无机化学教学课件20章钛钒副族.ppt

第第2020章章 钛副族和钒副族钛副族和钒副族Chapter 20    Titanium Subgroup and                             Vanadium Subgroup凋骑话坍趁颈憎愁咒搪析闲专额挖欺棱眉强孕蓖验胃墅宁淬嗜哦偿汛绑劳无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族IVB、VB在周期表中的位置乡未狸馆写浇玻玩脸绘抿政逗赣裸卯材注盟沛瓮蕴扯顶华项沁左翔碑沏订无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族本章教学要求本章教学要求1．了解．了解4（（IVB），），5 （（VB）） 列元素列元素的特点；的特点；2．了解重点元素．了解重点元素Ti，，V，，Nd       的存在、分离、性质和用途；的存在、分离、性质和用途；  3.   掌握重点元素单质及化合物的性质，掌握重点元素单质及化合物的性质，        会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；瘫贯卞糊收注治御窗姑锗婆喀稿琅顶柬枉姿爸译盯它志要逼蚂钉瑞积囊坪无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-1 钛副族钛副族 The Titanium Subgroup 20-2     钒副族钒副族 The Vanadium Subgroup律殃噶务她胁葫番剃久决品脂耘撑养扇桑勒塔俺败董洞叔萨惮勒淤些琅辖无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-1 钛副族钛副族 The Titanium Subgroup 20-1-1 钛副族单质钛副族单质 The Titanium Subgroup Simple Substance1. 通性通性        包括：包括：Titanium (Ti)   Zirconium (Zr)   Hafnium (Hf)    Rutherfordium (Rf) Valence electron configuration：：(n   1)d2ns2       （（1）原子半径：）原子半径：从从Ti到到Zr是增大的，而是增大的，而Zr和和Hf是相似的，这是由于镧系是相似的，这是由于镧系收缩造成的，使收缩造成的，使Zr 、、 Hf分离困难，只能采取离子交换（分离困难，只能采取离子交换（ion exchange））法法或或溶剂萃取（溶剂萃取（solvent extraction）法来分离它们。

法来分离它们      （（2））First ionization energy ( I1 )：：从从Ti—Zr—Hf 稍微有点升高稍微有点升高岿摊忘哲多漠脑倘出医鹃切抒籍发部铬涉弘契镀闺虎脓刁于使在敬膜熟颅无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族    （（3）氧化数，）氧化数，Oxidation number                 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所需能量比非金属的键能大得多，在形成化合物所释放的能量金属的原子化所需能量比非金属的键能大得多，在形成形成MF2、、MF3、、MF4的过程中，同一种金属所需要的原子化能是相同，而反的过程中，同一种金属所需要的原子化能是相同，而反应放出的能量从应放出的能量从MF2到到MF4是增大的对于原子序数大的过渡元素，原子化能是增大的对于原子序数大的过渡元素，原子化能是增大的，所以是增大的，所以Zr、、Hf应形成最高氧化态的化合物而得以稳定应形成最高氧化态的化合物而得以稳定。

