第十五章 ds区元素
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。
无机化学ds区、d区和f区过度元素
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● 酸碱性 过渡元素氧化物的水合物的酸碱性变化规律和主族相似 ，对同一元素而言，一般是低价显碱性，高价显酸性。 Mn(OH)2 弱碱；HMnO4 强酸（Φ=Z/r） ● 参与工业催化过程和酶催化过程的能力强 d 区元素较高的催化活性椐认为与电子容易失去,容易得 到,或容易由一种能级迁移至另一能级的事实有关；例如， V2O5催化 SO2 氧化的反应，可能涉及到 V(+5) 与V(+4) 氧 化态之间的转换： 1/2 O2 + 2 V(Ⅳ) = O 2- + 2 V(Ⅴ) +) SO2 + 2 V(Ⅴ) + O 2- = 2 V(Ⅳ) + SO3 1/2 O2 + SO2 = SO3
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f 区元素的价层电子构型为(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2, 其特 征是随着核电荷的增加，电子依次填入外数第三层 (n-2)f 轨道，因而又统称内过渡元素。 f 区元素包括周期系中的镧系元素（原子序数57～71共 15种元素）和锕系元素(原子序数89～103共15种元素)。 镧系元素中只有钷是人工合成的，具有放射性。 锕系元素均有放射性，铀后元素为人工合成元素，称超 铀元素。
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铬化合物毒性浅析 绝大多数三价铬化合物不溶于水，无毒、无害，但水 溶性无机三价铬盐极易在酸性环境下水解，形成的游离酸 对人体有剌激作用。 六价铬毒性主要是由于强氧化性对有机体的腐蚀与破坏， 可以通过吸入、接触、口服造成人体中毒。吸入六价铬将 引起呼吸道感染，粘膜溃疡，甚至鼻穿孔；皮肤接触六价 铬可能引发皮炎，伤口若接触六价铬将出现铬疮；口服大 剂量六价铬化合物将引起消化系统腐烂，出现肾损伤。流 行病学研究证实，长期暴露在高浓度六价铬的气雾中的工 人，呼吸系统癌症（主要是肺癌）发病率高于平均值，其 潜伏期超过15年。
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--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。
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 BlockElementsandCompounds)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(alkaliMetals)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(alkalineearthmetals)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。
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
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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区元素化合物的性质实验报告
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引言DS区元素是化学中的一类重要元素，其化合物具有丰富的性质和广泛的应用。
本实验旨在通过一系列实验方法，探究DS区元素化合物的性质，为进一步研究和应用提供实验依据。
实验一：DS区元素化合物的溶解性在本实验中，我们选择了几种常见的DS区元素化合物，包括DS1、DS2和DS3。
首先，我们在不同的溶剂中分别加入这些化合物，并观察它们的溶解情况。
结果显示，DS1在水中能够完全溶解，而在有机溶剂中溶解性较差；DS2在水和有机溶剂中均能溶解，但溶解度较低；DS3在水中几乎不溶解，但在有机溶剂中溶解度较高。
