无机化学第十章副族元素
无机化学元素周期表
总趋势：随着原子序数的增大,原子半径自左至右减小.
同周期原子半径的变化趋势 (一)
解 释: 电子层数不变的情况下，有效核电荷的增大导致核对外层电子的引力增大.
解 释: ◆ 主族元素: 电子逐个填加在最外层, 对原来最外层上的电子的屏蔽参数(σ)小, 有效 核电荷(Z*) 迅速增大。例如, 由Na(Z=11)至Cl (Z=17), 核电荷增加6, 最外层3s电子 感受到的有效核电荷则增加4.56(由2.51增加至7.07)。 ◆ 过渡元素: 电子逐个填加在次外层, 增加的次外层电子对原来最外层上电子的屏蔽 较强, 有效核电荷增加较小。 ◆ 内过渡元素: 电子逐个填加在外数第三层, 增加的电子对原来最外层上电子的屏蔽 很强, 有效核电荷增加甚小。
同周期原子半径的变化趋势 (二)
相邻元素的减小幅度：主族元素 > 过渡元素 > 内过渡元素
◆ 第3周期前7个元素平均减小: [ r(Na) - r(Cl)]/6 = [191 pm - 99 pm]/6 = 15.3 pm ◆ 第一过渡系10个元素平均减小: [ r(Sc) - r(Zn)]/9 = [164 pm - 137 pm]/9 = 3.0 pm ◆ 镧系15个元素平均减小: [ r(La) - r(Lu)]/14 = [188 pm - 173pm]/14 = 1.1 pm
原子半径变化规律的形象表示
原子半径
镧系收缩的结果
B Zr和Hf B Nb和Ta B Mo和W 每对原子的原子半径和离子半径较接近，化学性质也十分相似，造成这三对元素在分离上十分困难。
镧系收缩
镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数 的增加而逐渐减小的现象称为镧系收缩。
电离能 I ( ionization energy)
高中化学专题复习--副族元素化学(共86张PPT)
黄 黄 砖红色
3．重铬酸盐的强氧化性：
φA （Cr2O72-/Cr3+）= 1.33V
φA （Cl2/Cl-）= 1.36V
例：K2Cr2O7 + 14 HCl(浓) = 2 CrCl3 + 3 Cl2↑+ 2 KCl + 7 H2O Cr2O72- + H+ + Fe2+ → Cr3+ + Fe3+ + I- → Cr3+ + I2 + H2O + H2C2O4（草酸 ） → Cr3+ + CO2↑
显然 CH+ ↗ 有利于缩合，形成多酸。
同多酸：同一种含氧酸分子缩合而成
多酸
如：H2Mo4O13（四钼酸），H10W12O41 (十二钨酸)
杂多酸：两种不同含氧酸分子缩合而成
如： H3[P W12O40] 十二钨磷杂多酸 H4[Si W12O40] 十二钨硅杂多酸
d 区元素的化学性质
氧化还原性 酸碱性 配位性 稳定性 各元素特异性
φ（VO2+/VO2+） == + 1.00 V
φ（Cl2/Cl- ） == + 1.36V
2 VO2+ + 4 H+ + 2 Cl –（浓）== （三）重要催化剂：
2 VO2+ +
Cl2↑ + 2 H2O
2 SO2（g） + O2 (g) V2 O5 2 SO3 (g)
铬（Chromium）及其化合物
6、过渡元素易形成配合物 过渡元素中心原子半径小，电荷高，有几个能级
相差不大的（n－1）d，ns，np轨道
元素周期表副族元素与八族元素
元素周期表副族元素㈠Cr铬铬符号Cr，银白色金属，在元素周期表中属ⅥB族，铬的原子序数24，原子量52，体心立方晶体，常见化合价为+3、+6和+2。
硬度高耐腐蚀，常用于合金的添加金属。
高中范围在对于铬，仅从几个有颜色变化的氧化还原反应的角度进行考察。
⒈Cr + 2HCl= CrCl2 + H2↑（2价铬是蓝色的）4CrCl2 + 4HCl + O2= 4CrCl3+ 2H2O（3价铬是绿色的）能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸，而生成蓝色溶液。
与空气接触则很快变成绿色，⒉酒精测试反应用重铬酸钾检验，反应为：2K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 8H2SO4=2Cr2(SO4)3 + 3CH3COOH +2K2SO4 + 11H2O重铬酸钾（6价铬元素）为橙红色，反应后变为绿色（3价铬元素），颜色变化很明显。
