无机化学第十九章-铜锌副族
第十九章铜副族元素和锌副族元素
第十九章铜副族元素和锌副族元素1．用反应方程式说明下列现象：（1）铜器在潮湿空气中会慢慢生成一层铜绿；（2）金溶于王水中；（3）在CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。
（4）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液时析出白色沉淀；（5）往AgNO3溶液滴加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCl溶液时并无AgCl沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时却析出黑色Ag2S沉淀。
答(1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3(2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O(3) [CuCl4]2- + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-[CuCl4]2-为黄色[Cu(H2O)4]2+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色(4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42-(5) Ag+ + CN- = AgCNAgCN + CN-=[Ag(CN)2]-2[Ag(CN)2]- + S2- = Ag2S + 4CN-2．解释下列实验事实：（1）焊接铁皮时，常先用浓ZnCl2溶液处理铁皮表面；（2）HgS不溶于HCl，HNO3和(NH4)2S中而能溶于王水或Na2S中，（3）HgC2O4难溶于水，但可溶于含有Cl-离子的溶液中；（4）热分解CuCl2·2H2O时得不到无水CuCl2；（5）HgCl2溶液中有NH4Cl存在时，加入NH3水得不到白色沉淀NH2HgCl。
答（1）ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2(OH)]H[ZnCl2(OH)]有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如：FeO + 2H[ZnCl2(OH)]2 + H2O（2）HgS不溶于HCl溶液中是因为HgS的容度积常数太小HgS不溶于HNO3是因为它与HNO3反应生成难溶的Hg(NO3)2HgSHgS不溶于(NH4)2S是因为(NH4)2S溶液水解为HS-，因而S2-浓度很低，不能形成配合物HgS溶于王水，它与王水反应生成HgCl42-和S3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2OHgS溶于Na2S溶液反应生成可溶性的HgS22-HgS + S2- = HgS22-（3）为H2C2O4酸性比HCl 弱得多；而Cl-与Hg2+生成的配合物较稳定，因而HgC2O4溶于盐酸HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4（4）Cu2+离子极化能力很强，HCl又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发生水解，得不到无水CuCl2CuCl22H22O↑ + HCl↑（5）NH4Cl存在抑制了生成NH2-，且NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成NH2HgCl沉淀HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl-3．试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。
铜-锌副族
1 铜族元素
硫化铜 CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 CuS，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝酸，也溶于 ，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝酸， KCN溶液： 溶液： 溶液 3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O 2CuS + 10CN = 2[Cu(CN)4]3 + (CN)2↑ + 2S2 配合物 Cu2+为d9型，可形成配位数 、4、6的络离子 可形成配位数2、 、 的络离子 Cu(Ⅱ)络离子有变形八面体或平面正方形，变形八面体有时也用平 Ⅱ 络离子有变形八面体或平面正方形， 络离子有变形八面体或平面正方形 面正方形描述。 面正方形描述。如 [Cu(H2O)4]2+ , [Cu(NH3)4]2+ , [CuCl4]2
