【正文】 制備： 2 2 4T iO 2 C 2 Cl 4 T iC l 4 H Cl? ? ?第三節(jié) 釩 一、釩的單質(zhì) 二、釩的重要化合物 無機化學 一、釩的單質(zhì) 釩是 銀灰色 金屬，硬度比鋼大，其熔點、沸點比鈦高。xH2O)。此外，在生物醫(yī)學工程上，金屬鈦用于接骨。人們還認識到，由這些元素參與構成的活性配合物在生命活動中起著開關、調(diào)節(jié)、控制、傳遞、放大等作用，并且它們參與的生理生化反應常具有高選擇性、高效率和高收率的特點。上述離子中的金屬原子都處于最高氧化值，其形式電荷分別為 V5+、 Cr6+、 Mn7+，它們都具有 d0 電子組態(tài)。在過渡元素的高氧化值化合物中，含氧酸鹽較穩(wěn)定。 無機化學 有些過渡元素 (如 第 3~7 族元素 )的單質(zhì)，還能與原子半徑較小的非金屬元素 (如 B、 C、 N) 形成間充化合物。 在過渡元素中 ， 單質(zhì)密度最大的是 第 8 族的鋨 ，其次是銥、鉑、錸 。 同周期過渡元素的原子半徑隨著原子序數(shù)的增加而緩慢地減小。第十五章 d 區(qū)元素 (一 ) 第一節(jié) 過渡元素概述 第二節(jié) 鈦 第三節(jié) 釩 第四節(jié) 鉻、鉬和鎢 第五節(jié) 錳 無機化學 d 區(qū)元素和 ds 區(qū)元素位于元素周期表中部，左鄰 s 區(qū)元素而右 鄰 p 區(qū) 元素。同族過渡元素的原子半徑，除部分元素外，自上而下隨原子序數(shù)的增加而增大，但是第二過渡系元素的原子半徑比第一過渡系元素的原子半徑增大得較少，而第三過渡系比第二過渡系元素原子半徑增大的程度更小，這主要是由于鑭系收縮所導致的結果。這些金屬都比室溫下同體積的水重 20 倍以上，是典型的重金屬。這些化合物是 由 B、 C、 N 元素的原子鉆到金屬晶格空隙中而形成的，它們的組成往往是可變的，是非化學計量的，常隨 B、 C、 N 在金屬中溶解的量而改變 。 過渡元素的 較低氧化值的簡單離子 M2+ 和 M3+ 的氧化性一般都不強 (Co3+、 Ni3+、 Mn3+ 除外 )，都能與多種酸根離子形成鹽類。 V5+、 Cr6+、 Mn7+ 都 有較強的奪取電子的能力，這些酸根離子吸收了一部分可見光的能量后，氧陰離子的電荷會向金屬離子遷移。因此，人們期望通過微量元素與健康和疾病相關性的研究，揭示某些疾病發(fā)生和發(fā)展過程的機制，從而為這些疾病的治療開辟新的有效途徑，為人類的健康事業(yè)帶來福音。 無機化學 二、鈦的重要化合物 鈦可表現(xiàn)為 + + +4 等氧化值。在室溫下用堿作用于 Ti(Ⅳ) 鹽溶液所得的是 α鈦酸；而煮沸 Ti(Ⅳ) 鹽溶液使之水解 , 則得到 β 鈦酸。釩鋼具有很大的硬度、很高的彈性和優(yōu)良的抗磨損、抗沖擊性能，用于制造汽車和飛機。 無機化學 (二 ) 釩酸及其鹽 五氧化二釩溶于水生成釩酸。 在上述釩酸根中，因成酸元素的原子都多于一個，因此稱為 同多酸 ，它們的鹽稱為 同多酸鹽 。 Cr、 Mo、 W 元素都有6 個價電子，最高氧化值為 +6。常溫下，鉻能溶于稀鹽酸和濃硫酸中，鉬和鎢溶于硝酸和氫氟酸的混合溶液中，但鎢的溶解速度緩慢。 1. 