无机化学-铂系元素及其化合物-PPT课件.ppt

1、 除除 Os 呈蓝呈蓝白白色外，其余色外，其余铂系单质铂系单质均为银白色金属。均为银白色金属。 Pd，Pt 延展性好，便于机延展性好，便于机械加工。械加工。 21. 6 铂系元素的单质铂系元素的单质 Ru 2333 Rh 1963 Pd 1554 Os 3033 Ir 2446 Pt 1768 从左向右从左向右熔点逐渐下降熔点逐渐下降 Fe 1538 Co 1495 Ni 1455 与与 Fe，Co，Ni 的规律一致的规律一致 Pd 是所有金属中吸附是所有金属中吸附 H2 能力能力最强的。最强的。 金属钯吸收氢的过程中导电性能金属钯吸收氢的过程中导电性能下降，直到组成约为下降，直到组成约为 P

2、dH0.5时变成半时变成半导体为止。导体为止。 氢首先在氢首先在 钯的钯的 表面表面 化学化学吸附，压力大时进入金属晶格。吸附，压力大时进入金属晶格。钯吸收大量的氢，并不降低其钯吸收大量的氢，并不降低其延展性，这是与其他金属完全延展性，这是与其他金属完全不同的。不同的。 铂系单质中与氧气反应活铂系单质中与氧气反应活性最高的是性最高的是 Os 粉末状的粉末状的 Os 在室温下即可在室温下即可以被空气中的氧气所氧化生成黄以被空气中的氧气所氧化生成黄色的色的OsO4 Os（粉状）（粉状） + 2 O2 OsO4 与氧气反应活性较低的块与氧气反应活性较低的块状状 Ir 在空气中加热时，只能生在空气中加

3、热时，只能生成氧化膜成氧化膜 ，而反应活性最低的，而反应活性最低的 Pt 连氧化膜也不生成。连氧化膜也不生成。 铂系单质铂系单质与酸反应与酸反应化学活性极差化学活性极差 其中其中 Pd 最活泼，最活泼，尚需尚需硝酸才能硝酸才能溶解。溶解。 其次是其次是 Pt，要王水才能溶解。要王水才能溶解。 例如，在例如，在铂坩铂坩埚中进行埚中进行 SiO2 和和HF（aq） 的反应。的反应。 Pt 不溶于氢氟酸，加上延展性不溶于氢氟酸，加上延展性好，可以制成坩埚、蒸发皿，用于处好，可以制成坩埚、蒸发皿，用于处理氢氟酸理氢氟酸参与的反应参与的反应。 铂器皿十分贵重，使用时铂器皿十分贵重，使用时要认真要认真阅读

4、说明书，不可违章操作。阅读说明书，不可违章操作。 但熔融但熔融状态的状态的 NaOH 对对 Pt 有有腐蚀作用腐蚀作用，高温时硫与铂有一定的化，高温时硫与铂有一定的化合作用。合作用。 有的铂系单质与碱共熔融，并有的铂系单质与碱共熔融，并在氧化剂存在时，可以成盐。在氧化剂存在时，可以成盐。 钌与过氧化钠共熔融，将生成钌与过氧化钠共熔融，将生成橙色的钌酸钠。橙色的钌酸钠。 Ru + 3 Na2O2 Na2RuO4 + 2 Na2O 熔融熔融锇也有类似的反应锇也有类似的反应 Os + 3 Na2O2 Na2OsO4 + 2 Na2O 熔融熔融 锇与氢氧化钠共熔融，在空锇与氢氧化钠共熔融，在空气参与下

