单质钴

一: 物理性质

   钴是具有金属光泽且略带灰色的金属。它的密度为8.90g/cm3，熔点1768K，沸点3143K。钴比较硬而脆，具有铁磁性和延展性。如SmCo5其永磁性大于其它磁性材料十倍以上，用在高磁性要求或超小型的设备和仪表等方面。

二: 化学性质
   由电极电势看出，钴是中等活泼的金属。其化学性质与铁，镍相似。在常温下，钴不与水和空气作用，高温下发生氧化作用。加热时，钴与氧，硫，氯，溴等发生剧烈反应，生成相应化合物。
   钴可溶于稀酸中，在发烟硝酸中因生成一层氧化膜而被钝化。钴会缓慢地被氢氟酸，氨水和氢氧化钠浸蚀。钴是两性金属。

　

钴的氧化物

一：CoO
   将Co(Ⅱ)的草酸盐在隔绝空气的条件下加热即可得到灰绿色的氧化亚钴CoO。
         CoC2O4 CoO + CO + CO2

   CoO显碱性，不溶于水，但溶于酸生成钴(Ⅱ)盐, 其还原性很弱。

二：Co2O3·H2O

   纯的无水Co2O3还未得到，只知有其一水合物Co2O3·H2O。在空气中加热钴(Ⅱ)的硝酸盐，草酸盐或碳酸盐，可得黑色的四氧化三钴Co3O4，因为在673-773K，空气中的氧能使钴(Ⅱ)氧化为钴(Ⅲ)。Co3O4是CoO和Co2O3的混合氧化物。

   Co2O3·H2O为强氧化剂，溶于酸后转为Co(Ⅱ)盐。

　

钴的氢氧化物

一：Co(OH)2

   在钴(Ⅱ)的盐溶液中加入碱，可得到粉红色的Co(OH)2沉淀。
           Co2+ + 2OH- Co(OH)2↓

   Co(OH)2在空气中不稳定，可慢慢地被氧化成棕色的Co(OH)3，若用氧化剂可使反应迅速进行：

           4Co(OH)2 + O2 + 2H2O 4Co(OH)3↓
           2Co(OH)2 + NaOCl + H2O 2Co(OH)3↓+ NaCl
           2Co(OH)2 + Br2 + 2NaOH 2Co(OH)3↓+ 2NaCl

   Co(OH)2的两性比较显著,既能溶于酸,也可溶于过量的浓碱:

           Co(OH)2 + 2H+ Co2+ + 2H2O

           Co(OH)2 + 20H- [Co(OH)4]2-
二：Co(OH)3

   因Co3+在水溶液中不能稳定存在，不能用钴(Ⅲ)盐溶液加碱来制取Co(OH)3，而只能用Co(OH)2与氧化剂反应得到。

   Co(OH)3是强氧化剂，它与盐酸反应时，能将Cl-氧化成Cl2。
           2Co(OH)3 + 6HCl 2CoCl2 + Cl2↑+ 6H2O

　

二氯化钴

   钴与氯直接反应可得二氯化钴。由于二氯化钴含结晶水数目不同而呈现不同颜色，它们相互转变温度和特征颜色如下：

CoCl2·6H2O

CoCl2·2H2O

CoCl2·H2O

CoCl2

(粉红)

(紫红)

(蓝紫)

(兰色)

   无水二氯化钴溶于冷水呈粉红色。做干燥剂用的硅胶常含有CoCl2，利用它在吸水和脱水而发生的颜色变化，来表示硅胶的吸湿情况。当干燥硅胶吸水后，逐渐由蓝色变为粉红色。再生时，可在烘箱中受热，又失水由粉红色变为蓝色，可重复使用。

　

钴(Ⅲ)盐

   钴的卤化物已制得有CoF3和CoCl3，前者受热即分解：
             2CoF32CoF2 + F2
后者在室温和有水时发生分解：
             2CoCl32CoCl2 + Cl2

　

钴的配合物

一：钴的氨配合物
   将过量的氨水加入Co2+离子的水溶液中，即生成可溶性的氨合配离子[Co(NH3)6]2+。不过[Co(NH3)6]2+不稳定，可被空气中的氧氧化成[Co(NH3)6]3+。
   Co3+离子在水溶液中很不稳定，氧化性很强，易还原成Co2+离子，所以钴盐在溶液中都是以Co2+离子存在。但当它形成氨合离子后，其电极电势发生了很大变化。
        [Co(NH3)6]3+ + e- [Co(NH3)6]2+         φθ=0.1V 
即由配合前的φθ=1.80V降至配合后的φθ=0.1V，这说明氧化态为+Ⅲ的钴由于形成氨合离子而变得相当稳定。以至空气中的氧就能把[Co(NH3)6]2+氧化成[Co(NH3)6]3+。
         4[Co(NH3)6]2+ + O2 + 2H2O 4[Co(NH3)6]3+ + 4OH-
   磁矩的测量也证明，[Co(NH3)6]2+仍保持着3个不成对的电子，而[Co(NH3)6]3+离子已没有未成对的电子。这也说明了为什么[Co(NH3)6]3+比[Co(NH3)6]2+稳定。

二：钴的SCN-的配合物

   Co2+离子与KSCN生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子，它不稳定, 在水溶液中易离解成简单离子。
            [Co(SCN)4]2- Co2+ + 4SCN-     K不稳=10-3   
但[Co(SCN)4]2-可溶于丙酮或戊醇，在这些有机溶剂中比较稳定，可用于比色分析中。
三：钴的氰根配合物
   用KCN处理钴(Ⅱ)盐溶液，有红色的氰化钴Co(CN)2析出。将它溶于过量的KCN溶液后，可析出紫色的K4[Co(CN)6]晶体。该配合物很不稳定，将它的溶液稍微加热，就会发生下列反应。
         2[Co(CN)6]4- + 2H2O 2[Co(CN)6]3- + 2OH- + H2↑
所以[Co(CN)6]4-是一个相当强的还原剂，相应的[Co(CN)6]3-则稳定得多。

四：钴的羰基配合物

1。[Co(CO)4]-

   在四羰基合钴酸根[Co(CO)4]-配离子中,Co的氧化数为-1,呈四面体构型.

2。[Co(CO)3NO]

   钴的羰基配合物与NO作用可生成羰基亚硝基配合物:

        Co2(CO)8 + 2NO 2[Co(CO)3NO] + 2CO 

在该配合物中,Co的氧化数为-1，而配体亚硝基是三电子配体。成键时，NO反键轨道中的这个电子转移给金属钴，使其显-1价。

3。Co2(CO)8
   Co2(CO)8为黄色晶体，可用下列方法制备：

        2CoCO3 + 2H2 + 8CO Co2(CO)8 + 2CO2 + 2H2O

   在Co2(CO)8中，钴的氧化态为0，Co与Co之间存在金属-金属键。

五：硝酸或亚硝酸配合物

   Co2+与NO3-能形成[Co(NO3)4]2-的配离子,其中钴的配位数为8,NO3-起双齿配体的作用.

   Co2+盐溶液以少量醋酸酸化后,加入过量的KNO2,加热后就会析出K3[Co(NO2)6]的黄色沉淀.

        Co2+ + 7NO2- + 3K+ + 2H+ K3[Co(NO2)6]↓+ NO + H2O