氧化物及其水合物的性質(zhì) 金屬鉻在空氣中燃燒、重鉻酸銨受熱分解或用 3+ 3Cr 3 O H Cr ( O H )?? ↓ 無機化學 (2) 還原性：在堿性溶液中， Cr(Ⅲ) 具有較強還原性，可被氧化劑氧化成鉻酸鹽。它們都易水解，與適量堿作用時均可生成氫氧化物沉淀等。 H2CrO4 是二元中強酸 ,僅存在于溶液中 ,H2Cr2O7 是強酸。通常是在鉬酸銨溶液中加入鹽酸，析出 H2MoO4，再加熱焙燒得到 MoO3： 4 2 4 2 4 4( N H ) MoO + 2H Cl H MoO + 2N H Cl2 4 3 2H MoO MoO + H O↑ MoO3 是 白色 晶體，加熱時轉(zhuǎn)為 黃色 ，冷卻后恢復原來顏色，熔點為 1068 K，沸點為 1428 K，即使在低于熔點時也有顯著的升華現(xiàn)象。水合鉬酸是黃色晶體，逐漸加熱 至 334 K，脫水生成白色 的 H2MoO4。 鉬酸鹽和鎢酸鹽在酸性溶液中有很強的縮合傾向。在氧化劑存在下，金屬錳能與熔堿反應生成錳酸鹽： 2 2 4 2 2 M n 4 K O H 3 O 2 K M n O 2 H O? ? ?熔 融 無機化學 塊狀錳是白色的金屬，質(zhì)硬而脆，不能進行冷加工和熱加工。因此， Mn2+ 的配位個體大多顏色較淡或無色。 KMnO4 的主要性質(zhì)如下： (1) 強氧化性：在酸性溶液中， 是強氧化劑，本身被還為 Mn2+；在近中性溶液中，其還原產(chǎn)物 為 MnO2；在強堿性介質(zhì)中，其還原產(chǎn)物為 。 KMnO4 晶體加熱至 473 K 以上時，發(fā)生分解反應： (2) 不穩(wěn)定性： KMnO4 在溶液中可緩慢地發(fā)生分解反應： KMnO4 晶體與濃 H2SO4 溶液作用時，生成棕綠色的油狀物七氧化二錳。 Mn2+ 也能形成少數(shù)配位數(shù) 為 4 的 四面體配位個體， 由于 d 軌道在四面體配位個體中的分裂能較小，電子發(fā)生 dd 自旋禁阻躍遷所需能量相對較低， Mn2+ 的四面體配位個體通常顏色較深。錳鋼具有強度大、硬度高和耐磨、耐大氣腐蝕的特性。 鉻酸根離子也產(chǎn)生這種縮合現(xiàn)象，在 溶液中，加酸后得到 ，當酸性很強時，還可以形成 、 等多種鉻酸根離子。L1，溶液顯弱酸性。 WO3 為 淡黃色 粉末，加熱時變?yōu)?橙黃色 ，熔點為 1746 K，沸點為 2023 K。例如： +2 4 2 42A g 2C r O A g C r O??(磚紅色 ) ↓ 2+ 2 +2 7 2 42Pb C r O H O 2H 2PbC r O?? ? ?(黃色 ) ↓ 鉻酸鹽沉淀溶于強酸。 無機化學 (二 ) 鉻 (Ⅵ) 化合物 Cr(Ⅵ) 具有很強的極化作用，因此無論在晶體中或溶液中都不存在簡單 的 Cr6+。例如： 3 + 2 2 22 8 2 2 7 42 Cr + 3 S O + 7 H O C r O + 6 SO 1 4 H? ? ? ?? Cr2O3 和 Cr(OH)3 的主要性質(zhì)如下： (1) 兩性： Cr2O3 和 Cr(OH)3 具有明顯的兩性，與酸作用可生成相應的鉻 (Ⅲ) 鹽，與堿作用生成深 綠色的亞鉻酸鹽。鉻、鉬、鎢都是重要的合金元素。 Cr 元素的常見氧化值為 ++ +6，其氧化值為 +6 的化合物是強氧化劑。 無機化學 釩酸不但本身容易縮水成為多酸，并且也能與一些其他含氧酸縮水形