5、将生成黄红色的锇酸钠气参与下将生成黄红色的锇酸钠 2 Os + 4 NaOH + 3 O2 2 Na2OsO4 + 2 H2O 熔融熔融 21. 7. 1 铂系元素的铂系元素的简单化合物简单化合物 Ru 和和 Os 有有 MO4 四四氧化物，氧化物，其中其中 M 的的氧化数为氧化数为 8。 21. 7 铂系元素的化合物铂系元素的化合物 1. 氧化物氧化物 Os + 2 O2 OsO4500 OsO4 浅黄色晶体，极毒，浅黄色晶体，极毒，易挥发易挥发。 OsO4 可以由单质可以由单质 Os 在在空气中直接与空气中直接与 O2 化合制得化合制得 Ru + 3 Na2O2 Na2RuO4 + 2 N

6、a2O熔融熔融 RuO4 不能不能由单质由单质直接直接化合化合制制得，要先制得橙色的得，要先制得橙色的钌酸盐钌酸盐 RuO4 在在 25 以下以下为为黄色黄色针状晶体，易挥发，极毒。针状晶体，易挥发，极毒。 再制备再制备 RuO4 3 Na2RuO4 + NaClO3 + 3 H2SO4 3 RuO4 + NaCl + 3 Na2SO4 + 3 H2O Pd 只有二价氧化物，只有二价氧化物，PdO 为为黑色黑色，可以，可以直接氧化制得直接氧化制得 其余铂系元素均有其余铂系元素均有 MO2（IV）氧化物。氧化物。2 Pd + O2 2 PdO 2. 卤化物卤化物 铂系元素中，除铂系元素中，除 P

7、d 外外，均有均有六氟化物六氟化物，如浅黄色的如浅黄色的 IrF6六氟化六氟化铱可以有单质直接化合制得铱可以有单质直接化合制得 Ir + 3 F2 IrF6 黑色的黑色的RhF6 也可以由类似的反应也可以由类似的反应制得：制得： Rh + 3 F2 RhF6 RhF6 是铂系元素六氟化物中稳是铂系元素六氟化物中稳定性最差的一个，干燥的定性最差的一个，干燥的RhF6可以可以与玻璃作用与玻璃作用 。Xe + PtF6 Xe PtF6 MF6 是强氧化剂是强氧化剂。 第一个稀有气体化合物第一个稀有气体化合物，就是就是用用 PtF6 作作氧化剂制备的氧化剂制备的 Xe PtF6 属于离子化合物，属于离

8、子化合物，可以表示成可以表示成 Xe+ PtF6 Pt 和王水反应，得到和王水反应，得到 H2 PtCl6 ， H2 PtCl6 分解得分解得 PtCl4 H2 PtCl6 PtCl4 + 2 HCl Ru和和Os也有四氯化物，但是也有四氯化物，但是Pd只有二氯化物。只有二氯化物。 PdCl2 溶液可用溶液可用于于鉴定鉴定 CO CO + PdCl2 + H2O Pd + CO2 + 2 HCl 溴化物和碘化物的氧化数较溴化物和碘化物的氧化数较低，一般只有低，一般只有 MX2，MX3。 这是因为这是因为 Br，I 的半径的半径较大，空间效应不利。较大，空间效应不利。 21. 7. 2 铂系元素

9、的配位化合物铂系元素的配位化合物 1. 卤素配位化合物卤素配位化合物 铂系元素单质与碱金属卤化物，铂系元素单质与碱金属卤化物，在在 Cl2 气流中加热可制得卤素气流中加热可制得卤素配位配位化合化合物，如物，如 2 Rh + 6 NaCl + 3 Cl2 2 Na3 RhCl6 其中最重要的是氯铂酸其中最重要的是氯铂酸 H2 PtCl6 ，即用王水溶解金属即用王水溶解金属 Pt 的产物。的产物。 配体多为配体多为 F 和和 Cl，中心多为中心多为 Pd和和 Pt 。 这类络酸、络酸盐是铂系重要化合这类络酸、络酸盐是铂系重要化合物。物。 PtCl4 + 2 HCl H2 PtCl6 PtCl4 溶

