、铽、镥、铪、钽、钨、 铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钋、砹、氡、钫、镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚、
无机及分析化学(第十章d区元素
（6）d区元素的配位化合物
▲ d区元素易形成配位化合物（原因） ▲ d区元素的配位化合物多为2，4，6配位的。 ▲ d区元素水合离子吸收光谱的测定
▲ 物质颜色与吸收光的关系
物质颜色 吸 收 光 波长（nm) 760-630 630-600 600-570 570-500 500-450 450-430 430-400 颜色 绿 红 蓝 橙 紫红 黄 红 绿 橙 青 黄 蓝 黄绿 紫 物质的颜色与吸收光为互补关系：
▲ Ti的配合物及Ti的鉴定
TiO2++ H2O2 → [Ti（H2O2]2+ 无色 橘黄色
1、钒及钒的化合物
（1）钒的单质 ▲在自然界中的存在及丰度（分散、与其它金属共生） ▲物理性质（特殊性：高硬度） ▲化学性质（特殊性） ▲应用
（2）钒的化合物
▲钒的价电子构型：3d34s2 ▲V成键特点及可能的氧化态：+5，+4,+3,+2，最稳定 价态是+5，低价态的离子键性质，高价的共价键突出。 ▲V的元素电势图：
TiO2 + TiO2 + TiO2 +
2Cl2 + 2C →
TiCl4 + + H2 O
2CO2 （高温） CO2 （高温）
பைடு நூலகம்
BaCO3 → BaTiO3 TiCl4 + H2SO4 → TiOSO4 + 4HCl + 2HCl + 2ZnCl2
TiCl4 + 2H2O → TiO2 2TiCl4 + H2 → 2TiCl3 TiCl4 + Zn → 2TiCl3
（3）Cr(Ⅲ)化合物 Cr2O3：（两性、还原性） Cr2O3 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 Cr2O3 + NaOH → 2Na(CrO2)+ H2O Cr(OH)3: （两性、还原性） Cr(OH)3 + 6H+ → Cr3+ + 3H2O Cr(OH)3 + OH- → CrO2- + 2H2O （4）Cr(Ⅵ)化合物（M2CrO4、M2Cr2O7或 MCrO4、MCr2O7) 1）重要的化合物 Na2CrO4、Na2Cr2O7 和K2CrO4、K2Cr2O7 BaCrO4、BaCr2O7、 PbCrO4、Ag2Cr2O7 Cr的配合物、Mo,W的多酸型配合物 2）重要的化学性质 ▲不稳定性（？）：K2Cr2O7 → 4K2CrO4 + Cr2O3 + 3O2 ▲氧化性：有较强的氧化性 Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + H2O E0 = 1.33V k2Cr2O7 +6FeSO4+7H2SO4→3Fe2(SO4)3+Cr2(SO4)3+K2(SO4)3+7H2O Cr2O72- + 6Br- + 14H+ → 2Cr3+ +3Br2 + 7H2O 3Br2 + 2Cr(OH)3 + H2O → 6Br- + Cr2O72- + 8H+
12第十二章 d区元素
Cr
2
O
2 7
-
1.33
Cr 3 + -0.41 Cr 2 + -0.91 Cr
-0.74
EB / V
CrO
2 4
-
-0.12
Cr(OH)
4
-1.1
Cr(OH) 2 -1.4
Cr
-1.3
2Cr(OH)
4
+ 3H 2O 2
+ 2OH
-
2CrO
24
+
8H
2O
三、单质铬的性质 ① 灰白色, 熔点沸点高，硬度大。 ② 活泼金属，表面已形成一层氧化膜，活泼性
•Fe，Co和Ni熔点接近。
氧化物
FeO CoO NiO 黑色 灰绿色 暗绿色
Fe2O3
Co2O3
转红色 黑色
FeO、CoO、NiO
Ni2O3 黑色
溶于酸
不溶于碱
Fe2O3 Co2O3 Ni2O3都有氧化性 氧化能力依次增强
M2O3 + 6HCl = 2MCl2 + Cl2 + 3H2O （M=Co、Ni）
Fe2+ Co2+ Ni2+
OH-
Fe(OH)2白色 Co(OH)2粉红色 空气
Co(OH)2绿色
Fe(OH)3红棕色 很快 CoO(OH)暗棕色 缓慢
因为 所以
Fe(OH)3
H+
CoO(OH)
NiO(OH)
4M3+ + 2H2O = 4M2+ + 4H+ + O2 2M3+ + 2Cl- = 2M2+ + Cl2
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3.物理性质
(1) 熔点、沸点高
熔点最高的单质：钨(W)
(2) 硬度大 (3) 密度大
熔点： 3410℃ 沸点： 5900℃
硬度最大的金属：铬(Cr)
以金刚石为10，铬为9
密度最大的单质：锇(Os)
(4) 导电性，导热性，延展性好
22.7gcm-3
4.离子呈现多种颜色
物质显色的原因是由于可见光作用到物质上以后物质
12.2.3（2）钒的化学性质
•价电子层结构3d34s2，主要氧化态+5，也能形成氧化态为 +4，+3，+2的化合物。化学性质相当复杂。
VO2+ 1.0 VO2+ 0.36 V3+
-0.25
-0.25
V2+ -1.2 V
17
12.2.3（3）钒的氧化物(V2O5)
•酸碱性: VO碱O2+ 2C +2Cl2 = TiCl4 +2CO 四氯化钛是无色液体，有剌鼻的气味，极易水解， 在潮湿的空气中由于水解而发烟——利用此反应可 制造烟幕：