1 铜族元素
2 化学性质
电势表中，三种金属的标准电极电势都在氢之下， 电势表中，三种金属的标准电极电势都在氢之下，它们不溶于稀盐酸 及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时，铜能溶于稀酸和浓盐酸： 及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时，铜能溶于稀酸和浓盐酸： 2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 8HCl（浓）= 2H3[CuCl4] + H2↑ （ Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。 在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。 在常温下不与干燥空气中的氧化合 Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后铜 、 在加热时也不与空气中的氧化合 在加热时也不与空气中的氧化合。 的表面会慢慢生成一层铜绿 的表面会慢慢生成一层铜绿 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3 Ag、Au则不发生这个反应。 、 则不发生这个反应 则不发生这个反应。 Cu、Ag能和 2S、S反应： 、 能和H 、 反应： 能和 反应 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O Au则不能 则不能
《无机化学》课件——第19章 铜副族元素和锌副族元素
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
铜副族和锌副族优秀课件
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界：
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋ －0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
Hg2＋ 0.92
Hg22＋ 0.789 Hg
自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、 胆矾CuSO4·5H2O等。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S 外，硫化银常与方铅矿共存。
金矿主要是以自然金形式存在，包括散布在岩石中的岩 脉金和存在于沙砾中的冲积金两大类。
而Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在 下方能进行：
2 Cu ＋ 8 NH3＋O2 ＋2 H2O 2 [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 OH－
铜在生命系统中起着重要作用，人体有30多种含 有铜的蛋白质和酶。血浆中的铜几乎全部结合在 铜蓝蛋白中，铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的功能， 成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。 与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼 性是逐渐减弱的。 铜与一些强配体作用放出H2，如CN－
《铜锌副族教学》课件
2
锌的应用
锌用于镀层、防腐剂和电池。它还是合金制备和冶金工艺中的重要成分。
3
铜和锌的合金
铜和锌可以形成黄铜合金，它具有抗腐蚀性和良好的加工性能，广泛用于制作钟 表、乐器和装饰品等。
结语
通过本课程，您了解了铜锌副族的概述、铜和锌的化学性质以及它们的应用。希望本课程能够加深您对铜锌副 族的认识，为您学习和工作提供参考。
周期趋势
铜锌副族的元素在周期表中具有递增的原子半径和离子半径，以及递减的电负性。
铜的化学性质
物理性质
铜是一种具有良好导电性和导 热性的金属，常见的铜的形态 包括固体、线和片。
化学性质
铜与氧气反应生成黑色的氧化 铜，可以通过还原来获得纯铜。
化合物
铜可以形成多种化合物，如硫 酸铜、氯化铜和氨合铜等。
锌的化学性质
《铜锌副族教学》PPT课 件
铜锌副族教学课程涵盖了铜锌副族的概述、化学性质和应用。通过本课程， 您将深入了解这两种元素的重要性及其在实际应用中的多样化。
