第13章 ds区元素
第十三章 d区和ds区元素
13.1 d区元素通性
(1)熔点、沸点高; 熔点最高的单质: 钨(W,3410±20℃) (2)硬度大; 硬度最大的金属: 铬(Cr),硬度仅次于金刚石. (3)密度大; 密度最大的单质: 锇(Os,22.48g· cm-3) (4)导电性、导热性、延展性好.
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13.2 铬的主要化合物
K2Cr2O7 + H2SO4(浓)→ K2SO4 + 2CrO3(暗红色针状结晶) + H2O 在酸性介质中要将Cr3+氧化只有采用强氧化剂, 如K2S2O8: 3+ 22Cr +3S2O8 +7H2O→Cr2O72-+6SO42-+14H+ 氧化值为+3和+6的Cr在酸碱性介质中的相互 转化关系为: OH-,氧化剂 [Cr(OH)4]CrO42OH- H+
过氧化铬很不稳定,在乙醚或 戊醇中较稳定: Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)化合物均有毒, 且后者毒性更大.
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13.2 铬的主要化合物
Cr3+的鉴定也可以有不同的方法,但是它们 都是在过量OH-的条件下用H2O2将Cr3+氧 化为CrO42-,然后加入不同的试剂: 方法:
(Ni2+/Ni) = -0.25V (Pd2+/Pd) = +0.92V (Pt2+/Pt) = +1.2V(估计值)
(Zn2+/Zn) = -0.763V (Cd2+/Cd) = -0.403V (Hg2+/Hg) = +0.854V
ds区元素
1ds区元素1.1 本章学习要求(1)掌握铜和银的重要化合物的性质，Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的相互转化。
(2)掌握锌和汞的重要化合物的性质，Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)的相互转化。
(3)了解镉的重要化合物性质。
(4)了解含汞、镉废水的处理。
ds区元素包括铜族元素(铜、银、金)和锌族元素(锌、镉、汞)。
这两族元素原子的价电子构型与其它过渡元素有所不同，为(n-1)d10n s1~2。
由于它们的次外层d能级有10个电子(全满结构)，而最外层的电子构型又和s区相同，所以称为ds区。
1.2 铜族元素通性和单质1.2.1概述ⅠB族元素包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)三种元素，通常称为铜族元素。
铜族元素原子的价电子构型为(n-1)d10n s1。
最外层与碱金属相似，只有1个电子，而次外层却有18个电子(碱金属有8个电子)。
因此与同周期的ⅠA族元素相比，铜族元素原子作用在最外层电子上的有效核电荷较多，最外层的s电子受原子核的吸引比碱金属元素原子要强得多，所以铜族元素的电离能比同周期碱金属元素显著增大，原子半径也显著减小，铜族元素单质都是不活泼的重金属，而相应的碱金属元素的单质都是活泼的轻金属。
表 1.2-1 碱金属与铜族元素比较自然界的铜、银主要以硫化矿存在，如辉铜矿(Cu2S)，黄铜矿(CuFe S2)，孔雀石[Cu2(OH)2C O3]等；银有闪银矿(Ag2S)；金主要以单质形式分散在岩石或沙砾中，我国江南、甘肃、云南、新疆、山东和黑龙江等省都蕴藏着丰富的铜矿和金矿。
铜族元素密度较大，熔点和沸点较高，硬度较小，导电性好，延展性好，尤其是金。
1克金可抽3公里长的金丝，可压成0.1微米的金箔，500张的总厚度比头发的直径还薄些。
金易生成合金，尤其是生成汞齐。
铜是宝贵的工业材料，它的导电能力虽然次于银，但比银便宜得多。
目前世界上一半以上的铜用在电器、电机和电讯工业上。
铜的合金如黄铜(Cu-Zn)、青铜(Cu-Sn)等在精密仪器、航天工业方面都有广泛的应用。
ds区元素实验报告
ds区元素实验报告DS区元素实验报告导言：DS区（Discovered and Studied Zone）是指科学家们在研究中发现并深入研究的区域。
在这个实验报告中，我们将探索DS区中的元素，了解它们的性质和特点，以及它们在自然界和人类生活中的应用。
一、氢元素的探索和性质氢是宇宙中最常见的元素之一，它在地球上以气体的形式存在。
氢具有轻质、可燃、无色无味等特点，是一种非常重要的元素。
在实验中，我们通过电解水的方法制取氢气，并观察了氢气的燃烧现象。
氢气的燃烧产生的唯一产物是水，这使得氢成为一种清洁的能源选择。
二、氧元素的探索和性质氧是地球上最常见的元素之一，它占据了地球大气中的大部分。
氧是一种无色、无味、无臭的气体，对于维持生命至关重要。
在实验中，我们通过加热高锰酸钾制取氧气，并观察了氧气对燃烧的促进作用。
氧气是一种强烈的氧化剂，许多物质在氧气中能够燃烧。
此外，氧气还广泛应用于医疗、工业和冶金等领域。
三、碳元素的探索和性质碳是地球上最丰富的元素之一，它存在于各种有机物中。
碳具有多种形态，如石墨、金刚石等。
在实验中，我们通过加热蔗糖制取活性炭，并观察了活性炭对吸附的作用。
碳具有良好的导电性和热导性，因此被广泛应用于电池、电子产品和高温材料等领域。
四、铁元素的探索和性质铁是地球上最常见的金属元素之一，它广泛存在于地壳和岩石中。
铁具有良好的导电性和磁性，是一种重要的结构材料。
在实验中，我们通过还原铁矿石制取铁，并观察了铁的磁性。
铁在建筑、交通工具和机械制造等领域有着广泛的应用。
五、硫元素的探索和性质硫是地球上一种常见的非金属元素，它存在于地壳、水体和生物体中。
硫具有黄色，有刺激性的气味，以及较低的熔点和沸点。