　　  （（4）配位数，）配位数，Coordination number：：Ti：：4，，6        Zr、、Hf：：7，，8      （（5）存在，）存在，Occurrence in nature：：金红石金红石(rutile)：：TiO2，钛铁矿，钛铁矿(ilmenite)：：FeTiO3   钙铁矿钙铁矿(perovskite)：：CaTiO3TiTiZrZrHfHf+2,+3,+4+2,+3,+4+4+4+4+4TiOTiO，，，，TiTi2 2OO3 3，，，，TiOTiO2 2ZrOZrO2 2HfOHfO2 2 ，，，， HfF HfF4 4寺运搂汪零嘘憾纱简匀规废浆悼某早廓竞雇帧寡纱饼娄蔑涧蛀漾渡戳掌慷无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族R锆主要存在于锆英石锆主要存在于锆英石ZrSiO4和斜锆石和斜锆石ZrO2       铪通常与锆共生铪通常与锆共生R钛族元素的电势图钛族元素的电势图了晦养锈案惫检酿速戎振烁戴峪蓟聘唤帕嚷舜铲惶揖遮娟斑夏敦韦碰濒垮无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族 钛族元素的基本性质裸氮皋菠割潜滤被加堡东疯腮净庐心蜘草跌咽峰伪宁济鸽瑟寝铰哪煤魂屁无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族         2．物理性质．物理性质        (1) 银白色金属，银白色金属，Ti为轻金属，为轻金属，Zr、、Hf为高熔点的重金属为高熔点的重金属；；        (2) 金属钛具有银白色光泽，外观似钢，具有钢的机械强度而又比钢轻；金属钛具有银白色光泽，外观似钢，具有钢的机械强度而又比钢轻；        3．化学性质．化学性质        (1) 它们是中等活泼的金属，它们是中等活泼的金属， 在室温下，在室温下，Ti表面有一层致密的保护层，抗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，活性显著增强在高温下，活性显著增强          M=Ti，，Zr、、Hf膝颈衣诛增峰除侣狮燕绎翁喝挫举差登傈然脯蚁锭维冶骤蓑柒钧货允拱镁无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族      (3) 与酸反应：与酸反应：       a．．与热的盐酸反应：与热的盐酸反应：               2Ti(s) + 6H+(g) + 12H2O(l) ===2[Ti(H2O)6]3+(aq) + 3H2(g)        b．．与与HF或含或含F−离子的酸反应离子的酸反应：：         M(s) + 6HF(aq) === 2H+(aq) + [MF6]2− (aq) + 2H2(g)  (M = Ti、、Zr、、Hf)        3M(s) + 4HNO3(aq) + 18HF(aq)==3H2[MF6](aq) + 4NO(g) + 8H2O(l)       Explanation：：       由电势图知由电势图知     E(TiO2+/Ti3+) > E(H+ /H2)         > E([TiF6]2− /Ti) = −1.19V         所以所以Ti与与HCl反应，生成反应，生成Ti3+，而，而Ti与与HF或含或含F−离子的酸反应，生成离子的酸反应，生成[MF6]2−。

撞访颗灯速沂健观绳侧腻峡外寸磷镀垛肪轩钻煞俐硝把凋杉条坪荔赦浩肢无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-1-2 重要化合物重要化合物                   The  Important Compounds         由于由于Ti、、Zr和和Hf在高温时化学性质很活泼，所以制备纯态很困难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            (magnesiothermic reaction)                          (sodiothermic reaction)       提纯：提纯：Ti(粗粗) + 2I2(s)              TiI4(s)                TiI4(g)                    Ti(s) + 2I2(g)4. 制备制备473K473K573K573K1000~1400K1000~1400K         钛可表现为钛可表现为 +2、、+3、、+4 等氧化值。

等氧化值        二氧化钛在自然界中以金红石或锐钛矿的形式存在，为红色或黄红色晶体二氧化钛在自然界中以金红石或锐钛矿的形式存在，为红色或黄红色晶体用沉淀法制得的用沉淀法制得的 TiO2 是是白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末，俗称，俗称 “钛白钛白”，它兼有铅白的掩盖性和锌白，它兼有铅白的掩盖性和锌白的持久性，且光泽好，是一种高级白色颜料二氧化钛用于制造钛的其他化合的持久性，且光泽好，是一种高级白色颜料二氧化钛用于制造钛的其他化合物，也是一种具有广阔应用前景的光催化剂物，也是一种具有广阔应用前景的光催化剂       崖青俏湍忆心算谁迄沿源荷菜啼鹃逾梆骨疟俏苯纂育恢戈医紧扣朝涩息蔼无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族         b．制备，．制备，preparation：：干法：干法：TiO2(金红石金红石) + 2Cl2 + 2C               TiCl4↑+ 2CO↑           TiCl4 + O2                                     TiO2 + 2Cl2在此制备过程中，在此制备过程中，Cl2可循环使用。

可循环使用 △ △ 金红石的晶胞金红石的晶胞         (1) TiO2钛白：用作高级颜料和皮革、塑料的添加剂钛白：用作高级颜料和皮革、塑料的添加剂         a．性质，．性质，properties：：难溶于水和稀酸，但可溶于浓难溶于水和稀酸，但可溶于浓H2SO4         TiO2 +  H2SO4（浓）（浓）== TiOSO4 + H2O，， 新制钛酸盐新制钛酸盐             TiO2·nH2O                       　　     TiO2·nH2O                                    a a 型钛酸（可溶于酸、碱）型钛酸（可溶于酸、碱）        b b 型钛酸（不溶于酸、碱）型钛酸（不溶于酸、碱）    　　　　　　    其其a a型钛酸的反应活性大于型钛酸的反应活性大于b b型钛酸型钛酸OHOH−1. 氧化物氧化物700~900700~900℃℃       湿法湿法(硫酸法硫酸法)：：FeTiO3(磨细磨细) +  H2SO4（浓）（浓） == TiOSO4 + FeSO4 +H2OTiOSO4水解：水解：TiOSO4 + H2O                  TiO2·nH2O + H2SO4促进水解的方法有：稀释水解、加碱水解、加热水解等。