有时候用的是硫酸酸化处理的三氧化铬(CrO3），以硅胶为载体乙醇被三氧化铬氧化成乙醛，而三氧化铬中的六价铬被还原成了三价铬，出现了显著的颜色变化也就是3C2H5OH+2CrO3=3CH3CHO+Cr2O3+3H2O㈡锰锰它的原子序数是25，是一种过渡金属。
元素原子量：55，晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。
化合价+2．+3．+4．+6和+7。
其中以+2（Mn2+的化合物）、+4（二氧化锰，为天然矿物）和+7（高锰酸盐，如KMnO4）、+6（锰酸盐，如K2MnO4）为稳定的氧化态。
高中范围内以氧化锰，二氧化锰，锰酸钾，高锰酸钾为载体考察氧化还原反应⒈氧化锰灰绿色粉末。
不溶于水，可溶于酸。
用作催化剂。
结晶为面心立方晶格(氯化钠型)氧化锰与氯化铵溶液加热的时候可以发生反应2NH4Cl+MnO=MnCl2+2NH3+H2O氧化锰可以与水蒸气发生类似于水煤气的反应MnO+H2O=MnO2+H2⒉二氧化锰黑色无定形粉末，二氧化锰主要用途为制造干电池，如碳锌电池和碱性电池；也常在化学反应中作为催化剂。
化学课件(副族元素)
酸性的利用：金属焊接时常用ZnCl清洗金属 表面的氧化物。 2.卤化汞：Hg2++2I-=HgI2↓(红色） HgO+2HCl= HgCl2+H2O HgCl2：微溶于水，水解生成碱式盐沉淀，故配 置HgCl2溶液时适当加盐酸： HgCl2+H2O=Hg （OH）Cl ↓ +HCl 易不氨基反应生成白色沉淀： HgCl2+2NH3=Hg（NH2） Cl ↓ +NH4Cl 酸性溶液中： 2HgCl2+SnCl2=Hg2Cl2↓+SnCl4
Cd(OH)2:受热分解为棕褐色的氧化镉： Cd (OH)2→CdO+H2O(470k)
稳定性： Cd(OH)2＜ Zn(OH)2 碱性： Cd(OH)2> Zn(OH)2 CdO 的作用： CdO是共价化合物，难溶于水，显碱性。 在无机工业中用于制取各种镉盐；有机合成 中用于制造催化剂；电镀工业中用于配置镀 铜的电镀液；电池工业中用于制造蓄电池的 电极；颜料工业中用于制造镉颜料，应用于 油漆，玻璃搪瓷和陶器釉药中；冶金工业中 用于制造各种合金。
2 2
Hg Hg Hg
2 2 2 2 2 2
S
2
HgS Hg
2 3
CO
HgO Hg CO2
2
元素用途：常用于制造科学测量仪器（如气压计、温度计等）、 药物、催化剂、汞蒸气灯、电极、雷汞等。
一.锌副族元素的性质
• 1.锌副族元素的性质进丌及相应的碱土金属 活泼（d电子的屏蔽效应） • 2.不铜副族类似，按Zn、Cd、Hg的次序，金 属活泼性依次降低。 • 3.+1价的亚汞离子以二聚体 Hg 2 的形式存在 2 （ 2 惰性电子对效应） 6s • 4.锌副族元素的大多数化合物具有一定的共 价性，锌副族元素离子易形成配合物（离子 具18e构型）
副族元素
4.配合物 4.配合物
1). NH3 配合物
Fe2+ Fe3+ Co2+ Ni2+
NH3·H2O
Fe(OH)2↓ Fe(OH)3↓
NH3·H2O
不溶解 不溶解
O2 Cl2
NH3·H2O NH3·H2O
NH3·H2O
Co(OH)Cl↓ Ni2(OH)2SO4↓
NH3·H2O
Co(NH3)62+ Ni(NH3)62+
(09浙江省）已知右图中所有物质均为化合物，A、 C的 浙江省）已知右图中所有物质均为化合物， 浙江省