在实验中，我们通过加热硫磺制取硫酸，观察了硫酸的酸性反应。
硫在化学工业、农业和医药领域有着广泛的应用。
结论：通过对DS区中的元素进行实验探索，我们深入了解了它们的性质和特点，以及它们在自然界和人类生活中的应用。
ds 区 元 素
ds 区 元 素
2. 锌族元素的重要化合物
（1）锌的化合物。 锌的化合物主要有锌的氧化物、 氢氧化物和卤化物等。
①氧化锌（ZnO）。ZnO是白色粉末状不溶于水的两性 化合物，它既能溶于酸，又能溶于碱：
ZnO+2HCl →ZnCl2+H2O ZnO+2NaOH →Na2ZnO2+H2O
ds 区 元 素
由表可知，卤化银中只有AgF易溶于水，其余 均微溶于水，且溶解度按AgCl→AgBr→AgI的顺序 降低，它们的颜色也依此顺序加深。这种变化趋势 与从AgF到AgI键型的变化有关，即以离子键为主变 成以共价键为主结合。
ds 区 元 素
（2）二价化合物。 铜族元素中氧化态为+2的 只有铜，铜的化合物最重要的有CuO、Cu(OH)2、 CuSO4·5H2O等。
ds 区 元 素
氧化亚铜(Cu2O)是红色固体，很稳定，在自然界中以赤铜 矿形式存在，当灼烧氧化铜达1273~1473 K时，分解出氧，生 成氧化亚铜：
ds 区 元 素
因此，AgNO3晶体或溶液都应在棕色玻璃瓶内保存。AgNO3可溶 于水，其水溶液与卤化物作用，生成卤化银。固体AgNO3或其溶液都是 氧化剂，即使在室温下，许多的有机物都能将它还原成黑色的银粉。
2Cu+H2O+CO2+O2 → Cu2(OH)2CO3
ds 区 元 素
2. 铜族元素的重要化合物
铜、银、金都可以形成氧化数为+1、+2、+3的化合 物，其中，Cu(+2)、Ag(+1) Au(+1) 态。不同氧化数的铜族元素离子能与CN-等简单配体形成稳 定配合物。
ds区元素--课件
（3）硫化亚铜 硫化亚铜是难溶的黑色物质，其溶度积常数为2×1047，由过量 的铜与硫加热制得：2Cu+S=Cu2S 在硫酸铜溶液中加入硫代硫酸钠溶液，加热也能生成硫化亚铜沉 淀：2Cu2++2S2O32+2H2O=Cu2S↓+S↓+2SO42+4H+ 分析化学上常用该反应除去铜。
2、氧化态为+II的化合物 （1）氧化铜和氢氧化铜 在硫酸铜溶液中加入强碱，就生成淡蓝色的氢氧化铜沉淀： CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 氢氧化铜的热稳定性比较差，在溶液中加热到80℃，即分解为黑 褐色的CuO。 Cu(OH)2=CuO↓+H2O CuO具有一定的氧化性，可被H2、C、CO、NH3等还原为金属铜： 3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2
无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，具有很强的吸水性， 吸水后即显示出特征的蓝色，利用该性质可以检验乙醇和乙醚等 有机溶剂中是否含有少量水分，也可以作为干燥剂使用。 在农业上硫酸铜同石灰乳混合得到一种果园中最常用的杀菌剂---波尔多液，其配方为：CuSO4·5H2O:CaO:H2O=1:1:100
铜的氧化态主要有+I和+II，氧化态为+III的化合物很少见。 1、氧化态为+I的化合物 （1）氧化物 硫酸铜碱性溶液用葡萄糖还原，可以制得Cu2O： 其化学反应方程式为： 2[Cu(OH)4]2+CH2OH(CHOH)4CHO==
3OH+CH2OH(CHOH)4COO+3H2O+Cu2O↓
（2）卤化物 2Cu2++4I=2CuI↓+I2； 定量测定铜。
ds区元素化合物的性质实验报告
ds区元素化合物的性质实验报告实验目的：通过实验，探究DS区元素化合物的性质，理解其化学性质和物理性质。
实验原理：DS区元素化合物是指以硫、硒、碲为主元素所形成的化合物。
DS区元素具有典型的金属和非金属的特征，同时也具有一定的半导体特性。
DS区元素化合物的性质与其化学键的性质密切相关。
硫化物中的硫原子具有六个孤对电子，形成-2 价离子和两性离子；碲化物中的碲原子具有四个孤对电子，形成 +2 价离子和 -2 价离子；硒化物中的硒原子则可以彩蝶为+2 价或-2 价离子，也可以形成六配位的复合离子。
实验步骤：1、实验前准备将所需的DS区元素化合物样品称取好，准备好所需的实验设备和试剂。
2、测量熔点取一定量的DS区元素化合物样品，放入实验室专用的熔融点测定仪中，升温至样品融化，记录下样品的熔点。
3、测量电导率将一定量的DS区元素化合物样品溶解在水中，用电导仪测定其电导率。
记录下测得的电导率值。
4、测量硬度取一定量的DS区元素化合物样品，用硬度仪进行硬度测量。
记录下所测得的硬度值。
实验结果：以硫、碲、硒为主元素所形成的DS区元素化合物，其熔点各不相同。
这些化合物一般都是固体，不易溶于水，但它们的电导性却存在一定的差异。
硫化物具有较佳的电导性，碲化物的电导性极低，而硒化物的电导性介于它们之间。
此外，不同的DS区元素化合物具有不同的硬度。
硫化物比较硬，碲化物则相对较软。
硒化物的硬度介于它们之间。
实验结论：DS区元素化合物具有一定的半导体特性，其电导性能与硫、碲、硒之间的化学键种类密切相关。
DS区元素化合物的物理性质也各有不同，其硬度值与其它硫族元素化合物差别不大。
DS区元素化合物的性质实验结果为我们深入了解这类元素化合物提供了具体的实验数据支持。
ds区金属元素实验报告
ds区金属元素实验报告【引言】金属元素是化学中重要的一类元素，其具有良好的导电性、导热性和延展性等特点，被广泛应用于工业、建筑、电子等领域。
本实验旨在通过对不同金属元素的实验研究，探究它们的性质和特点，为深入理解金属元素提供实验依据。
【实验一：金属元素的导电性】首先，我们选取了几种常见的金属元素，包括铜、铁、铝和锌。