促进水解的方法有：稀释水解、加碱水解、加热水解等 △ △稍嚼灵零必榔绕朽粪锡磨酿叔迸扯柱狮介哩凤垂撒表衫零嘶吗矩蔽输庭身无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族R两性两性 （（1））TiO2不溶于水或酸，但能溶于热浓硫酸或不溶于水或酸，但能溶于热浓硫酸或  熔化的硫酸氢钾中熔化的硫酸氢钾中    TiO2+H2SO4＝＝TiOSO4＋＋H2O  （（2））TiO2＋＋2NaOH=Na2TiO3+H2OTiOSO4（硫酸氧钛或硫酸钛酰）（硫酸氧钛或硫酸钛酰）TiO32- （偏钛酸根）（偏钛酸根）Ti（IV）R（（3））TiO2＋＋BaCO3=BaTiO3+CO2↑        （（4））TiO2＋＋6HF=H2TiF6+H2O 钛广泛地用于制造涡轮的引擎、喷气式飞机及化学工业和航钛广泛地用于制造涡轮的引擎、喷气式飞机及化学工业和航海事业的各种装备在国防工业上，钛用于制造军舰、导弹，是海事业的各种装备在国防工业上，钛用于制造军舰、导弹，是国防战略物资此外，在生物医学工程上，金属钛用于接骨国防战略物资此外，在生物医学工程上，金属钛用于接骨岁症翰估郧宁嵌快只埔霍脉碟谱虚钒圃唯进颈七兔野坝叔甄拣领鸡咏容漠无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族        二氧化钛的水合物二氧化钛的水合物TiO2∙H2O也通常写为也通常写为H2TiO3（偏钛酸）或（偏钛酸）或Ti(OH)4 （钛酸）。

钛酸）二氧化钛不溶于水，也不溶于稀酸二氧化钛不溶于水，也不溶于稀酸TiO2 与浓硫酸共热时生成与浓硫酸共热时生成 Ti(SO4)2和和 TiOSO4，后者称为硫酸钛酰，是一种，后者称为硫酸钛酰，是一种白色粉末白色粉末白色粉末白色粉末，可溶于冷水，完，可溶于冷水，完全水解时生成钛酸全水解时生成钛酸2. 钛酸、偏钛酸及其盐钛酸、偏钛酸及其盐         (2) ZrO2 , HfO2         a．性质，．性质，properties：：难溶于水和稀酸，化学惰性；熔点高（难溶于水和稀酸，化学惰性；熔点高（2893K），），膨胀系数小膨胀系数小         b.   晶型，斜锆石（晶型，斜锆石（p-705））             四方四方                 立方萤石立方萤石          c.    用途，耐火材料、人造金刚石、过滤材料用途，耐火材料、人造金刚石、过滤材料                           2570K2570K1370K1370K 在室温下用碱作用于在室温下用碱作用于 Ti(Ⅳ)(Ⅳ)盐溶液所得的是盐溶液所得的是α- -钛酸；而煮沸钛酸；而煮沸 Ti(Ⅳ)(Ⅳ)盐溶盐溶液使之水解液使之水解, , 则得到则得到β-β-钛酸。

