化学奥赛北师大版无机化学课件ds区金属
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IB： Cu，Ag，Au 1.存在和冶炼
2.物理性质 •特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄) •熔点、沸点较其它过渡金属低 •导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au •延展性好
3.化学性质
金属活泼性（还原性）：Cu>Ag>Au
•与O2作用
2Cu
+
O2
△
===
2CuO(黑)
孔雀石
2Cu
+
O2
3．掌握Cu(I)、Cu(II)；Hg(I)、Hg(II)之 间的相互转化；
22.1 铜族元素
22.1.1 铜族元素的通性 22.1.2 铜族元素的单质 22.1.3 铜族元素的化合物
22.1.1 铜族元素的通性
IB： Cu，Ag，Au
与 I A比较看IB族元素的通性：
IB
IA
价电子构型 (n-1)d10ns1
ns1
氧化数 +1，+2，+3
+1
氧化数差异：铜族元素最外层的ns电子和次外
层的(n-1)d电子的能量相差不大（如铜第一电离 能750kJ/mol，第二电离能1970kJ/mol）s电子能 参加反应，(n-1)d电子在一定条件下还可以失去 一个到二个；碱金属如钠的第一电商能为 499kJ/mol，第二电离能为4591kJ/mol，ns与次 外层(n-1)d能量差很大，在一般条件下很难失去 第二个电子，氧化数只能为+1。
[Cu(NH3)4]2+(蓝) 所以不可用铜器盛氨水。
2Ag + 2H2S + O2 === 2Ag2S(黑) + 2H2O
银器年久变黑。
置换反应
black coating
Zn + CuSO4(aq) Cu + ZnSO4
•与X2作用 Cu + Cl2 Ag + Cl2 Au + Cl2
常温下反应 常温下反应较慢 只能在加热条件下进行
4CuO
1273K
=====
2Cu2O(s,暗红)+O2(g)
CH3CHO+2Cu(OH)42– ==CH3COOH+Cu2O↓+2H2O+4OH–
C6H12O6葡萄糖也可发生上述反应。
2) CuX
卤化亚铜是共价化合物除CuF（红色）外均为
白色、难溶物。其溶解度依Cl、Br、I顺序减小。
拟卤化亚铜也是难溶物，如：CuCN的Ksp = 3.2×10–20
CuCl2+Cu = 2CuCl↓
2Cu2+ + 4I – ==== 2CuI↓+ I2
Ө(Cu2+/CuI)=0.86V； Ө(I2/I–)=0.536V
常用此反应以碘量法定量检测Cu2+含量
性质
CuCl易溶于盐酸，由于形成配离子，溶解度随 盐酸浓度增加而增大。 用水稀释氧化亚铜的浓盐酸 溶液则又析出CuCl沉淀：
Au + 4HCl(浓) + HNO3(浓) === H[AuCl4] + NO(g) + 2H2O
22.1.3 铜族元素的化合物
一. 铜的化合物 Cu可形成+I, +II, (+III)氧化值的化合物。
1. +I价Cu的化合物：
Cu2O(红色)、CuX(白色)、Cu2S(黑色)
制备：
1) Cu2O：
CuCl2 + Cu + 2HCl(浓)== 2H[CuCl2](无色) H[CuCl2] H2O CuCl ↓ (白色)
硫脲
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸。
Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Ag + 4HNO3(浓) === AgNO3 + NO2 + H2O Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2 + 2H2O 2Ag + 2H2SO4(浓) === Ag2SO4(s) + SO2 + 2H2O
•与酸作用
①Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)； ②生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；
2Ag + H2S === Ag2S(s) + H2(g) 2Ag + 2H+ + 4I– === 2AgI2– + H2(g) 2Cu +2H+ +4CS(NH2)2 =2Cu[CS(NH2)2]2+ +H2(g)
溶解度相对大小：
CuSCN的Ksp = 4.8×10–15
CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S
制备 a .加热分解法
773K
2CuCl2====2CuCl＋Cl2↑
2CuBr2 ===2CuBr+Br2
b .氧化还原法
用还原剂还原卤化铜可以得到卤化亚铜：
2CuCl2+SnCl2 = 2CuCl↓+SnCl4 2CuCl2+SO2+2H2O = 2CuCl↓+H2SO4+2HCl
主要内容 §22.1 铜族元素 §22.2 锌族元素
铜族元素
锌族元素
价电子： (n-1)d10ns1 价电子：(n-1)d10ns2
d Βιβλιοθήκη Baidu区元素
本章教学要求
1．掌握铜族和锌族元素的通性及与IA和 IIA族元素性质的差异；
2．掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化 物、重要盐类以及配合物的生成与性质；
IB
IA
价电子构型
(n-1)d10ns1
ns1
次外层电子构型 18e
8e
由于18电子构型的离子，具有很强的极 化力和明显的变形性，
所以本族元素一方面容易形成共价型化 合物。
另一面本族元素离子的d、s、p轨道能量 相差不大，能级较低的空轨道较多，所以 形成配合物的倾向也很显著 .
