过渡金属课件.pptxVIP

过渡金属;按定义，还包括La系元素和Ac系元素。IIIB族的六、七周期一般叫做内过渡元素，常单独讲解。且因为Sc、Y（ⅢB族）的性质与La系元素相似，十七个元素一并称作稀土元素。

Ac系元素有锕、钍、镤、铀等15个元素，均为放射性元素；内容自学。

本章过渡（Ⅰ）主要介绍：Ti，V，Cr，Mo，W，Mn；以及各同族的Zr、Hf、Nb、Ta等;§20—2Ti副族;然而，Ti的性能非常优秀，强度大，比重轻，耐腐蚀。硬度与钢铁差不多，但比重小一半d=4.43g/cm3,稍比Al大，但强度（硬度）是Al的2倍。这对航空业的材料是最好的选择。在宇宙火箭和导弹中，就大量用Ti代替钢。另外，Ti粉可用做燃料，能放出大量热，是火箭的好燃料。所以，Ti被誉为宇宙金属、空间金属。产品中70%用于飞机、火箭、导弹…。所以人们是这样描述的：人类对金属的应用，如果把Cu当作第一代，Fe第二代，Al第三代，则，Ti就是超越了前辈的第四代金属。;一、单质性质;??A

TiF62－－1.19Ti

TiO2+-0.1Ti3+-0.37Ti2+-1.63Ti

?

Zr4+_____-1.53_____Zr

Hf4+_____-1.70_____Hf

从??A来看，Ti的还原性非常强，与Al相近，但为何惰性？

因为，Ti表面有一层致密的、钝性的氧化物保护膜。但在热条件下：;Ti+HCl→TiCl3+H2（加热条件下）

Ti+HNO3→H2TiO3↓+NO（加热条件下）

与碱不反应，与HF易反应：

Ti+6HF→TiF62-+2H2+2H+

高温下，能直接与许多非金属形成很稳定、很硬、很难熔的TiN，TiC，TiB，TiB2，或与许多金属形成金属间化合物。其中在1800~2000℃下发生反应：Ti+C→TiC（黑色）。TiC熔点3100℃，硬度高，是目前效率最高的切削加工钢材的刀具材料。

r-TiAl，金属间合物，高硬度比，耐高温，抗氧化性，抗形变性，极具潜力的航空材料。;Ti的冶炼;二、钛的重要化合物;2．?BaTiO3：压电效应材料

TiO2+BaCO3→BaTiO3+CO2↑（熔融状态下）

压电晶体，在超声波中，受压产生电流。电流的强弱可指示超声波的强度。或是通变频电流，则产生超声波。

应用：超声发生器、置于铁轨下，可测量火车通过时压力、脉搏记录器、煤气炉打火等。;3．TiCl4

制备：TiO2+2Cl2+2C=TiCl4↑+2CO↑

（800~900℃下反应）（加热条???下反应）

类似反应：Al2O3+3C+3Cl2→2AlCl3+3CO

（亲氧元素）B2O3+3Cl2+3C→2BCl3+3CO

SiO2+2Cl2+2C→SiCl4+2CO

TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）

△H?=149kJ·mol-10,△s?=41J·mol-1·K-10

高温下，△G?≤0,T转=149×1000/41=3634K

（3000℃还不会反应）

但加C后，上述反应，△H?=－72K，△s?=220（＞0）（任意温度都可进行），仅加C还原不出这些金属，以下不同：;SnO2+2C=Sn+2CO↑

PbO+C=Pb+COBi2O3+3C=2Bi+3CO

PbO+CO=Pb+CO2FeO+CO=Fe+CO2

如下是好方法：用COCl2,SOCl2,CHCl3,CCl4等氯化试剂：TiO2+CCl4=TiCl4↑+CO2↑(770K)

TiCl4为分子晶体，mp250K，bp409K

AlCl3在453K就升华了

TiCl4在常温下是液体，有极强的水解性。

TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl

应用：①军事上，烟雾弹，经久不散

②农业上，水解物白烟雾，就如棉被，对植物保暖防冻。;⒋Ti(IV)配位化合物

过渡金属离子易成配合物为特点

在水中，可以H2O为配位体，但不是[Ti（H2O）6]4+，而是[TiO(H2O)4]2+或

[Ti(OH)2(H2O)6]2+；同时有，[TiF6]2-,[TiCl6]2-,[Ti(NH3)4]4+

特别指出，H2O2中的过氧离子，易转移到高价过渡金属当配体，并有特殊颜色，作为鉴定或测定方法。如：定性判断Ti的存在

P940Ti(IV)中，加入H2O2

在强酸中，pH1红色

在稀酸中，中性