通过将它们分别连接到电池的两极，我们可以观察到它们是否能够导电。
实验结果显示，铜和铁能够很好地导电，灯泡发出明亮的光；而铝和锌的导电性较差，灯泡只发出微弱的光。
这是因为铜和铁具有较好的导电性能，而铝和锌的导电性能较差。
【实验二：金属元素的导热性】接下来，我们进行了金属元素的导热性实验。
我们选取了相同大小和形状的铜、铁、铝和锌棒，并将它们的一端依次置于火焰中加热。
实验结果显示，铜棒迅速传导热量，火焰附近的部分迅速变热；铁棒次之，传热速度较慢；铝棒传热速度更慢，火焰附近的部分变热较慢；而锌棒传热速度最慢，火焰附近的部分几乎没有明显变化。
这说明铜具有较好的导热性能，而锌的导热性能较差。
【实验三：金属元素的延展性】我们进一步研究了金属元素的延展性。
选取了铜、铁、铝和锌的薄片，并使用锤子进行敲击。
实验结果显示，铜薄片在敲击后没有明显的变形，仍然保持原来的形状；铁薄片稍微有些变形，但仍能保持较好的形状；而铝薄片和锌薄片则发生了明显的变形，形状不再规则。
这说明铜具有较好的延展性能，而铝和锌的延展性能较差。
【实验四：金属元素的化学性质】最后，我们研究了金属元素的化学性质。
我们选取了铜、铁、铝和锌的片状样品，并将它们分别放入盛有酸性溶液的试管中。
实验结果显示，铜片和铁片没有明显的变化；而铝片在酸性溶液中发生了剧烈的反应，产生了气体并迅速腐蚀；锌片也发生了类似的反应，但稍微缓慢一些。
这说明铝和锌具有较强的化学活性，而铜和铁的化学活性较低。
【结论】通过以上实验，我们得出了一些关于金属元素的结论。
铜具有良好的导电性、导热性和延展性，化学活性较低；铁具有较好的导电性和导热性，延展性较好，化学活性较低；铝的导电性和导热性较差，延展性较差，但化学活性较高；锌的导电性、导热性和延展性均较差，但化学活性较高。
元素化学—s区、d区、ds区元素及其重要化合物
锌盐
与S2-的作用 Zn2+ + H2S → ZnS(s,白) ，氨碱性条件下沉淀完全，溶于0.3 mol-1的HCl ZnSO4(aq) BaS(aq) ZnSBaSO4(s,白) 锌钡白(立德粉)
汞盐
为什么氯化亚汞分子式要写成 Hg2Cl2而不能写成 HgCl ？
汞除了形成氧化数为＋2的化合物外，还有氧化数为＋1的化合物。在氧 化数为＋1的汞的化合物中，汞以（—Hg—Hg—）形式存在。Hg（Ⅰ） 的化合物叫亚汞化合物。试验证明其中的汞离子是{Hg-Hg}2+，而不是 Hg+。
2Cd O2 2CdO(s,红棕色)
2Hg O2
360 2HgO(s,红、黄)
470
ห้องสมุดไป่ตู้
潮湿
4Zn 2O2 CO2 3H2O ZnCO3 3Zn(OH)2 碱式碳酸锌
单质的化学性质
(2) 与S的 作用
溶
ZnS(白)
解
度
M+S
MS
CdS(黄)
依 次
HgS (红、黑）
减 小
氧化物与氢氧化物
铜盐
CuSO4·5H2O称为胆矾，呈蓝色
CuSO 4 5H 2O 102C CuSO 4 3H 2O 113C CuSO 4 H 2O 258C CuSO 4
无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色， 可检验有机液体中的微量水分
铜盐
CuSO4溶液中加入氨水，先生成浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀： 2Cu2+ + SO42-+ 2NH3∙H2O = Cu2(OH)2SO4(s) + 2NH4+
基 础 化 学
ds区元素
ds区元素[1]详解
![ds区元素[1]详解](https://img.taocdn.com/s3/m/fdaf6df46294dd88d0d26b99.png)
ds区元素
11.1 ds区元素概述 11.2 ds区元素单质的重要性质 11.3 ds区元素的重要化合物
11.1 ds 区元素概述
IB族： Cu
IIB族: Zn
Ag
Cd
Au
Hg
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
虽然这些元素的最外层电子数分别与IA族和IIA族相同，
但它们之间的性质却有很大的差异。
Zn：419℃； Cd：321℃ Hg：-39℃，是室温下唯一的液态金属
(3)铜族导电性很好：Ag > Cu > Au
(4)易形成合金，可用于提取贵金属 黄铜：Cu-Zn；汞齐：Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg
(5)铜族延展性好： Au > Ag > Cu (6)Hg慢性中毒；Cd使蛋白酶失活。
我国铜矿储量世界第三，江西德兴有我国最大铜业基地。 银矿：自然界有辉银矿Ag2S、角银矿AgCl深红银矿Ag3SbS3； 也有单质银矿。
金矿：主要以单质存在，分成岩脉金（散布在岩石中）和冲 积金（分散在砂砾中）；山东、黑龙江和新疆有很多金矿，
如碲金矿AuTe2
锌矿： 闪锌矿ZnS，菱锌矿ZnCO3 镉矿： 镉常与锌共生在一起。
这是因为ds区元素的有效核电荷比相应的s区元素高得
多 (d,f 电子对外层电子的屏蔽作用不完全 ) ，所以 ds 区 元素的化学性质远不如s区元素活泼。
IB族元素d轨道都是刚好填满10个d电子,由于刚填满的d 电子不很稳定,除失去1个s电子外,还有可能失去1个或2 个d电子而形成+2或+3氧化态; IIB族元素d轨道电子已比较稳定,只能失去最外层的2个 s电子,呈+2氧化态; ds区与s区元素性质对比 IB IIB IA IIA
ds区元素
96
72 750
126
89 735
137
85(M3+) 895
Ei,2/(kJ· -1) mol
h H m (M ,g)/(kJ mol )
+ 1
1970
-582 -2121 340 1.9
