第8章过渡金属元素

第八章络合物（配位化合物）化学基础【竞赛要求】场理论。

Ti(H2O)36的颜色。

路易斯酸碱的概念。

【知识梳理】一、配合物基本知识1、配合物的定义由中心离子（或原子）和几个配体分子（或离子）以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，通常称为配位单元。

凡是含有配位单元的化合物都称作配位化合物，简称配合物，也叫络合物。

[Co(NH3)6]3+，[Cr(CN)6]3–，Ni(CO)4都是配位单元，分别称作配阳离子、配阴离子、配分子。

[Co(NH3)6]Cl3、K3[Cr(CN)6]、Ni(CO)4都是配位化合物。

[Co(NH3)6]、[Cr(CN)6]也是配位化合物。

判断的关键在于是否含有配位单元。

思考：下列化合物中哪个是配合物①CuSO4·5H2O②K2PtCl6③KCl·CuCl2④Cu(NH2CH2COO)2⑤KCl·MgCl2·6H2O⑥Cu(CH3COO)2注意：①配合物和配离子的区别②配合物和复盐的区别2、配合物的组成中心离子内界单齿配体配位体多齿配体配合物螯合配体外界（1）配合物的内界和外界以[Cu(NH3)4]SO4为例：[Cu(NH3)4]2+SO24内界外界内界是配位单元，外界是简单离子。

又如K3[Cr(CN)6]之中，内界是[Cr(CN)6]3–，外界是-1-K可以无外界，如Ni(CO)4但不能没有内界，内外界之间是完全电离的。

（2）中心离子和配位体中心离子:又称配合物的形成体，多为金属（过渡金属）离子，也可以是原子。

如Fe3+、Fe、Co、Ni、Cu、Co等，只要能提供接纳孤对电子的空轨道即可。

配位体:含有孤对电子的阴离子或分子。

如NH3、H2O、Cl－、Br－、I－、CN－、CNS－等。

（3）配位原子和配位数配体中给出孤对电子与中心离子直接形成配位键的原子，叫配位原子。

配位单元中，中心离子周围与中心离子直接成键的配位原子的个数，叫配位数。

配位化合物[Cu(NH3)4]SO4的内界为[Cu(NH3)4]2+，中心Cu2+的周围有4个配体NH3，每个NH3中有1个N原子与Cu2+配位。

高中化学过渡金属教案教学目标：1. 了解过渡金属的基本性质和特点；2. 掌握过渡金属的电子排布规律；3. 了解过渡金属的反应特点及应用。

教学重点：1. 过渡金属的电子排布规律；2. 过渡金属的反应特点及应用。

教学难点：1. 过渡金属的复杂电子排布规律；2. 过渡金属在化学反应中的角色。

教学准备：1. 实验器材：过渡金属元素样品、试管、试剂等；2. 教学资料：过渡金属相关的教材、PPT等；3. 教学环境：化学实验室或教室。

教学过程：一、导入（5分钟）通过展示过渡金属元素的化学性质和应用场景引入课题。

二、讲解过渡金属的基本性质和特点（10分钟）1. 介绍过渡金属的通用性质，如金属性、导电性等；2. 分析过渡金属元素的电子排布规律，引导学生了解过渡金属的复杂电子结构。