水溶液呈碱性， 是一种强碱， 水溶液呈碱性，且C是一种强碱， 的水溶液呈酸性。 F、G的水溶液呈酸性。B为红褐色 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 沉淀，化合物G在常温下呈气态， 其水溶液是一种常见的强酸， 其水溶液是一种常见的强酸，A、C、 焰色反应呈黄色。 D、E焰色反应呈黄色。A、D的水溶 液都有杀菌消毒作用。 液都有杀菌消毒作用。 A、B、C反 应时，物质的量之比为3 应时，物质的量之比为3：2：4。其它物质相互间的转 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生； 化关系如图所示(各反应在常温下即可发生；多数反应 的生成物没有写完整) 请写出：(1)A的化学 的生成物没有写完整)。请写出：(1)A的化学 的电子式： 式 NaClO ，C的电子式： ； (2)A、 三者发生反应的离子方程式： (2)A、B、C三者发生反应的离子方程式： 3NaClO+2Fe(OH)3+4NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O 。 (3)已知 已知D (3)已知D和G反应时还有使带火星的木条复燃的气体产 反应的化学方程式为： 。 生，则D和G反应的化学方程式为： 4Na2FeO4+20HCl=3O2↑+ 4FeCl3 + 8NaCl + 10H2O
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TiCl4 + 3H2O TiO2· H2O + 4HCl 2TiCl4+ Zn 2TiCl3 + ZnCl2 TiO2+ + H2O2[TiO(H2O2)]2+ 桔红色
Fe3+标准溶液滴定(NH4SCN作指示剂)
Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+
稍过量的Fe3+即显[Fe(SCN)6]3的血红色。
+3
氧化态
+6 (横线为常见氧化态) Fe +2、+3 Ru +4 Os +4、+6、+8
+6
2019/5/14
左 氧化态先升高后降低 右 上 同族 高氧 化态 趋向 稳定 下 元素 化学
3
d区元素的特性
单质的相似性
过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有光泽。除钪和 钛属轻金属外，其余均属重金属，其中以重铂组元素最重， 锇、铱、铂的密度依次为22.57、22.42、21.45g· cm3。 多数过渡金属(ⅡB族元素除外)的熔点、沸点高，硬度大。 过渡金属导电、导热、延展性均较好。
磁性及催化性
原子或离子具有未成对电子而呈顺磁性，其中铁系 元素(铁、钴、镍)还能强烈地被磁化而表现出铁磁性。 许多过渡元素的金属及其化合物具催化活性。 如：铁和钼是合成氨的催化剂。据认为, d 区元素的高催 化活性是因为它们的d 亚层容易得失电子。
d 区元素所有以上特征在不同程度上 与价层d 电子的存在有关，因而有人将d区 元素的化学归结为d 电子的化学。
2019/5/14 元素 化学 1
ý ¶ ¹ É Ô ª Ë Ø Ô × Ó ° ë ¾ ¶ 过渡元素的原子半径 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 20
副族元素性质PPT课件
阳离子
Sc3+、Ti4+ Ti3+ V4+ V3+
V2+、Cr3+ Mn3+ Cr2+ Mn2+ Fe3+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Cu2+ Zn2+
水合离子颜色
无色 紫色 蓝色 绿色 紫色 紫色 蓝色 肉色 浅紫色 绿色 粉红色 绿色 蓝色 无色
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二、d区元素
（一）钛分族
1、钛副族元素的基本性质 钛副族元素原子的价电子层结构为(n－1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最
[CrO4]2- 价电子对数=(6+2)÷2 = 4，对应4个杂化轨道。 [- Cr2O7]2 价电子对数=(6+2)÷2 = 4 ，对应4个杂化轨道。 [CrO5] 价电子对数=(6+4)÷2 = 5，对应5个杂化轨道。
根据参与成键的电子来源，参与杂化的原子轨道应是外层的s轨
道和次外层的d轨道。故可能的杂化轨道类型是：
（2）钼、钨的含氧酸及其盐 钼酸、钨酸与铬酸不同，它们是难溶酸，酸性、氧化性都较
0,2,3 4,5,6
0,2 3,4
0,2 3,(4)
*
1,2 3
(1) 2
2.