1
2083
-485 ─ 285 1.9
1987
△
2A g 2O
A g 2O + C O
4Ag + O 2 ↑
2Ag + C O 2
氧化银具有较强氧化性，容易被 CO 还原： Ag2O 和 MnO2、Co2O3、CuO 的混合物在室温 下就能将 CO 氧化成 CO2，常用于防毒面具中。
(二) 硝酸银
硝酸银是最重要的可溶性银盐。将银溶于硝酸 溶液中，蒸发、结晶，得到硝酸银晶体： 3Ag + 4H N O 3 3 A g N O 3 + N O↑+ 2 H 2 O 硝酸银加热到 713 K 时，按下式发生分解： △ 2AgN O3 2 A g + N O ↑ + O2 ↑ 2 在日光照射下，硝酸银也会按上式缓慢分解，因此 硝酸银晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。 硝酸银具有氧化性，遇微量的有机化合物即被 还原为黑色的单质银。 硝酸银主要用于制造照相底片所需的溴化银乳 剂，它还是一种重要的分析试剂。医药上常用它作 消毒剂和腐蚀剂。
二、铜的重要化合物
(一) 氧化物和氢氧化物
氧化铜为黑色晶体，不溶于水，但可溶于酸溶 液。氧化铜的热稳定性很高，加热到 1000 ℃ 才分 解为氧化亚铜和氧气：
1000 ℃
4C uO
无机化学实验报告-ds区元素
无机化学实验报告-ds区元素实验名称：ds区元素实验实验目的：通过实验了解ds区元素的性质，并掌握ds区元素的化学反应。
实验步骤：1. 实验前准备：取出实验器材和试剂，清洗干净。
2. 实验1：铑（Rh）和铱（Ir）颜色对比实验。
将Rh和Ir放在白纸上比较颜色的不同。
Rh呈现银白色，而Ir呈现黄色，可以清晰地区分这两种元素。
先将Rh粉磨成粉末状，并称取一定量的Rh，加入200毫升的盐酸中。
在加热的过程中，观察Rh在盐酸中的反应。
Rh在盐酸中反应，生成RhCl3的无色溶液，并放出氢气。
反应方程式：2Rh + 6HCl → 2RhCl3 + 3H2。
4. 实验3：铱（Ir）的化学反应实验。
将Ir和硫在空气中加热时，会发生强烈的反应，生成黑色的IrS2。
IrS2是一种比较稳定的化合物，可以在空气中保存。
反应方程式：2Ir + 3S → IrS2。
实验结果及分析：通过这些实验，我们可以发现ds区元素的某些性质和化学反应式。
Rh和Ir颜色的对比实验，让我们比较容易地区分这两种元素。
在Rh的化学反应实验中，我们可以清晰地看到Rh粉末加入盐酸中反应时，生成RhCl3的无色溶液，同时放出氢气。
而在Ir的实验中，我们可以发现，在空气中加热Ir和硫时，会形成黑色的IrS2，是一种比较稳定的化合物，可以在空气中保存。
结论：通过本次实验，我们了解了ds区元素的某些性质和化学反应式，学会了如何区分Rh和Ir的颜色差别，并掌握了Rh和Ir的化学反应过程。
同时，通过实验过程中的观察和分析，将理论知识和实际操作紧密结合起来，有助于更好地理解和掌握相关科学知识。
第13章过渡元素(一) 铜族和锌族元素
第十三章过渡元素（一）铜族和锌族【内容】13.1 过渡元素的通性13.2 铜族元素13.3 锌族元素13.4 应用微量元素与人体健康（选学内容）【要求】1．掌握铜、银、锌、汞单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类及配合物的生成、性质和用途。
2．掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化。
3．了解ⅠA和ⅠB；ⅡA和ⅡB族元素的性质对比。
周期表中ⅠB ~ⅧB族，即ds区和d区元素称为过渡元素，(见表13﹣1)。
它们位于周期表中部，处在s区和p区之间，故而得名，它们都是金属，也称过渡金属。
表13-1 过渡元素通常按周期将过渡元素分成三个过渡系列：位于第4周期的Sc ~ Zn称第一过渡系元素；第5周期的Y ~ Cd为第二过渡系元素；第6周期的La ~ Hg为第三过渡系元素。
过渡元素有许多共同性质，本章先讨论它们的通性，然后介绍ⅠB及ⅡB族元素。
13.1过渡元素的通性1.价层电子构型过渡元素原子的最后一个电子排布在次外层的d轨道(ⅡB除外)中，最外层有1~2个s (Pd除外)电子，它们的价层电子构型为(n-1)d1~10n s1~2。
2. 原子半径过渡元素原子半径（如图13-1所示）一般比同周期主族元素的小，同周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。
同族元素从上往下原子半径增大，但第二、第三过渡系(除ⅢB外)由于镧系收缩使同族元素原子半径十分接近，导致元素性质相似。
图13-1过渡元素原子半径3. 氧化态过渡元素有多种氧化态，因其最外层s电子和次外层部分或全部d电子都可作为价电子参与成键，一般可由+2依次增加到与族数相同的氧化态(Ⅷ族除Ru、Os外，其它元素尚无Ⅷ氧化态)，这种氧化态的显著特征以第一过渡系最为典型。
表13-2第一过渡系元素的氧化数（下划线表示常见的氧化态）由13-2表可看出随着原子序数的增加，氧化数先是逐渐升高，后又逐渐降低。
这种变化主要是由于开始时3d轨道中价电子数增加，氧化数逐渐升高，当3d轨道中电子数达到5或超过5时，3d轨道逐渐趋向稳定。
区、d区、ds区重要元素及其化合物
s区、d区、ds区重要元素及其化合物(s Block, ds Block, d Block Elements and Compounds)9.1 s区元素s区元素中锂(Lithium)、钠(Sodium)、钾(Potassium)、铷(Rubidium)、铯(Cesium)、钫(Francium)六种元素被称为碱金属(alkali Metals)元素。