通过这些实验结果，我们可以初步判断DS区元素化合物的溶解性与其分子结构和化学键的性质有关。
实验二：DS区元素化合物的热稳定性为了研究DS区元素化合物的热稳定性，我们对DS1、DS2和DS3进行了热分解实验。
实验结果表明，DS1在高温下分解产生有毒气体，说明其热稳定性较差；DS2在一定温度范围内稳定，但超过该温度后会发生分解；DS3在高温下能够稳定存在，不会发生分解。
这些实验结果提示我们，在应用DS区元素化合物时需要考虑其热稳定性，以避免潜在的安全风险。
实验三：DS区元素化合物的电化学性质电化学性质是DS区元素化合物中一项重要的性质。
我们选取了DS1、DS2和DS3，通过电化学实验研究它们的电导率和电极反应。
实验结果表明，DS1和DS2在溶液中具有一定的电导率，且能够参与电极反应；DS3的电导率较低，几乎没有电极反应。
这些实验结果揭示了DS区元素化合物的电化学性质与其分子结构和电子能级有关，对于研究其电化学行为和应用于电化学领域具有重要意义。
实验四：DS区元素化合物的光学性质光学性质是DS区元素化合物的又一重要性质。
我们选择了DS1、DS2和DS3，通过紫外可见光谱实验研究它们的吸收特性。
实验结果显示，DS1和DS2在一定波长范围内有明显的吸收峰，而DS3则几乎没有吸收峰。
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14章 ds区元素
Hg2+ + 2I− = HgI 2 ↓ (红 ) 色
HgI 2 + 2I = [HgI 4 ] (无色)
亚汞离子形成配合物的趋势小
−
2−
Hg2+ + 2I− = Hg2I2 ↓ (绿色) 2
Hg2I2 + 2I− = [HgI 4 ]2− + Hg(黑色)
第十五章 ds区元素 奈斯试剂
[HgI 4 ]
分析中用于鉴定Hg(Ⅱ)和Sn(Ⅱ) Hg2Cl2 甘汞、轻粉 内服缓泻剂，外用治疗慢性溃疡及皮肤病 直线形，难溶于水，见光易分解 棕色瓶里保存
Hg2Cl2 = HgCl 2 + Hg
第十五章 ds区元素 HgS 辰砂或朱砂 实验室制备
Hg2+ + H2S = HgS ↓ +H+
难溶的金属硫化物 3HgS(s) + 2NO3 (aq) + 12Cl (aq) + 8H (aq) = 23[HgCl4] + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O
第十五章 ds区元素 一、ds区元素的通性 价电子层构型 (n-1)d10 ns1~2
化学活性比相应的主族元素小 ⅠB的d电子参与反应，ⅡB的d电子不参与反应 化合物具有共价性 配合物一般无色 单质的熔、沸点较其他元素低 Hg在常温常压的条件下为液态
第十五章 ds区元素 二、d区元素的化合物 1、铜的化合物 铜的元素电势图
102℃ 113 ℃ CuSO4 ⋅ 5H2O(蓝色) CuSO4 ⋅ 3H2O CuSO4 ⋅ H2O → →
058℃ 750℃ →CuSO4 (白色) →CuO(黑色) + SO3
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。
实验：ds 区元素
实验二十：ds区金属（铜、银、锌、镉、汞）〔实验目的〕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.试验并熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力，以及Hg22+和Hg2+的转化。
〔实验原理〕铜族元素包括铜、银、金，位于周期表ⅠB族；锌族元素包括锌、镉、汞，位于周期表ⅡB 族。
由于铜、锌族元素价电子层构型为(n-1)d10ns1、(n-1)d10ns2，都属ds区，故一并进行讨论。
一、铜族元素已知铜族元素价电子构型为(n-1)d10ns1，铜族元素原子不仅可以失去ns电子，也可进一步失去部分d电子。
因此铜族元素都有+1、+2、+3三种氧化态。
但由于其稳定性不同，铜常见的氧化态为+2，银为+1，金为+3。
1．铜的化合物①Cu(Ⅰ)的化合物：Cu(Ⅰ)的化合物在固态晨稳定性高于Cu(Ⅱ)，但在溶液中容易被氧化为Cu(Ⅱ)。
Cu溶液为无色。
几乎所有的Cu(Ⅰ)化合物都难溶于水，其溶解度顺序为：CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S物质颜色溶解性化学性质Cu2O 红色不溶于水。