铜锌副族的概述
特点
铜锌副族的特点包括高导电性、良好的韧性和电子外层的1个和2个电子结构。
元素
铜锌副族的主要元素包括铜、锌、镍和银，它们在周期表中具有相似的性质。
1 物理性质
锌是一种具有金属光泽的 蓝白色金属，可以在空气 中形成一层保护性的氧化 层。
2 化学性质3 化合物锌与盐酸反应会产生氢气， 可以通过电解还原来获得 纯锌。
锌可以形成多种化合物， 如氯化锌、硫酸锌和氧化 锌等。
铜和锌的应用
1
铜的应用
铜广泛用于电子设备、建筑材料和制作艺术品。它还是制作导线和管道的重要材 料。
16 铜副族和锌副族
汞与浓硝酸反应生成硝酸汞： Hg ＋ 4 HNO3 → Hg(NO3)2 ＋ 2 NO2 ↑ ＋ 2 H2O 但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞： 6 Hg ＋ 8 HNO3 → 3 Hg2(NO3)2 ＋ 2 NO ↑ ＋ 4 H2O 与镉、汞不同，锌是两性金属，能溶于强碱溶液: Zn ＋ 2 NaOH ＋ 2 H2O →Na2[Zn(OH)4] ＋ H2 ↑
在有H＋或NH4＋存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成铜氨配离 子， Cu(OH)2＋2NH3· 2O＋2NH4＋—— H [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 H2O
卤化铜的颜色随着阴离子的不同而变化
CuF2 白色、 CuCl2 黄褐色 和CuBr2 黑色 ， 带有结晶水的CuF2· 2O蓝色和CuCl2· 2O蓝绿色 。 2H 2H CuCl2易溶于水，在很浓的CuCl2水溶液中，可形成黄色 的[CuCl4]2－: Cu2＋ ＋ 4 Cl－ —— [CuCl4]2 －
Au
Cl
Cl
二
锌副族元素
1 单质
锌副族元素的一个重要特点是熔、沸点较低。 由于汞原子 6s 轨道上的两个电子非常稳定，因此它的金 属键更弱，其熔点是所有金属中最低的。 锌副族的常见氧化态为＋2。 化学活泼性随着原子序数的增大而递减，与碱土金属恰 好相反，但比铜族强。 Zn ＞ Cd ＞ H ＞ Cu ＞ Hg ＞ Ag ＞ Au
第 19 章 铜副族和锌副族
IB
(n-1)d10 ns1 +1，+2 +1 +3
IIB
(n-1)d10 ns2 +2
Cu Ag
Zn Cd
+1，+2
+1，+2
Au
宋天佑版无机化学 第19章 铜锌副族PPT课件
2020/11/27 8
三、铜的重要化合物
一、一价化合物-氧化物和氢氧化物
Cu2O:暗红（黄），弱碱性共价化合物，溶于稀酸、氨水，热稳 定性高。CuO分解得到。 Cu2O+2HCl（稀）→ 2CuCl↓（白）+H2O Cu2O+4HCl（浓）→2H[CuCl2]+H2O Cu2O+H2SO4→（Cu2SO4）→CuSO4+Cu+H2O Cu2O+4NH3+H2O→2[Cu（NH3)2]++2OH- （无色，不稳定） 4[Cu（NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH（深兰色）
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⑴ 2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS（焙砂） +SO2↑ ⑵ mCu2S+nFe2S=冰铜
FeO+SiO2=FeSiO3(渣浮上） ⑶ 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 32.ACgu的2O冶+பைடு நூலகம்炼u2S=6Cu+SO2
问题：电解铜时, 为何Ni、Fe、 Zn、Ag、Au、 Pt等不在纯铜板 上沉积？
Cu4HN3(O 浓) Cu(N3)O 2 2NO 2 2H2O Ag2HN3(O 浓) AgN3O NO 2 H2O Cu2H2SO4(浓) CuS4O SO2 2H2O 2Ag2H2SO4(浓) Ag2SO4 SO2 2H2O Au4HC浓 l)(HN3O (浓) H[Au4]CN l O2H2O
Eθ（M+/M） 0.521 0.799 1.68 -2.7～-2.9
电负性
简单介绍幻灯
Inorganic Chemistry
CuCl2 • 2H2O 受热时分解： 2 CuCl2 • 2H2O —— Cu （ OH） 2 • CuCl2 ＋ 2 HCl↑＋ 2 H2O 由于脱水时发生水解，所以用脱水方法制 备无水 CuCl2 时，要在 HCl 气流中进行。无水 CuCl2 进一步受热：
Ag2O 和 Cu2O 主要有下列异同点： ① Ag2O 为中强碱，而 Cu2O 呈弱碱性。
② Ag2O 在 300 ℃ 即发生分解，生成银和氧，
Cu2O 对热十分稳定。