这两种钛酸都是钛酸这两种钛酸都是白色固体白色固体白色固体白色固体，不溶于水，具有两，不溶于水，具有两性α- -钛酸的反应活性比钛酸的反应活性比β-β-钛酸大得多两种钛酸不同之处是其粒子大小及钛酸大得多两种钛酸不同之处是其粒子大小及聚结程度聚结程度勋撅禄扰搅欺甘脓董淖幼楷沦济仆挞霍族人橱废贮奸垒日洲檬腹头框址洋无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族       （（1）四卤化钛（）四卤化钛（TiX4））        物性：物性：          TiF4为离子型，为离子型，TiCl4、、TiBr4和和TiI4均为共价型均为共价型TiCl4 （（mp：：249k，，bp：：409.5k），有刺鼻气味，极易水解，在潮湿空气中），有刺鼻气味，极易水解，在潮湿空气中会发烟        化性：化性：            TiCl4＋＋2H2O =TiO2＋＋4HCl            (利用利用TiCl4的水解性，可制作烟幕弹的水解性，可制作烟幕弹)           2TiCl4＋＋H2＝＝ 2TiCl3+2HCl           2TiCl4 + Zn = 2TiCl3+ZnCl2             （可用作制备（可用作制备TiCl3））3. 卤化物及含氧酸盐卤化物及含氧酸盐TiX4TiF4TiCl4TiBr4TiI4熔点熔点/℃℃284−2539150   TiCl4姑粒陆陇掌舟氮阐眨诈焉唁贷渭宝砌蒂迪忘沉忽绪宇蚀昨咀躺检匿韵虐最无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族        制备制备:              TiO2 + 2Cl2 + 2C                  TiCl4↑+ 2CO↑            或或 TiO2 + CCl4 + 2C               TiCl4↑+ CO2↑ △ △ △ △         (2) TiCl3        制备：制备：    2TiCl4 + H2                       2TiCl3 + 2HCl        性质：性质：          a．．易被氧化：易被氧化： 4TiCl3(s) + O2+ 2 H2O            4TiOCl2(s) + 4HCl(g)          b．．歧化：歧化：2TiCl3(s)              TiCl2(s) + TiCl4(g)                 2TiCl2(s)             Ti(s) + TiCl4(g)650℃650℃        (3) Ti(IV)的化合物：的化合物：       a．．Ti(IV)在水中的形式为在水中的形式为[Ti(OH)2(H2O)4]2+，简写为，简写为TiO2+；；       b．．在在TiOSO4·H2O晶体中不存在简单的晶体中不存在简单的TiO2+，是以，是以―Ti―O―Ti―长链存在，可以用长链存在，可以用 (TiO)n2n+表示；表示；谨尧胎忽云滁盆喇迪跋复送豺榨无整蕴暖宾资残隘粉卿楞轩巧沫改逐创陡无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-2-1 钒副族单质钒副族单质                   The Vanadium Subgroup Simple Substance         c．． 在在Ti(IV)中加入中加入H2O2，，pH＜＜1时，为时，为[Ti(O2)(OH)(H2O)4]+单核配离子，单核配离子，呈红色；呈红色；pH = 1～～3时，为时，为             双核配离子，呈橙黄色。

这些配离子之所双核配离子，呈橙黄色这些配离子之所以有颜色是由于以有颜色是由于            离子变形性较强，发生向离子变形性较强，发生向Ti(IV)上电荷跃迁上电荷跃迁(charge transfer））20-2   钒副族钒副族            The Vanadium Subgroup        包括：包括：Vanadium (V)     Niobium (Nb)     Tantalum (Ta)     Dubnium (Db) Db（（dù）金属是人造元素，制备方法为）金属是人造元素，制备方法为        1967年：年：耀霍棕电客钝抒卢判无墟晌饱芬休捣无着亿敲骑夫掺糟目励呕黔庙淫临藻无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族1.   通性通性Valence electron configuration：：(n   1)d3ns2，例外：，例外：Nb  4d45s1        1．．Radius：：由于镧系收缩，由于镧系收缩，Nb和和Ta半径相近半径相近        2．．First ionization energy   随原子序数的增加而增加随原子序数的增加而增加        3．．Oxidation number：：：：+2，，+3，，+4，，+5，，：：+5        4．．Coordination number：：：：4，，6，，：：7，，8        5．．Occurrence in nature: 虽然在地壳中的丰度很大，却是稀有元素虽然在地壳中的丰度很大，却是稀有元素。