铍（Beryllium）、镁(Magnesium)、钙(Calcium)、锶(Strontium)、钡(Barium)、镭(Radium)六种元素被称为碱土金属(alkaline earth metals)元素。
锂、铷、铯、铍是稀有金属元素，钫和镭是放射性元素。
碱金属和碱土金属原子的价层电子构型分别为ns1和ns2，它们的原子最外层有1～2个电子，是最活泼的金属元素。
9.1.1 通性碱金属和碱土金属的基本性质分别列于表9-1和表9-2中。
表9-1碱金属的性质碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构(Li的次外层是2个电子)，它们的原子半径在同周期元素中(稀有气体除外)是最大的，而核电荷在同周期元素中是最小的，由于内层电子的屏蔽作用较显著，故这些元素很容易失去最外层的1个s电子，从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中最低。
因此，碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。
碱土金属的核电荷比碱金属大，原子半径比碱金属小，金属性比碱金属略差一些。
s区同族元素自上而下随着核电荷的增加，无论是原子半径、离子半径，还是电离能、电负性以及还原性等性质的变化总体来说是有规律的，但第二周期的元素表现出一定的特殊性。
例如锂的EΘ(Li+/Li)反常地小。
表9-2碱土金属的性质s区元素的一个重要特点是各族元素通常只有一种稳定的氧化态。
碱金属的第一电离能较小，很容易失去一个电子，故氧化数为＋1。
碱土金属的第一、第二电离能较小，容易失去2个电子，因此氧化数为＋2。
在物理性质方面，s区元素单质的主要特点是：轻、软、低熔点。
2020高中化学竞赛实验讲义设计-无机实验-ds区元素(铜、银、锌、镉、汞)
ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）一、实验目的与要求：1.了解铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性。
2. 掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件。
3. 熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力，以及Hg22+和Hg2+的转化。
二、教学重点与难点：了解铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性，熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力，以及Hg22+和Hg2+的转化；掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件，三、教学方法与手段：讲授法；演示法四、教学课时: 4课时五、课的类型：实验课一、铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的生成和性质1、铜、锌、镉氧化物的生成和性质向三支试管分别盛有0.5ml 0.2mol.L-1CuSO4、ZnSO4、CdSO4溶液的试管中滴加新配制的2mol.L-1NaOH溶液，观察溶液颜色及状态。
将沉淀分成两份, 一份加硫酸另一份加NaOH溶液，观察现象。
Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓ (蓝色沉淀)两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子。
蓝色沉淀,溶解于酸，微溶于过量的碱，得到深蓝色溶液[Cu(OH)4]2-。
Cu(OH)2Zn2++2OH-=== Zn(OH)2↓ (白色沉淀)白色沉淀, 溶解于酸和过量的碱，典型的两性化物。
Cd 2++2OH-===Cd(OH)2↓白色沉淀，溶于酸, 不溶于碱。
Cd(OH)2 + NaOH (6M)= 不反应(Cd(OH)碱性)2. 银、汞氧化物的生成和性质(1)、氧化银的生成和性质取0.5ml 0.1mol.L-1AgNO3溶液，滴加新配制的2mol.L-1的NaOH溶液，观察沉淀的颜色和状态。
洗涤并离心，将沉淀分成两份，一份加入HNO3，另一份加入氨水，观察现象。
Ag++OH-===AgOH↓白色沉淀2AgOH===Ag2O+H2O 黑色沉淀Ag2O+2HNO3===2AgNO3+H2OAg2O+2NH3.H2O==2[Ag(NH3)2]++2OH-+H2O氢氧化银不稳定，很容易被氧化成黑色的Ag2O，此黑色沉淀溶于硝酸得到银离子，加入氨水得到银氨络合溶液。
ds区元素
消失溶液呈深棕色→取1ml上述溶液加入10ml蒸馏水→白色沉淀
Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ → 2[CuCl2]- 深棕色 [CuCl2]- ＝稀释＝CuCl↓白 ＋ Cl-
• ②取一份沉淀→1ml浓氨水→沉淀溶解，溶液变蓝色
CuCl ＋ 2NH3＝2[Cu(NH3)2]+ ＋ Cl－
• ③取一份沉淀→1ml浓盐酸→沉淀溶解，若稀释又生成沉淀
Hg(NO3)2 + 2KSCN = Hg(SCN)2↓(白色) + 2KNO3 Hg(SCN)2 + 2SCN- = [Hg(SCN)4]2-(无色) [Hg(SCN)4]2- + Zn2+ = Zn[Hg(SCN)4]↓(白色)
4.铜、银、汞的氧化还原性 （1）氧化亚铜的生成和性质
• ①0.5ml 0.2mol/L CuSO4→慢慢滴加过量6mol/LNaOH溶液→开始
• ②歧化分解：不用做
思考题：实验报告中必须做
三、注意事项