③ Ag2O 与 HNO3 反应生成稳定的 Ag Ⅰ （ ）盐。 Ag2O ＋ 2 HNO3 —— 2 AgNO3 ＋ H2O
Inorganic Chemistry
3 Cu （Ⅰ ）和 Cu （Ⅱ ）的相互转化
铜主要有 +1 和 +2 两种氧化态。 气态时，Cu＋ 的化合物十分稳定。 在水溶液中，Cu＋易发生歧化反应生成 Cu2＋ 和 Cu： 2Cu＋ —— Cu2＋ + Cu
Inorganic Chemistry
从铜的元素电势图上看
Cu2＋ 0.159 V Cu＋ 0.521V Cu
单质铜，黄铜矿 ，辉铜矿
银
Ag 单质银，闪银矿 ，角银矿
金
Au
单质金，以极分散形式分布于岩石中。
Inorganic Chemistry
锌副族 （ ⅡB）:
Zn Cd Hg
10 ns2 原子核外价层电子的构型 ： n － 1 d （ ）
锌 镉
Zn Cd
闪锌矿，菱锌矿
CdS
汞
Hg
HgS
1元素单质
Inorganic Chemistry
19.铜锌副族
mercury, hydrargyrum
货币金属
铜、锌分族通性
同周期，IB ~ IA，IIB ~ IIA的比较：
性质 价电子构型 次外层电子构型
Z* 原子半径r
有效离子势*
金属活泼性 化合物键型 形成配合物倾向
IB、IIB
(n-1)d10ns1~2
18e
(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10
铜族元素-铜
硫酸铜 CuSO4·5H2O 胆矾或蓝矾，蓝色斜方晶体。制法： Cu + 2H2SO4（浓）== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Cu + 2H2SO4(稀) + O2 == 2CuSO4 + 2H2O
375K
CuSO4·5H2O
CuSO4·3H2O 386K
CuSO4·H2O531K
CuS，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝 酸，也溶于KCN溶液：
3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O 2CuS + 10CN‾ = 2[Cu(CN)4]3‾ + (CN)2↑ + 2S2‾ ➢ 配合物 Cu2+为d9型，可形成配位数2、4、6的络离子 Cu(Ⅱ)络离子有变形八面体或平面正方形，变形八面体 有时也用平面正方形描述。如
铜族元素-铜
1 铜的化合物 （1） Cu(Ⅰ) 的化合物
➢ 氧化物 ----Cu2O(黄色, 红色, 深棕色), 不溶于水, 有毒 2Cu(OH)42‾ +CH2OH(CHOH)4CHO = Cu2O(红色) + 4OH‾ + CH2OH(CHOH)4COOH + 2H2O --------糖尿病的辅助诊断方法 Cu2O对热稳定，溶于稀硫酸，并立即歧化 Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O Cu2SO4 = CuSO4 + Cu Cu2O溶于氨水和氢卤酸，生成[Cu(NH3)2]+和[CuCl3]2Cu2O + 4NH3H2O == [Cu(NH3)2]++OH- + 3H2O
铜副族和锌副族
（2）卤化铜
颜色 随着阴离子的不同而变化
结构 无限长链
•在含氯离子水溶解中 颜色 •有机溶剂 共价性
•水合物受热分解 碱式 •无水物受热分解 CuCl
白色 CuF2、黄褐色 CuCl2 和黑色 CuBr2，带有 结晶水的蓝色 CuF2·2H2O 和蓝绿色 CuCl2·2H2O。
卤化铜的颜色随着阴离子的不同而变化。
4 [Cu(NH3)2]＋ ＋ O2 ＋ 8 NH3 ＋ 2 H2O 4 [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 OH－
由于 Cu＋ 的价电子构型为 d10，所以配位化 合物不会由于 d－d 跃迁而产生颜色。
[Cu(NH3)2]Ac 溶液吸收能使催化剂中毒的 CO 气体。
[Cu(NH3)2]+ + CO + NH3 [Cu(CO)(NH3)3] +
在热的Cu(II) 溶液中加入KCN，得白色 CuCN 沉淀：
2 Cu 2＋ ＋ 4CN－ CuCN ＋ (x－1) CN－
2CuCN ↓ ＋ (CN) 2 ↑ [Cu(CN)x]1－x (x＝2∼4)
Cu 是还原剂，Cl－ 是沉淀剂
CuCl 的生成使得溶液中游离的 Cu＋ 浓度大大降 低，平衡向生成 Cu＋ 的方向移动。
∼1.41
Au＋ ∼1.68 Au
1.49
EBӨ /V
－0.222
Cu(OH)2 －0.08 Cu2O －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
19.1.1 铜族元素的单质
1
铜副族元素单质的性质
2 铜副族元素的提取