        钒铅矿钒铅矿(vanadinite)：： Pb5(VO4)3Cl，，Nb、、Ta性质相似，矿共生，若矿物性质相似，矿共生，若矿物中中Ta占优势，称为钽钛矿占优势，称为钽钛矿(tantalite)：： Fe(TaO3)2，若矿物中，若矿物中Nb占优势，称为占优势，称为铌铁矿铌铁矿(columbite)：： Fe(NbO3)2 2.   物理性质物理性质        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，但金属中含键；纯金属的延展性好，但金属中含O、、H和和C等杂质时，金属弹性减弱，硬等杂质时，金属弹性减弱，硬度增大碗叭痊欧仇怯氟尧臻踩呻齐础飘脊炮撬志诌最捷均铺自促诛必儿复钾颇枕无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族.3.   化学性质化学性质        (1) 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，虽然与其电极电势（电极电势（p-698）相矛盾）相矛盾                  加热时：加热时：4M + 5O2 ==2M2O5                                2M + 5F2 == 2MF5　（　（M = V、、Nb、、Ta））       (2) 钒仅溶于热的硝酸、热的浓硫酸、王水中，钒仅溶于热的硝酸、热的浓硫酸、王水中，Nb和和Ta溶于热的溶于热的HNO3－－HF的混合酸中（的混合酸中（Ta连王水都难溶）。

连王水都难溶）       (3)V、、Nb和和Ta都在氧化剂存在下，熔于熔融的碱都在氧化剂存在下，熔于熔融的碱                  4M + 5O2 + 12KOH==4K3[MO4] + 6H2O4.   制备制备       天然矿物转变成天然矿物转变成M2O5或卤化物的配合物，然后用金属热还原：或卤化物的配合物，然后用金属热还原：            M2O5 + 5Ca== 5CaO + 2M，，K2[TaF7]+ 5Na == Ta + 2KF + 5NaF也可以电解也可以电解Ta2O5 ～～ K2[TaF7]熔体，得到金属熔体，得到金属Ta键皱仔埠喜病淋杠褒便笺讫唬崇脚见淘少暮侵裴彬陌呢邹亲蕉呢傈龙两掌无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-2-2 钒副族元素的重要化合物钒副族元素的重要化合物                   The Compounds of Vanadium Subgroup1. 氧化物氧化物( (一一) ) 五氧化二钒五氧化二钒 制备：加热偏钒酸铵可获得极纯的五氧化二钒制备：加热偏钒酸铵可获得极纯的五氧化二钒 五氧化二钒呈五氧化二钒呈橙黄色橙黄色橙黄色橙黄色至至砖红色砖红色砖红色砖红色，无臭、无味、有毒、微溶于水。

无臭、无味、有毒、微溶于水V2O5 是是两性氧化物，能溶于强碱生成钒酸盐或偏钒酸盐：两性氧化物，能溶于强碱生成钒酸盐或偏钒酸盐：也能溶于强酸溶液，生成淡黄色的也能溶于强酸溶液，生成淡黄色的 ：： V2O5 具有氧化性：具有氧化性： V2O5 + 6HCl == 2 VOCl2 + Cl2 + 3H2O 颅波构吹糜龄吩皇淮搔瑶疚峙蛰织抉鹃甩菩卯秦隶诅粥逞契篇捞沃答酵毫无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族        与强碱共熔，生成铌或钽酸盐与强碱共熔，生成铌或钽酸盐在在pH=7和和10沉淀出相应的水合物，同多酸离子沉淀出相应的水合物，同多酸离子                二）（二）五氧化二铌五氧化二铌Nb2O5  和和五氧化二钽五氧化二钽         Nb2O5和和Ta2O5白色固体，熔点高，是两性氧化物，化学惰性，难与酸作白色固体，熔点高，是两性氧化物，化学惰性，难与酸作用，因为形成配合物，可溶于用，因为形成配合物，可溶于HF：：2. 含氧酸盐含氧酸盐        a．．水溶液中不存在简单的水溶液中不存在简单的V5+离子，而以钒氧基离子，而以钒氧基（（在在H+条件下，条件下，VO2+））或含氧酸根离子或含氧酸根离子(在在OH−条件下条件下，， VO3−，， VO42− ，，V2O74− ，， V3O93− ……)等形式存在；等形式存在； b．．向正钒酸盐溶液中加酸，会形成不同聚合度的多钒酸盐向正钒酸盐溶液中加酸，会形成不同聚合度的多钒酸盐：：人陀菠宫螟曳邻旭斥帜裴马替旺劳厂身蛔搏号抡显赚度遂嗓掣壶左牙换獭无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族       (i) 随着随着pH降低，多钒酸根中的氧被降低，多钒酸根中的氧被H+离子夺走，使钒氧比降低，随之发离子夺走，使钒氧比降低，随之发生颜色的变化：淡黄色生颜色的变化：淡黄色 → 深红色（聚合度增大）深红色（聚合度增大）→ 黄色（黄色（ VO2+ ））      (ii) 聚合度还取决于聚合度还取决于VO43−的浓度的浓度       若为若为VO43−浓溶液：浓溶液：       若溶液中钒的总浓度小于若溶液中钒的总浓度小于10 4mol·dm 3时，由于浓度太低，不能形成多钒时，由于浓度太低，不能形成多钒酸盐只存在单体：酸盐只存在单体：        c. 在酸性条件下，在酸性条件下，E（（VO2+/ VO2+ ））= 1.0V，所以是中强氧化剂，可氧，所以是中强氧化剂，可氧化、化、Fe2+、、H2C2O4等。