三、展示实验（15分钟）1. 展示过渡金属元素的实验现象，如溶解性、形成配合物等；2. 让学生根据实验现象尝试解释过渡金属的反应特点。

四、讨论与练习（15分钟）1. 针对过渡金属的反应特点开展讨论，引导学生归纳总结；2. 给学生提供练习题目，并指导学生思考过渡金属的应用场景。

五、总结与展望（5分钟）对本堂课的内容进行总结，并引导学生展望过渡金属在未来的研究和应用。

六、作业布置（5分钟）布置相关的作业，巩固学生对过渡金属的理解和应用。

教学反思：通过本节课的教学，学生对过渡金属的基本性质和反应特点有了更深入的了解，同时也培养了学生的实践能力和探究精神。

在未来的教学中，可以结合更多的实验案例和应用场景，提高学生对过渡金属的兴趣和理解深度。

过渡元素金属性变化规律金是元素周期表中的第79号元素，是一种重要的过渡金属元素。

金具有许多特殊性质，其中包括其独特的金色、良好的导电性和导热性等。

金的属性很大程度上取决于其化学环境和物理状态。

在本文中，我们将探讨过渡元素金的属性变化规律。

金的基本性质金的原子序数为79，原子量为197，具有原子序数较高的特点。

金的化学符号为Au，是元素周期表中的d区过渡金属元素之一。

金是一种稀有金属，自古以来就被用作珍贵的贵金属。

金的金属特性使其具有良好的导电性和导热性。

金具有优秀的化学稳定性，不容易被氧化或腐蚀。

因此，金常被用于珠宝、金币、电子器件等领域。

金的物理性质金是一种黄金色的金属，具有较高的密度和较高的熔点。

在常温下，金为固体，具有良好的延展性和韧性。

金具有优异的光学性能，可用于反射镜、光学镜片等光学器件。

金的密度为19.32克/立方厘米，熔点达到1064摄氏度，沸点约为2856摄氏度。

金是一种化学稳定的金属，不容易与其他元素发生化学反应。

金的化学性质金是一种化学不活跃的元素，通常以+1和+3的价态存在。

金通常被用作催化剂、电极和电镀等材料。

金在水中不溶解，但可以与氰化物形成配合物。

金的氧化性较低，对许多酸和碱都不会发生化学反应。

金可以与银、铜、铂等金属形成合金，提高其物理性能。

金的属性变化规律金在化学环境和物理状态下表现出不同的属性。

在不同温度和压力下，金的密度、熔点和电导率等性质会发生变化。

金在不同价态下的化合物也具有不同的化学性质。

金的属性变化规律受到化学环境和外部力的影响。

金的物理性质会随着温度和压力的变化而发生改变，这些变化反映了金在不同条件下的稳定性和活性。

综上所述，金作为一种过渡元素具有丰富的属性和特性，其属性变化规律受到多种因素的影响。

深入研究金的属性变化规律有助于更好地理解金的特性和应用。

第8章习题1 回答下列问题：(1) 指出下列离子中，哪些能发生歧化反应？Ti3＋、V3＋、Cr3＋、Mn3＋。

解：Mn3＋。

(2) Cr3＋与Al3＋有何相似及相异之处？若有一含Cr3＋及Al3＋的溶液，你怎么样将它们分离？解：均显两性，前者易生成配合物而后者不易。

可加入氨水，前者生成氨的配合物溶液，后者生成Al(OH)3沉淀。

(3) 为什么氧化CrO2－只需H2O2或Na2O2而氧化Cr3＋则需强氧化剂？解：CrO2－的还原性强于Cr3＋。

此外，它们的氧化产物都是含氧酸盐，但在由CrO2－和Cr3＋变成含氧酸盐对过程中，前者因本身含的O多，所以消耗的水(或OH－)少于后者，消耗水(或OH－)的过程中的能量效应(耗能)对它们的电极电势值、亦即它们的还原性将产生影响。

(4) 铁、钴、镍氯化物中只见到FeCl3而不曾见到CoCl3、NiCl3；铁的卤化物常见的有FeCl3而不曾见到FeI3。

为什么？解：Co3＋、Ni3＋具有强氧化性和Cl－具有还原性，所以CoCl3、NiCl3不能稳定存在，Fe3＋的氧化性稍弱但I－的还原性很强，故FeI3也不能稳定存在。

(5) 为什么往CuSO4水溶液中加入I－和CN－时能得到Cu(I)盐的沉淀，但是Cu2SO4在水溶液中却立即转化为CuSO4和Cu？解：由于φθ(Cu＋/Cu)＜φθ(Cu2＋/Cu＋)，Cu＋在水溶液中有自发进行岐化反应的倾向，所以Cu2SO4在水溶液中能立即转化为CuSO4和Cu。