1.铜副族元素单质的性质
在水溶液中，Cu＋易发生歧化反应生成 Cu2＋和 Cu：
大学无机化学课件第19章铜副族和锌副族
Au＋ ∼1.68 Au
1.49
－0.222
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋ －0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
氧化亚铜Cu2O可以通过在碱性介质中还原Cu(II) 化 合物得到。用葡萄糖作还原剂时，反应如下
2 [Cu(OH)4]2－ ＋ CH2OH(CHOH)4CHO 4 OH－ ＋ CH2OH(CHOH)4COOH ＋ 2 H2O ＋ Cu2O ↓ 桔黄、鲜红或深棕色
这个反应来检测尿样中的糖份，以帮助诊断糖尿病。
2 化学性质 铜副族元素的氧化态有 ＋1，＋2，＋3 三种， 这是铜副族元素原子的 (n－1)d 和 ns 轨道能量相 近造成的，不仅 4s 电子能参加反响，3d 电子在一 定条件下也可失去一个到两个，所以呈现变价。 相比之下，碱金属 3s 与次外层 2p 轨道能量相差很 大，在一般条件下很难失去次外层电子，通常只 能为 ＋1价。 铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副 族元素的金属性随着原子序数的增加而减弱，而
金的金属活性最差，只能溶于王水中：
Au ＋ 4 HCl ＋ HNO3 H[AuCl4]＋ NO ＋ 2 H2O
铜在红热时与空气中的氧气反响生成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。 与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼 性是逐渐减弱的。 铜与一些强配体作用放出H2，如CN－
及碱金属的氯化物溶液中，形成 [Cu(NH3)2]＋、[CuCl2]－、 [CuCl3]2－或 [CuCl4]3－ 等配离子。
无机化学教学课件 19章 铜、锌副族
元素概述
Instruction to the elements
铜副族元素
Cuprum Subgroup Elements
锌副族元素
Zinc Subgroup Elements
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19-0 元素概述
Instruction to the elements
s区与ds区金属的电子构型的异同
最外层 次外层
H2O 和两个
S
O
2 4
结合。加
热时，先失去两个非氢键水
分子，再失去另外两个氢键
水分子，最后失去以氢键与
结合的水分子。
无水硫酸铜为白色粉末，难溶于乙醇或乙醚，具有很强的吸水性，吸水 后呈现蓝色。
当硫酸铜加热到 923 K 时，发生分解反应：
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ds区 在周期表中 的位置
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本章教学要求
1．了解ds区元素的特点； 2．了解重点元素Cu、Ag、Zn、Hg
的存在、分离、性质和用途； 3. 掌握重点元素单质及化合物的性质，
会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；
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19-0 19-1 19-2
C u 2 O + 4 N H 3 + H 2 O 2 [ C u ( N H 3 ) 2 ] + + 2 O H
Cu2O 主要用作玻璃、搪瓷工业的红色颜料。 CuOH 极不稳定，至今尚未制得 CuOH。
（2）卤化物
CuX，除CuF（易歧化）是红色外，其余的都是白色，除CuF外都是难溶
Au + 4HCl + HNO3 == HAuCl4 + NO + 2H2O
无机化学 第19章铜副族和锌副族
三. IB元素的阳离子多为 18e- 或 (9~17)e- 电子
构型, 具有较强的极化能力和变形性, 阳离子易水
解、 离子水化能较大、易形成共价化合物. 四. IB元素阳离子的(n-1)d、s、p轨道能级相差 不大,易于杂化并作为Lewis酸提供空轨道与Lewis 碱作用,形成一系列稳定的配合物.
NH 3 H 2O
过滤
过量HNO 3
二. 铜 族 元 素 单 质 的 性 质 1. 铜族元素的导电性和传热性极强,在所有金属 中银占首位, 铜次之; 它们有极好的延展性和可塑 性.铜(紫红色)和金(黄色)是所有金属中仅有的呈现
特殊颜色的两种金属.
2. 室温下,Cu,Ag,Au不与氧或水作用;高温下也 不与H2,N2或C作用. Au、Ag在高温下的空气中也 是稳定的.