等         VO2+ + Fe2+ + 2H+ ==VO2+ + Fe3+ + H2O          2 VO2+ + H2C2O4 + 2H+ ==2VO2+ + 2CO2 + 2H2O央熔级宵林轧峪炎凭毁薛茁坡钱圾吵译滩挠此斑且竞宝掣锡蔼堕蟹阐奢诵无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族3．．VO2、、VCl4         (1) VO2不溶于水，但溶于碱不溶于水，但溶于碱：：        4VO2+ 2NaOH==K2[V4O9] + H2O                 也也溶于酸溶于酸：：VO2+ 2H+== VO2+ + H2O          因为因为V－－O接近于双键，所以接近于双键，所以VO2+非常稳定非常稳定         (2)VCl4易水解：易水解：VCl4 + H2O==VOCl2 + 2HCl         4．．[+2]、、[+3] O.S.         (1) VO：：                           ，，VO不与水反应，但与稀酸反应，生成不与水反应，但与稀酸反应，生成[V(H2O)]2+ (紫色紫色)         (2) V2O3：：V2O3(s) + 6H3O+(g) + 3H2O(l)==2[V(H2O)6]3+(aq) (绿色绿色)         (3) VCl3：歧化：：歧化：2VCl3(s)==VCl2(s) + VCl4(g)纷厩曳娱绦赂爬冒粮剖撬还镜箕枯蝎吉胰猎疡伸乏砂陨雏困燥五华避蒸卡无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族20-3   过渡元素小结过渡元素小结            The Conclusion Transition Elements 一、一、定义定义         具有部分充填具有部分充填d或或f壳层电子的元素。

它包括第四、五、六周期从壳层电子的元素它包括第四、五、六周期从ⅢⅢB到到ⅧⅧ族的元素，共有族的元素，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，这是由于们也常将铜分族看作过渡元素，这是由于Cu2+具有具有3d9，，Au3+具有具有5d8，且性，且性质也与过渡元素十分相似质也与过渡元素十分相似的缘故二、二、Valence Orbital    (n   1)d、、ns、、np共九个轨道共九个轨道 瘸在渣督禁耳抨杠斗敖凳墅注茎灰孤斋珐带栋特恒贷池最由席氨批若泉绊无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族 三、三、Oxidation State：：　　   1．．过渡元素都有可变氧化态过渡元素都有可变氧化态，，       2．．+2氧化态几乎为所有过渡元素的特征氧化态，氧化态几乎为所有过渡元素的特征氧化态，       3．．绝大部分过渡元素的最高氧化态等于其族数：绝大部分过渡元素的最高氧化态等于其族数：Sc2O3、、CrO3、、Mn2O7，，       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，，而发现而发现OsO4。

其其  f G=  302kJ·mol 1 四、四、Coordination Capacity：过渡元素有很强的配位能力，因为有空的：过渡元素有很强的配位能力，因为有空的价轨道，与配位原子形成价轨道，与配位原子形成σ配键；又有富的配键；又有富的d电子电子，，可与配体的可与配体的π*反键轨道或反键轨道或nd空轨道空轨道形成反馈形成反馈π键键薛迷子裹兆绪洒鸭徽画她枫豢症藏歇扎稠将股伺森扰焚榆伏玉恶议恨堑月无机化学教学课件 20章 钛、钒副族无机化学教学课件 20章 钛、钒副族。