（1）试剂取用，不能污染；
（2）公共试剂不能拿回自己实验台，放回原地摆整齐； （3）试剂用量2-5滴即可，边滴边振荡，注意观察现象； （4）注意药品的浓度，能用稀的不用浓的； （5）试剂用完须盖盖子（尤其是Na2S,NaOH,浓NH3,浓HCl）； （6）尽量用小试管不用大试管； （7）废液倒回收桶,量少的话可稀释后倒入下水道;
2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓（棕色）+ H2O Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O Ag2O + 4NH3H2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
• ②HgO的生成和性质：0.5ml 0.1mol/L AgNO3→滴加 2mol/LNaOH溶液→HgO↓(黄色) • →沉淀分层两份：一份加2mol/LHNO3，一份加40%氢氧化钠
ds区元素化合物的性质
ds区元素化合物的性质DS区元素是指周期表中第三行、第四行和第五行的元素，这些元素的化合物在性质上具有一定的共性。
以下将就DS区元素化合物的性质进行详细阐述。
1. 离子化合物的晶体结构：DS区元素的离子化合物主要以电负性较小的金属离子与电负性较大的非金属离子结合而成。
这些化合物的晶体结构多为离子晶体，以正交晶系和立方晶系为主。
2. 共价化合物的性质：DS区元素的共价化合物是其中比较特殊的一类，因为它们的价电子能够形成相对稳定的芳香性环状结构，这种结构的稳定性使得DS区元素的共价化合物较为稳定。
同时，这些共价化合物的性质还包括较好的溶解性和较低的熔点，这使得它们在实际应用中具有广泛的用途。
3. 羧酸的物理性质：DS区元素的羧酸性质在一定程度上与其原子序数有关，但在整体上它们都具备一些共性。
DS区元素的羧酸主要具备以下物理性质：具有较高的水溶性和易溶于极性溶剂，有较好的挥发性和气味，对光强和热稳定性差。
4. DS区元素的氧化数：DS区元素的化合物在氧化还原反应中的氧化数主要集中在+3、+4和+5这三种状态，这也正是由于它们在趋近八个电子规则填充相似的原子状态下，这三种氧化数能够比较稳定地出现。
5. 碳酸盐的化学性质：多数DS区元素与碳酸反应形成碳酸盐。
DS区元素的碳酸盐大体上具有相似的物化性质，即酸度较低、易溶于酸性溶液，难溶于碱性溶液且热不稳定，能够形成相对完整的配合物和多形体。
6. 半导体的特性：DS区元素的某些化合物，如硅、锗、碳化硅、氮化硅等，具有半导体特性。
这些半导体材料具有较好的电学性质和光电性质，可用于制造一些电子元件、光电元件和集成电路等。
第十三章 d区、ds区元素元素及其重要化合物
5、某棕黑色粉末，加热情况下和浓硫酸作用会放出助燃 性气体，所得溶液与PbO2作用(稍加热)时会出现紫红色。 若再加入3%的H2O2溶液，颜色能褪去，并有白色沉淀出 现。问此棕黑色粉末为何物？ 6、分析：⑴ 水溶液中，碳酸钠分别与硫酸亚铁和硫酸铁 作用产物。⑵Fe分别与氯气和盐酸作用产物 7、金属M溶于稀盐酸生成MCl2，其磁矩为5.0 B.M..在无 氧条件下操作，MCl2遇NaOH溶液产生白色沉淀A。A接 触空气就逐渐变绿，最后变成棕色沉淀B。灼烧时，B变 成红棕色粉末C。C经不彻底还原，生成黑色的磁性物质 D。B溶于稀盐酸生成溶液E。E能使碘化钾溶液氧化出I2， 但如在加入碘化钾之前先加入氟化钠，则不会析出I2。若 向B的浓NaOH悬浮液中通入氯气，可得紫红色溶液F，加 入BaCl2时就析出红棕色固体G。G是一种很强的氧化剂。 试确定M及A～G代表的物质。
8、某一无色溶液，加入氨水时生成白色沉淀；加 入稀NaOH时生成黄色沉淀；若逐滴KI加入，先析 出红色沉淀而后溶解；若加少量汞，振荡可溶解。 此无色溶液中含有何物？ 9、分离并鉴定各组离子 ① Cu2+,Ag+,Hg2+ ②Cu2+,Zn2+,Cd2+
③盐类 ④配合物 三、ds区元素 ㈠ 概述 1、氧化数 2、离子极化的影响 3、化合物颜色 4、金属单质特性 ㈡ 重要化合物（铜、银、锌、镉、汞） 1、氧化物和氢氧化物 ①颜色 ②溶解性 ③酸碱性 2、卤化物、硫化物的颜色和溶解性 3、配合物 NH3、CN—、S2O32—、SCN—
4、Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ) 的相互转化关系
（1） ①+3价化合物 Ⅰ、氧化物和氢氧化物性质特征 Ⅱ、盐类
a、存在形态 b、氧化还原性
ds区元素
ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质【摘要】ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素，包括铜、银、金、锌、镉、汞6种自然形成的金属元素和Rg、Uub2种人工合成元素。
ds区的名称是因为它们的电子构型都是d10s1（ⅠB）或d10s2（ⅡB）。
ds区是d区元素的一部分，ds区元素都是过度金属。
但由于它们的d层是满的，所以体现的性质与其他过渡金属有所不同（比如说最高的氧化态只能达到+3）。
【关键字】元素过渡酸碱性；一、实验目的1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质；6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。
二、实验原理IB IIBCu Zn Cu（＋2，＋1）Zn(+2)Ag Cd Ag（＋1）Cd(+2)Au Hg Au（＋1，＋3）Hg(+2，＋1)蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。
AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag2O。
Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。
但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4+存在，并不生成氨配离子。
如：HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH 4Cl（观察为灰色）Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ：Cu2+＋ I -＝ 2CuI↓白 ＋ I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl 2]－的溶液。
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第十三章铜族元素和锌族元素13.1过渡元素概述在已知的112种元素中，金属占80％以上。
通常可将金属分为黑色金属与有色金属两大类。
黑色金属包括铁、锰和铬及其合金，主要是铁碳合金。
有色金属是指铁、锰、铬之外的所有金属。
过渡元素包括第ⅢB～ⅦB，Ⅷ，ⅠB～ⅡB族元素，这些元素位于长式元素周期表的中部，即典型金属元素和典型非金属元素之间，属于d区元素，通常称为过渡元素或过渡金属。
过渡元素按周期可分为四个过渡系，第四过渡系目前其性质尚不太明了，通常过渡元素主要是如下三个过渡系：第一过渡系——第四周期元素从钪(Sc)到锌(Zn)；第二过渡系——第五周期元素从钇(Y)到镉(Cd)；第三过渡系——第六周期元素从镥(Lu)到汞(Hg)。
13.1.1过渡元素的电子构型过渡元素的原子结构特点是它们的原子最外层大多有2个s电子(少数只有1个s电子，Pd无5s电子)，次外层分别有l～10个d电子，其价层电子构型为(n-1)d 1-10 ns 1-2,其中ⅠB和ⅡB族为(n－1)d10ns1-2。
由于过渡元素原子最外层只有1～2个电子，较易失去，故过渡元素都是金属元素。
13.1.2单质的物理性质过渡金属外观多呈银白色或灰白色，有金属光泽。
除钪和钛属轻金属外，其余均属重金属，其中密度最大的是Ⅷ族的锇(3)。
除ⅡB族外，过渡元素的单质都是高熔点、2248/g cm高沸点、密度大、导电性和导热性良好的金属。
如钨的熔点为3683K,是所有金属中最难熔的,硬度最大的是铬（仅次于金刚石）。
究其原因，一般认为是过渡元素的原子半径小而彼此堆积很紧密，除有s电子外，还有部分d电子参与成键，在金属键之外还有部分共价键，因此结合牢固。
13.1.3过渡元素的化学性质第一过渡系元素电离能和电负性都比较小，表明具有较强的还原性，电极电势均为负值。
IIIB 族是它们中最活泼的金属，性质与碱土金属接近。
在同一过渡系中从左到右，电离能增加的远不如主族元素那样显著，表现出的金属性很接近。
同族元素的活泼性从上到下依次减弱。
第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。
例如，在第一过渡系中除铜外，其他金属都能与稀酸(盐酸或硫酸)作用，而第二、三过渡系的单质大多较难发生类似反应。
在第二、三过渡系中有些元素的单质仅能溶于王水和氢氟酸中，如锆(Zr)、铪(Hf)等，有些甚至不溶于王水，如钌(Ru)，铑(Rh)、锇(Os)、铱(1r)等。
化学性质的这些差别，与第二、三过渡系的原子具有较大的电离能(I1和I2)有关。
有时这些金属在表面上易形成致密的氧化膜，也影响了它们的活泼性。
过渡元素的单质能与活泼的非金属(如卤素和氧等)直接形成化合物。
过渡元素与氢形成金属型氢化物，又称为过渡型氢化物。
金属型氢化物基本上保留着金属的一些物理性质，如金属光泽、导电性等，其密度小于相应的金属。
过渡元素的单质由于具有多种优良的物理性质和化学性能，在冶金工业上用来制造各种合金钢，例如，不锈钢(含铬、镍等)、弹簧钢(含钒等)、建筑钢(含锰等)。
另外，它们的一些单质或化合物在化学工业上常用作催化剂。
例如，在硝酸制造过程中，氨的氧化用铂作催化剂；不饱和有机化合物的加氢常用镍作催化剂；接触法制造硫酸，用五氧化二钒(V205)作催化剂等。
13.1.4 过渡元素的氧化数过渡元素原子的共同特点是具有未充满的d轨道(Pd例外)，最外层只有1～2个s电子，所以，除s电子外，d电子可以部分或全部参加成键，因此，过渡元素的特征之一是具有多种氧化数。
例如Mn有+2，+3，+4，+6，+7等多种氧化数。
其他元素除ⅢB族和Zn、Cd外也都具有可变氧化数。
13.1.5水合离子和酸根离子带有颜色过渡元素的离子在水溶液中以水合离子的形式存在，常显示出一定的颜色，如Cu2+为蓝色，Cr3+为蓝紫色，Co2+为粉红色等。
某些含氧酸根离子也具有颜色，如V043—为淡黄色， Cr042—为黄色、Mn0-为紫色等。
关于离子有颜色的原因是很复杂的。
过渡元素的水合离子之所以4具有颜色，是与它们的离子存在未成对的d电子有关。
没有未成对d电子的过渡金属离子都是无色的，如Zn2+、Cu+、Ag+等。
13.1.5过渡元素的配位性过渡元素的原子或离子具有(n-1)d，ns和np共9个价电子轨道。
对过渡金属离子而言，其中ns和np轨道是空的，(n-1)d轨道为部分空或者全空，它们的原子也存在空的np轨道和部分填充的(n-1)d轨道。
这种电子构型都具有接受配位体孤电子对的条件。
因此它们的原子和离子都有形成配合物的倾向。
例如过渡元素一般都容易形成氟配合物、氰配合物、草酸根配合物等。
13.2 铜族元素13.2.1铜族元素通性周期表ds区ⅠB族包括铜（Cu）、银（Ag）、金（Au）三种元素，通常称为铜族元素。