弱碱性；对热稳定。
CuOH 黄色或橙色不溶于水。
不稳定，生成后立即分解为Cu2O。
CuX 白色CuCl、CuBr、CuI都不溶于水，溶解度按顺序降低Cu2+ + 2Cl- + Cu = 2CuCl→H[CuCl2] CuCl + CO + HCl → Cu(CO)Cl5H2OCu2S 黑色在盐Cu(Ⅰ)中是最小的3Cu2S+16HNO3(浓)=6Cu(NO3)2+4NO+8H2O+3SCu2S + 4CN- = 2[Cu(CN)2]-+ S2-配合物无色溶于水，由于为d10型离子，因此一般为无色。
[Cu(NH3)2]+ + O2→[Cu(NH3)4]+ [Cu(NH3)2]+ + CO → [Cu(NH3)2(CO)]+②Cu(Ⅱ)的化合物：Cu(Ⅱ)为ｄ9构型，它的化合物或配合物因Cu2+可发生ｄ－ｄ跃迁而呈现颜色。
ds区元素(1)
1.5（25℃），难 溶于水。在空气 中吸湿后变绿，
溶于氨水
氧化亚铜
氧化亚铜：鲜红色固 体，有毒，很高的热 稳定性。利用碱性铜 酸盐用葡萄糖还原可 得到硫酸铜，医学同 感次方程式检查糖尿 病。溶于氨水和氢卤 素。
卤化亚铜CuI、CuBr、CuCl
卤化亚铜：均为白色 沉淀。最常见的是碘 化亚铜，对其的制取 ：往硫酸铜溶液逐滴 加入碘化钾溶液，可 以看到碘化亚铜沉淀 和棕色的碘产生。氯 化亚铜在不同浓度的 氯化钾生成配离子。
补充： 亚铜盐多为难溶物：
CuCl CuBr CuI CuSCN CuCN Cu2S
大
K sp
小
硫化亚铜：难溶的黑 色固体。
氧化铜：黑褐色固体
，对热稳定。在一定 条件下吸收CO等杂质 气体。
氢氧化铜：淡蓝色固 体，受热易分解。硫 酸铜加少量氨水得到 的是碱式硫酸铜，继 续加氨水，沉淀溶解 得到铜氨溶液
分解为碱式 的 HCl 气流 盐。后变为。 中加热可得
用和乙醇溶
无水
液浸湿的 CuCl2，呈黄 纸，干后可 褐色，比重
Байду номын сангаас
自燃 137.8(0℃)在 湿空气中易
为 3.05 77.0，能溶 于乙醚和丙
潮解，能溶 醇中，易溶
于乙醇
于甲醇和乙
醇中
+1 氯化亚铜
CuCl 白色四面体晶体
3.53~3.68 425℃熔化约 1000
---之铜族化合物
主讲人：韩钰
15、 ds区元素的重要化合物
ds区元素化合物特点:
➢ IB,IIB族元素的原子分别失去1个或2个电子后，变成 外层为18电子构型的一价或二价阳离子。
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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21
> 1.6*10
.
13
>
1.7*10 > 4.5*10
+
7
5
Ag
Cl
AgCl -
NH3 H2O
Ag(NH3)2
Br
AgBr 2S2O3
3Ag(S2O3)2
Ag2S
S
2
Ag(CN)2
CN
AgI
I
-
Ag(NH3)2
2 [ Ag(NH3)2] + RCHO + 2OH
+
+
-
RCOONH4 +2Ag + 3 NH3 + H2O
Hg2(NO3)2 Hg2Cl2
b、如加入一种试剂使Hg（II）离子形成沉淀或配 合物降低Hg（II）离子的浓度，就会加速亚汞歧化 例：
Hg2+ H2S
2+
Hg2S+2 H HgS +Hg
HgNH2Cl + Hg + NH4Cl
+
Hg2Cl2+ 2 NH3
Hg22++2OH-=Hg2(OH)2=Hg +HgO +H2O
Ag2O + H2O
-
[Ag(NH3)2] + Ag Ag + O2
HNO3 NH3 CO Ag O HCl 2 H2O2 CN 573K
AgNO3 + H2O AgCl + H2O [Ag(CN)2] + OH
-
Ag2O + CO
2Ag + CO2
Ag2O + H2O2
2Ag + H2O + O2
:
Cu + Hg2(NO3)2
Cu(NO3)2+2Hg
汞（II）和亚汞的相互转化 电势图：
2+ 0.905 2+
Hg
Hg2
0.7986
0
Hg
Φ 右 < Φ左
+
2+
0
(
Cu
Cu
) Cu
a、但
Hg + Hg
2+
2+
Hg2
K=69.4 K值很小，改变条件， 反应方向可改变
: Hg+ Hg(NO3)2 HgCl2+Hg
CuCl3
)
3-
但Cu（I）形成配离子或沉淀，可稳定存在，不歧化。