但φθ(CuI/Cu)＞φθ(Cu2＋/CuI)和φθ(CuCN/Cu)＞φθ(Cu2＋/CuCN)，所以CuI、CuCN可以稳定存在，不会发生歧化。

这是因为Cu＋被I－、CN－束缚到了沉淀之中，降低了Cu＋的浓度，亦即改变了Cu＋/Cu和Cu2＋/Cu＋电对的电极电势之故。

(6) 为什么d区元素容易形成配合物？而且大多具有一定的颜色。

解：①过渡元素有能量相近的属同一个能级组的(n－1)d、ns、np九条价电子轨道。

高中化学元素周期表化学教案第一章：元素周期表的发现与发展1.1 元素周期律的发现1.2 元素周期表的编制1.3 元素周期表的演变与发展第二章：元素周期表的结构2.1 周期表的横行与纵列2.2 周期表的周期与族2.3 周期表的区块与间隙第三章：元素周期律的规律3.1 原子序数的递增规律3.2 原子半径的变化规律3.3 元素化合价的变化规律第四章：元素周期表的应用4.1 元素的查找与识别4.2 元素周期表在化学反应中的应用4.3 元素周期表在物质制备中的应用第五章：元素周期表与化学键5.1 离子键与元素周期表5.2 共价键与元素周期表5.3 金属键与元素周期表第六章：主族元素的结构与性质6.1 碱金属族元素6.2 碱土金属族元素6.3 卤族元素6.4 稀有气体元素第七章：过渡金属元素的结构与性质7.1 过渡金属元素的电子排布7.2 过渡金属元素的化学反应7.3 过渡金属元素的合金与应用第八章：镧系元素与锕系元素8.1 镧系元素的结构与性质8.2 锕系元素的结构与性质8.3 镧系元素与锕系元素的应用第九章：元素周期表与生物体9.1 生物体中的主要元素9.2 元素周期表在生物体中的应用9.3 元素周期表与生物化学反应第十章：元素周期表与环境保护10.1 环境中的有害元素10.2 元素周期表在环境保护中的应用10.3 元素周期表与可持续发展第十一章：现代化学元素周期表的研究11.1 元素周期表的新发现11.2 超重元素与合成元素11.3 元素周期表的未来发展趋势第十二章：元素周期表与量子化学12.1 量子化学基本原理12.2 元素周期表中的量子化学现象12.3 量子化学在元素周期表研究中的应用第十三章：元素周期表与材料科学13.1 元素周期表在材料制备中的应用13.2 纳米材料与元素周期表13.3 新能源材料与元素周期表第十四章：元素周期表与化学教育14.1 元素周期表在化学教学中的应用14.2 元素周期表教育的重要性14.3 元素周期表教育的发展趋势第十五章：元素周期表与化学研究的前沿15.1 元素周期表中的未解之谜15.2 元素周期表在化学研究中的应用15.3 元素周期表与化学科学的未来重点和难点解析本文主要介绍了高中化学元素周期表的相关知识，包括元素周期表的发现与发展、结构、规律、应用以及与化学键、生物体、环境保护等方面的关系。

第八章硅中的杂质半导体硅晶体是高纯材料，对杂质的引入非常敏感，人们有意掺入电活性杂质(如硼、磷等)，来控制它的电学性能，以制造不同功能的器件。

但是，在硅晶体生长和器件制造的工艺过程中，常常会由于各种原因无意地引入电活性或非电活性的杂质，这些杂质或者它们所造成的二次缺陷对硅材料和器件的性能有破坏作用，因而引起人们的高度重视。

一般在硅晶体中无意引入的杂质可分为两大类，一类是轻元素杂质，包括氧、碳、氮和氢杂质；另一类是金属杂质，主要是指铁、铜和镍等3d过渡金属。

这些杂质由不同的途径进入硅晶体，对它的机械和电学性能也有不同的影响。

在7．1．1节中已一般地讨论了作为硅中的非本征点缺陷即硅中的杂质的一般性质和行为，本章分别介绍氧、碳、氮、氢杂质和过渡金属杂质在硅中的基本性质，它们在硅中的沉淀，它们之间的相互作用，以及它们对硅材料和器件性能的影响。

8．1 硅中的氧氧是直拉(CZ)硅单晶中最主要的杂质，已被研究四十多年。

硅中的氧浓度一般在1017～1018cm-3数量级，以间隙态存在于硅晶格中。

氧是在晶体生长过程中被引入的，在随后的器件制造工艺过程中，由于硅晶体经历了各种温度的热处理，过饱和的间隙氧会在硅晶体中偏聚和沉淀，形成了氧施主、氧沉淀及二次缺陷。

这些和氧有关的缺陷，对硅材料和器件具有有利和不利的两个方面。

有利的方面是它们能结合器件工艺，形成内吸杂，可以吸除金属杂质；氧杂质还能钉扎位错，提高硅片机械强度。

不利的方面是当氧沉淀过大时，又会导致硅片的翘曲；氧沉淀还能引入大量的二次缺陷。

对硅材料和器件的电学性能有破坏作用。

在半导体硅材料大规模应用的早期，人们认为氧仅仅是有害杂质，努力使之在硅晶体中的浓度降低，在70年代末，人们认识到它能提高硅片的机械强度以及可能具有内吸杂效应，可以加以应用。

在现代硅材料生产中，氧的浓度通常被控制在所需要的范围。

本节介绍硅中氧的引入、硅中氧的基本性质以及它对硅材料和器件性能的影响，还阐述热施主和新施主的性质，重点介绍硅中氧沉淀的形核、长大、形态以及影响氧沉淀生成的因素，最后介绍了内吸杂的概念。