铜族元素原子的价电子构型为 (n-1)d10ns1。
最外层与碱金属相似，只有1个电子，而次外层却有18个电子（碱金属有8个电子）。
因此与同周期的ⅠA族元素相比，铜族元素原子作用在最外层电子上的有效核电荷较多，最外层的s 电子受原子核的吸引比碱金属元素原子要强得多，所以铜族元素的电离能比同周期碱金属元素显著增大，原子半径也显著减小，铜族元素单质都是不活泼的重金属，而相应的碱金属元素的单质都是活泼的轻金属。
ⅠB族元素和ⅠA族元素性质见表12－1。
表12－1ⅠB族元素和ⅠA族元素性质比较自然界的铜、银主要以硫化矿存在，如辉铜矿（Cu2S），黄铜矿(CuFeS2 )，孔雀石[Cu2(OH)2CO3]等；银有闪银矿（Ag2S）；金主要以单质形式分散在岩石或沙砾中，我国江西、甘肃、云南、新疆、山东和黑龙江等省都蕴藏着丰富的铜矿和金矿。
13.2.2铜族元素单质的性质和用途1.单质的性质铜、银、金是人类最早熟悉的金属，纯铜为红色，银为银白色，金为黄色。
它们密度较大，熔点和沸点较高，硬度较小，导电性好，延展性好。
尤其是金，1克金可抽3公里长的金丝，可压成0.1微米的金箔，500 张的总厚度比头发的直径还薄些。
金易生成合金，尤其是生成汞齐。
铜、银、金的化学活泼性较差，并按Cu－Ag－Au的顺序减弱。
（1）与空气中的O2反应Cu在常温下不与干燥的空气中的O2反应，加热时生成 CuO：2Cu + O2 ( 空气 ) →2CuO (黑色)Cu在常温下与潮湿的空气反应:2Cu + O2 + H2O + CO2 → Cu2(OH)2CO3 ( 铜绿 )Au、Ag加热时也不与空气中的O2反应。
银与硫具有较强的亲和作用，和含有H 2 S的空气接触逐渐变暗：4Ag+2H2S+O2→2Ag2S（黑色）+2H2O（2）铜族元素在高温下也不能与氢、氮和碳反应；（3）与卤素反应情况不同：铜在常温下就有反应，而银较慢，金只有在加热时才能反应。
（4）与酸的反应铜族元素不能从非氧化性稀酸中置换出氢气，铜在加热的条件下能与浓硫酸反应，可以溶于硝酸，银能溶于硝酸，金只能溶于王水。
（5）铜、银、金都易形成配合物。
湿法冶金（用氰化物从Ag、Au的硫化物矿或砂金中提取银和金）就是利用这一性质。
例如：2Ag2S+10NaCN+O2+2H2O→4Na[Ag(CN)2]＋4NaOH+2NaCNSO2+4H2O→2Na[Au(CN)2]+2NaOH2Au+4NaCN+12然后加入锌粉，银、金即被置换出来：2Na[Ag(CN)2]+Zn→Na2[Zn(CN)4]+2Ag2Na[Au(CN)2]+Zn→Na2[Zn(CN)4]+2Au2.用途铜是宝贵的工业材料，它的导电能力虽然次于银，但比银便宜得多。
目前世界上一半以上的铜用在电器、电机和电讯工业上。
铜的合金如黄铜（Cu-Zn）、青铜（Cu-Sn）等在精密仪器、航天工业方面都有广泛的应用。
银的导电、传热性居于各种金属之首，用于高级计算器及精密电子仪表中。
自20世纪70年代以来，金在工业上的用途已经超过制造首饰和货币。
铜是许多动植物体内所必须的微量元素之一。
铜和银的单质及可溶性化合物都有杀菌能力，银作为杀菌药剂更具奇特功效。
13.2.3铜的化合物通常铜有+1、+2两种氧化数的化合物。
以Cu(II)化合物最为常见，如氧化铜CuO、硫酸铜CuSO4等。
Cu(I)化合物通常称为亚铜化合物，多存在于矿物中，如氧化亚铜Cu2O、硫化亚铜Cu2S。
下面对Cu(I)和Cu(II)两类化合物的性质做一对比：（1）Cu(I)化合物，如氧化亚铜、硫化亚铜、卤化亚铜、氰化亚铜等大多难溶解于水（配合物除外）；较多的Cu(II)化合物易溶解于水。
（2）在固相状态 Cu(I) 很稳定，因为Cu(I)的价层电子构型为3d10(d轨道为全满的稳定结构)，而Cu(II)的价层电子构型为3d9，固相中Cu(I)比Cu(II)更稳定。
自然界存在的辉铜矿(Cu2S）、赤铜矿（Cu2O）都是亚铜化合物。
又如Cu2O的热稳定性比CuO还高：CuO在1200℃时分解成Cu2O和O2，而Cu2O在高达1800℃时才开始分解。
在溶液中,Cu(II)化合物比较稳定，因为Cu2+有较大的水合热（2129kJ/mol），在水溶液中形成了稳定的[Cu(H2O)4]2+配离子。
（3）Cu(I)在水溶液中发生岐化反应。
铜元素的电势图为：Eθ右＞Eθ左，说明Cu(I)在水溶液中不能稳定存在，易发生岐化反应生成Cu和Cu(II)：2Cu+→Cu2++Cu该反应的平衡常数为:lgKθ=6.098Kθ=1.6×106(25℃)，可见Cu+的岐化反应比较彻底。
在生产实践中，制得的亚铜化合物必须迅速从溶液中滤出并立即干燥，然后密封包装，才能保持其稳定性。
然而要完全隔绝潮气并不容易，所以亚铜化合物往往不能长期保存。
1. Cu(I)化合物Cu(I)是Cu元素的中间价态，它既有氧化性，又有还原性。
（1）氧化亚铜（Cu2O）Cu2O为暗红色的固体，有毒。
它是制造玻璃和搪瓷的红色颜料，还用作船舶底漆（可杀死低级海生动物）及农业上的杀虫剂。
Cu2O不溶于水，对热稳定，在潮湿空气中缓慢被氧化成CuO。
它具有半导体性质，曾用作整流器的材料。
Cu2O的制备有干法和湿法：Cu2O的干法制备在密闭容器中煅烧铜粉和CuO的混合物，即得暗红色的Cu2O：Cu+CuO→Cu2OCu2O的湿法制备在水溶液中，以硫酸铜为原料，亚硫酸钠为还原剂，陆续加入适量氢氧化钠，反应过程中溶液维持微酸性（pH=5），Cu2O即按以下反应析出：2CuSO4+3Na2SO3→Cu2O↓+3Na2SO4+2SO2↑Cu2O溶于稀硫酸，之后立即歧化：Cu2O+H2SO4→CuSO4+Cu + H2OCu2O溶于氨水和氢卤酸时，仍保持+的氧化值，分别形成稳定的无色配合物，例如[Cu(NH3)2]+、[CuX2]-、[CuX3]2-等。