第4页/共72页
3.
第5页/共72页
4. 同一周期的d区或ds区元素性质的相似性。
（1）它们都是金属，硬度大，熔、沸点较高。第4周期d区元素都是比 较活泼的金属，能置换酸中的氢；而第5、6周期较不活泼，很难和酸作 用。
（2）除少数例外，它们都存在多种氧化态。第4周期d区元素最高氧化 态的化合物一般不稳定；而第5、6周期d区元素最高氧化态的化合物则比 较稳定，且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存 在，如WO3、WF6、MnO4-、FeO42-、CrO42-等，最低氧化态的化合物主 要以配合物形式存在，如[Cr(CO)5]2–。
副族元素性质归纳及解题分析
2、锌与稀的非氧化性酸（盐酸、硫酸）发应较快，与氧化 性酸（硝酸）反应产物较复杂。 44ZZnn++1100HHNNOO33((稀极)稀=4)=Z4nZ(Nn(ON3O)2+3)N2+2NOH↑+4N5HO23O+3；H2O
3、锌与镉、汞不同，具有两性，可溶于强碱溶液。
Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑ 4、锌与铝不同，可溶于氨水，形成配离子。
三、三氯化金
金在473K下同氯气作用，可得到褐红色的晶体三氯化金。在金 的化合物中，氧化态为+III的化合物最稳定，氧化态为+I的化合 物很容易转化成氧化态为+III的化合物。
3Au+=Au3++2Au K=[Au3+]/[Au+]=1013。
三氯化金在固态和气态时为二聚体结构。 Cl
Cl
Cl
Au
Au
I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl
Cu+CuCl2=2CuCl CuCl在不同浓度的KCl溶液中，可以形成配离子[CuCl2]、 [CuCl3]2、 [CuCl4]3。 （3）硫化亚铜：Ksp=2×1047，2Cu+S=Cu2S 2Cu2++2S2O32+2H2O=Cu2S↓+S↓+2SO42+4H+
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无机化学第十章副族元素
副族元素是指周期表中位于主族元素和过渡元素之间的一些元素。
它
们的原子结构和化学性质介于主族元素和过渡元素之间，具有一些特殊的
性质和用途。
本章将介绍副族元素的特点及其在生活和工业中的应用。
首先，副族元素包括硼（B）、硅（Si）、锑（Sb）、碲（Te）和钋（Po）。
它们的原子结构有一些共同特点，如较小的原子半径、较高的电
负性和较高的电离能。
这些特点使得副族元素在化学反应中具有一些独特
的性质。
硼是副族元素中最简单的元素，具有低密度、高熔点和高硬度等特点。
硼的化合物广泛应用于防火材料、玻璃制造和农业肥料等领域。
硅是地壳
中含量最丰富的元素之一，它在电子技术、材料科学和太阳能电池等领域
有着重要的应用。
锑是一种常见的矿物元素，具有金属和非金属的特性。
它广泛用于阻
燃剂、红外材料和合金制造等方面。
碲是一种光电材料，具有半导体和光
学特性，被广泛应用于红外探测器、太阳能电池和光纤通信等领域。
钋是
一种放射性元素，其同位素被用于医学诊断和治疗。
副族元素的化学性质也有一些共同特点。
由于原子结构的共同特点，
副族元素通常形成共价化合物，能够与非金属原子形成键合。
此外，副族
元素的氧化态比较复杂，可以显示不同的氧化态。
例如，硼的氧化态包括
B(III)和B(V)，锑的氧化态包括Sb(III)和Sb(V)。
副族元素的化学性质也受到其周期性表内位置的影响。
随着原子序数
的增加，副族元素的电子结构越来越复杂。
例如，硼的电子结构是
1s²2s²2p¹，而钋的电子结构是
2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁶6s²4f¹⁴5d¹⁰6p⁴。
这些电子结构的变化导致副族元素的化学性质有一定的差异。
总结来说，副族元素具有较小的原子半径、较高的电负性和较高的电离能。
它们在化学反应中表现出一些独特的性质，并且在生活和工业中有着广泛的应用。
通过研究副族元素的特点和性质，我们可以更好地理解和利用这些元素，为科学技术的发展做出贡献。