22.1.2 铜族元素的单质
+H2O
+
CO2
△
==
Cu2(OH)2CO[C3(u绿(OH))2CO3
Au，Ag不与O2发生反应，
当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。
4M +O2 + 2H2O + 8CN– === 4[M(CN)2]– + 4OH– M= Cu, Ag, Au
4Cu + O2 + 2H2O + 8NH3 ==== 4[Cu(NH3)2]+(无色) + 4OH– O2
IB
价电子构型
(n-1)d10ns1
次外层电子构型 18e
活泼性(从上到下) 减弱
IA ns1
8e 增强
解释：从Cu→Au，原于半径增加不大，核电荷明显
增加，次外层18电子的屏蔽效应又较小亦即有效核电 荷对价电子的吸引力增大，因而金属活性依次减弱。
另一方面虽然铜、银、金的第一电离势分别为 750、735、895kJ/mol。银比铜稍活泼。如果在水溶 液中反应，就应依电极电势的大小来判断。用玻恩哈 伯循环计算M(s)→M+(aq)能量变化，从固体金属形成 一价水合阳离子所需的能量随Cu—Au的顺序越来越大， 所以从Cu—Au性质越来越不活泼。
2.物理性质 •特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄) •熔点、沸点较其它过渡金属低 •导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au •延展性好
3.化学性质
金属活泼性（还原性）：Cu>Ag>Au
•与O2作用
2Cu
+
O2
△
===
2CuO(黑)
孔雀石
2Cu
+
O2
3．掌握Cu(I)、Cu(II)；Hg(I)、Hg(II)之 间的相互转化；
22.1 铜族元素
22.1.1 铜族元素的通性 22.1.2 铜族元素的单质 22.1.3 铜族元素的化合物
22.1.1 铜族元素的通性
IB： Cu，Ag，Au
与 I A比较看IB族元素的通性：
IB
IA
价电子构型 (n-1)d10ns1
ns1
氧化数 +1，+2，+3
+1
氧化数差异：铜族元素最外层的ns电子和次外
层的(n-1)d电子的能量相差不大（如铜第一电离 能750kJ/mol，第二电离能1970kJ/mol）s电子能 参加反应，(n-1)d电子在一定条件下还可以失去 一个到二个；碱金属如钠的第一电商能为 499kJ/mol，第二电离能为4591kJ/mol，ns与次 外层(n-1)d能量差很大，在一般条件下很难失去 第二个电子，氧化数只能为+1。
[Cu(NH3)4]2+(蓝) 所以不可用铜器盛氨水。
2Ag + 2H2S + O2 === 2Ag2S(黑) + 2H2O
银器年久变黑。
置换反应
black coating
Zn + CuSO4(aq) Cu + ZnSO4
•与X2作用 Cu + Cl2 Ag + Cl2 Au + Cl2
常温下反应 常温下反应较慢 只能在加热条件下进行
4CuO
1273K
=====
2Cu2O(s,暗红)+O2(g)
CH3CHO+2Cu(OH)42– ==CH3COOH+Cu2O↓+2H2O+4OH–
C6H12O6葡萄糖也可发生上述反应。
2) CuX
卤化亚铜是共价化合物除CuF（红色）外均为
白色、难溶物。其溶解度依Cl、Br、I顺序减小。
拟卤化亚铜也是难溶物，如：CuCN的Ksp = 3.2×10–20
CuCl2+Cu = 2CuCl↓
2Cu2+ + 4I – ==== 2CuI↓+ I2
Ө(Cu2+/CuI)=0.86V； Ө(I2/I–)=0.536V
常用此反应以碘量法定量检测Cu2+含量
性质
CuCl易溶于盐酸，由于形成配离子，溶解度随 盐酸浓度增加而增大。 用水稀释氧化亚铜的浓盐酸 溶液则又析出CuCl沉淀：
Au + 4HCl(浓) + HNO3(浓) === H[AuCl4] + NO(g) + 2H2O
22.1.3 铜族元素的化合物
一. 铜的化合物 Cu可形成+I, +II, (+III)氧化值的化合物。