•TiCl4高温氧化制备优质钛白——氩气氛保护下得Ti： TiCl4(l) +Mg = Ti +2MgCl2
16
12.2.3（1） 钒
•钒在地壳中的含量比锌、铜、铅等普通元素还要多，但分 布很分散，属稀有元素。 •钒被广泛用于制造特种钢和催化剂。
在钛的化合物中，以+4氧 化态的化合物最稳定。二 氧化钛在自然界中有三种 晶型：金红石、锐钛矿和 板钛矿。其中最重要的是 金红石，天然金红石中因 含少量杂质而呈红色或橙 色。
金红石的结构
13
12.2.1（3） 化学性质
•室温下金属钛较稳定，但受热时，钛可与许多非金属，如： 氧、氮、碳、卤素等反应。 •钛在室温下不能与水或稀酸反应，但可溶于浓盐酸或热的 稀盐中形成三价钛离子：
总趋势：从左至右活泼性降低
Mn
-1.18
稀 HCl H2SO4
等 Zn
-0.762
稀 HCl H2SO4
等
1. 第一过渡系的单质比第二过渡系的单质 活泼； 例：第一过渡系除Cu外均能与稀酸作用， 第二、三过渡系仅能溶于王水、 氢氟酸，而Ru,Rh,Os,Ir不溶于王水。
2. 与活泼非金属(卤素和氧)直接形成化合物。 3. 与氢形成金属型氢化物：
★.V2O5为砖红色粉末，无味、有毒，微溶，生产硫酸的催化剂。
V2O5制法：2NH4VO3 = 2NH3(g) +V2O5 + H2O(g)
•V2O5在冷碱液中生成正钒酸, 在热碱液中生成偏钒酸：
V2O5 + 6OH- = 2VO43- + 3H2O
V2O5 + 2OH- = 2VO3- + H2O
对可见光产生选择性的吸收、反射、透射、折射、散
射的结果。在可见光范围，波长等于400~730nm，
若选择性地吸收部分可见光后，它就会呈现出互补的
可见光部分的颜色。
7
d-d跃迁与物质的颜色*： 在配位体场的影响下，过渡金属离子的d轨道会发
生分裂，原来能量相同的5个d轨道会分裂成能量不 同的两组或两组以上的轨道，其能量差一般相当于 可见光的能量。
18
•V2O5与强酸反应（pH < 1） 得到的不是五价钒离子，而是含五价钒的钒氧离子：
V2O5 + 2H+ = 2VO2+ + H2O
•五氧化二钒具有氧化性，可以氧化盐酸：
57-71
89-103
2
第十六章 d区元素（一）
§16.1 d区元素概述 §16.2 钛 钒 §16.3 铬 钼 钨 多酸型配合物 §16.4 锰 §16.5 铁 钴 镍
§16.1 d区元素概述
16.1.1 d区元素通性
1.原子的价电子层构型：
(n-1)d1-10ns1-2
2.原子半径 原子半径变化示意图（d区的特殊性）
可溶该 稀 HCl
金属的 酸
H2SO4 等
Ti
-1.63
热 HCl HF Co
-0.282 缓慢溶解 在 HCl 等
酸中
V -1.2 (估算值) HNO3， HF 浓 H2SO4 Ni
-0.236
稀 HCl H2SO4 等
Cr -0.90
稀 HCl H2SO4
Cu +0.339
HNO3，浓 热 H2SO4
如：VH18，TaH0.76，LaNiH5.7 。 4. 与硼、碳、氮形成间充式化合物。
5.多种氧化态 红色为常见的氧化态
§12.2 钛 钒
12.2.1.（1）金属钛的物理性质
银白色光泽，熔点较高，密度比钢小，机 械强度大，抗腐蚀性很强。 航天、航海、军械兵器等部门不可缺少的 材料。
12.2.1 （2）钛的 化合物
第十六章 d区元素（一）
d区元素
（第4周期）第一过渡系元素: Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni （第5周期）第二过渡系元素: Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd （第6周期）第三过渡系元素: La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt （第7周期）第四过渡系元素: Ac, (104-112,人工合成元素)
2Ti+6HCl = 2TiCl3+3H2(g)
•钛与硝酸反应，因表面形成一层偏钛酸而使钛钝化：
Ti + 4HNO3= H2TiO3(s) + 4NO2(g) + H2O
•钛也可溶于氢氟酸，形成配合物：
Ti + 6HF = H2[TiF6] +2H2
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12.2.2（1） TiO2
•纯的二氧化钛是白色固体，不溶于水、稀酸或碱溶液中，但 能溶于热的浓硫酸或氢氟酸中：
含有d1-9电子组态的金属离子，因为轨道没有充满， d电子在吸收可见光光子的能量后，可以在不同的d 轨道之间跃迁，从而使物质显色，这种跃迁称为d-d 跃迁。
过渡金属离子显色主要是d-d跃迁和f-f跃迁引起的。
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5.化学性质
元素
Sc
E M2/M
---
V
可溶该
金属的 各种酸
酸
元素
Fe
E M2/M -0.409 V
TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O TiO2 + 6HF = H2[TiF6] + 2H2O
•纯净的二氧化钛称为钛白，是一种优良的白色颜料，具有 折射率高、着色力强、遮盖力大、化学性能稳定等优点。 •是纳米材料应用的先锋,纳米二氧化钛具有很高的光催化活 性，有抗菌作用。
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12.2.2（2） TiCl4 •TiO2在有碳参与下，加热进行氯化，可制得四氯化钛