CuCl2
CuCl( Cu2O
Cu(CN)4
) )
难溶物：
CuBr( Cu2S(
CuI(
) )
CuCN(
但
+ Cu(NH3)2
不稳，会被空气氧化成 Cu(NH3)4
2+
+ 2Cu(NH3)2 + y2O2 +
4 NH3 H2O 2 [Cu(NH3)4] + 2 OH + 8 H2O
Cu2O3
+1化合物 氧化物Cu2O
KCuO2
K3[CuF6]
深棕，还可黄，桔黄，鲜红
硫化铜
CuS:
CuSO4+ H2S
CuS + H2SO4
CuS黑色，不溶于水，但溶于热的稀硝酸中。但
3CuSO4+ 8 HNO3
3Cu(NO3)2+ 2 NO +3S + 4 H2O
(<2mol/L)
也溶于氰化钾中
——银镜反应，用于化学镀银、鉴定醛 注：银氨试剂不可久置
Hg：
辰砂
焙烧 或+CaO共热
Hg
蒸馏可得Hg99.9%
HgS+O2 4HgS+4CaO
Hg+SO2 4Hg+3CaS+CaSO4
HgS+Fe
0
Hg+FeS
-1 . G =-46.7KJ mol
实验室提纯汞：
+5%Hg2(NO 3)2
( )
硝酸银
HNO 3( Ag HNO 3 (
见光分解：
)
AgNO 3 + NO 2 + H2O AgNO 3 + NO + H2O
)
2 AgNO3
hv
2Ag +2 NO2+ O2
保存在棕色玻璃瓶中。
配合物
[Ag(CN)2] [Ag(S2O3)2]
-
3
-
[Ag(NH3)2] [AgCl2]
+
-
K
即：
1.0*10
2 CuS+10CN
2 [Cu(CN)4] + (CN)2 + 2S
3-
2-
配合物 常见配位数为4，2、6不常见
2+
Cu(H2O)4
[Cu(NH3)4]
2+
[CuX4]
2-
Cu(en)2
2+
Cu(NH3)4 Cu(H2O)4
2+
2+
2CuCl4
Cu（I）和 Cu（II）的相互转化 (1) 、Cu（I）转化为 Cu（II） 溶液中：
二、银的化合物
主要+I价化合物 多数难溶于水，少数能溶，如：
AgNO3 AgF AgClO4
+II、+III价化合物少见，如：
AgO
AgF2
Ag2O3
氧化物 Ag2O 暗棕色不溶 。AgOH白色，极不稳定, 脱水 得 Ag2O
AgNO3 + KOH
Ag + OH
+
90% <228K
(AgOH)
AgOH
配合物 （1）氨配合物
Zn(NH3)4
2+
K =5.0*10
2+
8
Cd(NH3)6
K
=1.4*10
6
（2）氰配合物
Zn(CN)4
2-
K
=1.0*10
=1.3*10
16
Cd(CN )4 K
2-
18
Hg(CN)4
（3）其他：
2+
2-
K =3.3*10
2-
41
Hg + 4Cl
2+
-
HgCl4
K =1.6*10
2+
.
又
2 Cu + 8HCl(
)
2 H3[CuCl4] + H2
(2) Cu（ II ）转化为 Cu（ I ） a)
+ Cu( II) +
: Cu + 2 Cu(CN)2 + (CN)2 3Cu(CN)4
2CuI (
)
Cu + 4 I
2+
+ I2
b)
2CuO
1273K
Cu2O + 1/2 O2
Cu
E
2+
0.158
0
Cu
+
0.58
Cu
0
>
2+
E
Cu (aq)
反应的lgK=6.10 ×106 K=1.4 K=1.4×
Cu (aq) + Cu
+
K很大，歧化反应几乎完全
说明水溶液中Cu（I）离子不稳定，会歧化为 Cu（II）和 Cu
Cu2O + H2SO4
配离子：
CuSO4 + Cu + H2O
第十五章 ds区元素
15.1 ds区元素的通性 15.2 ds区元素的重要化合物
ds 区元素的通性
铜族元素
通性 （1）从上至下，金属活泼性减弱 （2）有可变氧化数 常见 Cu +1，+2， Ag +1， Au +3 （+1） （3）易形成络合物 （4）键型：共价键程度很大
重要化合物 铜的化合物 Cu +1、+11、+111 氧化数为+111的化合物如：
2-
15
Hg + 4 SCN
[Hg(SCN)4] K
=7.7*10
21
Hg +2 KI
2+
HgI2 + 2K+ I
-
[HgI4]
2-
K =7.2*10
29
K[[HgI4] + KOH
NH4Cl +2 K2[HgI4] +4KOH [O
NH4
+
Hg
2+
Mg +KCl+7KI+3 H2O NH ]I 2 Hg