1. +I价Cu的化合物：
Cu2O(红色)、CuX(白色)、Cu2S(黑色)
制备：
1) Cu2O：
CuCl2 + Cu + 2HCl(浓)== 2H[CuCl2](无色) H[CuCl2] H2O CuCl ↓ (白色)
硫脲
HCl
③ Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸。
Cu + 4HNO3(浓) == Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Ag + 4HNO3(浓) === AgNO3 + NO2 + H2O Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2 + 2H2O 2Ag + 2H2SO4(浓) === Ag2SO4(s) + SO2 + 2H2O
•与酸作用
①Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)； ②生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；
2Ag + H2S === Ag2S(s) + H2(g) 2Ag + 2H+ + 4I– === 2AgI2– + H2(g) 2Cu +2H+ +4CS(NH2)2 =2Cu[CS(NH2)2]2+ +H2(g)
溶解度相对大小：
CuSCN的Ksp = 4.8×10–15
CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S
制备 a .加热分解法
773K
2CuCl2====2CuCl＋Cl2↑
2CuBr2 ===2CuBr+Br2
b .氧化还原法
用还原剂还原卤化铜可以得到卤化亚铜：
2CuCl2+SnCl2 = 2CuCl↓+SnCl4 2CuCl2+SO2+2H2O = 2CuCl↓+H2SO4+2HCl
主要内容 §22.1 铜族元素 §22.2 锌族元素
铜族元素
锌族元素
价电子： (n-1)d10ns1 价电子：(n-1)d10ns2
d Βιβλιοθήκη Baidu区元素
本章教学要求
1．掌握铜族和锌族元素的通性及与IA和 IIA族元素性质的差异；
2．掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化 物、重要盐类以及配合物的生成与性质；
IB
IA
价电子构型
(n-1)d10ns1
ns1
次外层电子构型 18e
8e
由于18电子构型的离子，具有很强的极 化力和明显的变形性，
所以本族元素一方面容易形成共价型化 合物。
另一面本族元素离子的d、s、p轨道能量 相差不大，能级较低的空轨道较多，所以 形成配合物的倾向也很显著 .
22.1.2 铜族元素的单质
+H2O
+
CO2
△
==
Cu2(OH)2CO[C3(u绿(OH))2CO3
Au，Ag不与O2发生反应，
当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。
4M +O2 + 2H2O + 8CN– === 4[M(CN)2]– + 4OH– M= Cu, Ag, Au
4Cu + O2 + 2H2O + 8NH3 ==== 4[Cu(NH3)2]+(无色) + 4OH– O2
IB
价电子构型
(n-1)d10ns1
次外层电子构型 18e
活泼性(从上到下) 减弱
IA ns1
8e 增强
解释：从Cu→Au，原于半径增加不大，核电荷明显
增加，次外层18电子的屏蔽效应又较小亦即有效核电 荷对价电子的吸引力增大，因而金属活性依次减弱。
另一方面虽然铜、银、金的第一电离势分别为 750、735、895kJ/mol。银比铜稍活泼。如果在水溶 液中反应，就应依电极电势的大小来判断。用玻恩哈 伯循环计算M(s)→M+(aq)能量变化，从固体金属形成 一价水合阳离子所需的能量随Cu—Au的顺序越来越大， 所以从Cu—Au性质越来越不活泼。