10、于盐酸也得溶于盐酸也得 H2 PtCl6 用类似的方法也可以制得氯铂酸用类似的方法也可以制得氯铂酸的盐类，如氯铂酸铵的盐类，如氯铂酸铵 PtCl4 + 2 NH4Cl NH4 2 PtCl6 （ ） Pt（IV）有一定的氧化性有一定的氧化性 K2 PtCl6 + K2C2O4 K2 PtCl4 + 2 KCl + 2 CO2 氧化数氧化数 IV III II IV K2 PtCl6 ，K2C2O4， K2 PtCl4 ， CO2 2. 乙烯基配位化合物乙烯基配位化合物K Pt C2H4 Cl3 H2O称为蔡斯称为蔡斯（Zeise）盐盐（ ） 1830年前后年前后，丹麦人蔡斯成功分离出丹麦人蔡斯

11、成功分离出 Pt C2H4 Cl3 离子的盐类离子的盐类。 （ ） Pt C2H4 Cl3 的中心的中心 Pt 经经 dsp2 杂杂化形成化形成 4 条杂化轨道条杂化轨道，指向平面正方形的指向平面正方形的 4 个顶点个顶点 （ ） 3 个个 Cl 配体处于正方形的配体处于正方形的 3 个顶个顶点，其点，其 3p 轨道的电子对配入轨道的电子对配入 Pt 的的 dsp2 杂杂化轨道形成化轨道形成 3 个配位键。个配位键。 正方形的第正方形的第 4 个顶点为乙烯分子个顶点为乙烯分子占据，乙烯中占据，乙烯中 CC 连线垂直于正方连线垂直于正方形所在平面，形所在平面，4 个个 H 向外伸展。向外伸展。

12、1 Pt 的的 dsp2 杂化轨道杂化轨道2 Pt 的的 d 轨道轨道3 乙烯的空乙烯的空 * 反键分子轨道反键分子轨道4 乙烯的乙烯的 成键分子轨道成键分子轨道 K Pt C2H4 Cl3 应命名为三应命名为三氯氯（ -乙烯）合铂（乙烯）合铂（II）酸钾）酸钾 （ ） 3. 羰基配位化合物羰基配位化合物以以 Os 为中心为中心形成形成六配位八面体构型。六配位八面体构型。 Os2 CO 9 中中 Os 为零氧化态。为零氧化态。（ ） Os2 CO 9 中的中的 Os，其价电，其价电子构型为子构型为 5d6 6s2（ ） 5 d 6 s6 p 在配体在配体 CO 的作用下，的作用下，Os 的的价

13、层电子重排成价层电子重排成 5d8 6s0 5 d 6 s6 p 形成形成 6 条条 d2sp3 不等性杂化轨道不等性杂化轨道 5 d 6 s6 pMM端羰基端羰基 6 条条 d2sp3 不等性杂化轨道不等性杂化轨道 酮式羰基酮式羰基 Os d6 s2 8 电子电子 Os 周围周围电子总数电子总数 1 个酮式个酮式羰基羰基 1 电子电子 4 个端个端羰基羰基 8 电子电子 1 个个 OsOs 1 电子电子 电子总数电子总数 共共 18 电子电子 每个每个 Os 周围均有周围均有 18 个电子，满足个电子，满足18 电子规则，故电子规则，故 Os2 CO 9 可以稳定可以稳定存在，其中的存在，其中的 Os 被稳定在零氧化态。被稳定在零氧化态。（ ） 更为罕见的是，形成羰基配位化更为罕见的是，形成羰基配位化合物可以将金属稳定在负氧化态。合物可以将金属稳定在负氧化态。 如如 Ru CO 4 2 （ ） 它它是稳定的配离子，其中是稳定的配离子，其中 Ru 被被羰基稳定在羰基稳定在 2 氧化态氧化态。 Ru2 7 + 1 + 2 10 电子电子 Ru 的电子构型为的电子构型为 4d7 5s1 端端羰基羰基 2 4 8 电子电子 电子总数电子总数 共共 18 电子电子 Ru CO 4 2 中中 Ru 周围周围电子总数电子总数（ ）