22Cu(OH)4 C6 H12O6 C6 H12O7 Cu2O 4OH- 2H 2O
4Cu2 8OH N 2 H4 2Cu 2O N 2 6H 2O
1100 C 4C uO (s) 2C u2O (s, 暗红) O 2
1 2Cu(s) O 2 2 Cu2O 十分稳定,在 1235 ℃ 熔化但不分解.
例如Cu2+在有水合条件下能稳定存在,是由于Cu2+
的水化能不仅能补偿I2,而且有余,能量上是有利的. c. IB元素的金属活泼性远小于IA元素,且自上而 下金属活泼性递减,与IA元素的变化规律正好相反. 其原因是IB元素自上而下,原子半径增加不多,而有
效核电荷z* 增加显著,核对价电子的吸引力增大.
3 2
铜的 +1 价氢氧化物很不稳定,易脱水变为相
应的氧化物 Cu2O. 用 NaOH 处理 CuCl 的冷盐酸溶液时,生成黄 色的 CuOH 沉淀,但沉淀很快变为橙色,最后变为
第19章 铜、锌副族
AgF
容易形成共价 键和配位键
由于18电子结构的离子具有很强的极化力和明 显的变形性，所以铜族元素一方面易形成共价 化合物，另一方面由于它们离子的d、s、p轨 道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所 以铜族元素容易形成配合物。
Cu(NH3)42+
Cu2I2 AgI
AuCl3
19-1-1 铜副族金属单质 一、自然界主要矿物
杂质溶解于溶液中
mCu2S＋nFeS ==mCu2S·nFeS （冰铜）
制粗铜：2Cu2S＋3O2 === 2Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S === 6Cu＋SO2↑
电解精炼 阳极（粗铜）：Cu＝Cu2+＋2e
比铜不活泼
阴极（纯铜）：Cu2+＋2e＝Cu
的金属杂质沉
电解反应 Cu（粗铜）===Cu（纯铜）
2Na[Ag(CN)2]＋Zn＝2Ag＋Na2[Zn(CN)4]
3.化学性质 ★与O2作用 2Cu O2 2CuO(黑)
2Cu O2 H2O CO2 Cu2 (OH)2 CO3(绿)
碱式碳酸铜
Au，Ag不与O2发生反应，当有沉淀剂 或配合剂存在时，可反应。
M Cu, Ag, Au
二、金属冶炼
富集用浮选法
铜矿石 富集
沸腾炉 焙烧
铜的冶炼
923-1073K
反射炉 制冰铜
有关冶炼反应 电解精炼
转炉 制粗铜
1773-1823K 高温吹入空气
焙烧：2CuFeS2＋O2 === Cu2S＋2FeS＋SO2
制冰铜： 2FeS＋3O2 === 2FeO＋2SO2 比铜活泼的金属
FeO＋SiO2 ===FeSiO3
银器年久变黑
铜锌副族-19
铜族
三、配合能力
有很强的配合能力，而碱金属却通常不形成配合
物。
四、化合物
铜族元素有许多二元化合物有相当的共价性。如： AgI是共价分子。而碱金属一般是离子型化合物。
单质的化学性质
铜和银易溶于硝酸或热的浓硫酸中，有氧时Cu 能溶于氨水（生成[Cu(NH3)4]2+）中，Cu能直接溶
于KCN溶液(生成[Cu(CN)4]3-)。
IIB族的离子都是无色的，所以它们的化合物一 般是无色的。但因它们的极化作用及变形性较大， 当与易变形的阴离子结合时往往有较深的颜色。 一、氧化物和氢氧化物 在它们的可溶性盐的溶液中加碱： Hg2++2OH-===HgO ↓ （黄色或红色）+H2O Zn2+ +2OH-=== Zn(OH)2 ↓ （白色） Cd2+ +2OH-=== Cd(OH)2 ↓ （白色）
锌族化合物
Zn(OH)2和Cu(OH)2均显两性，溶于酸和过量的碱中．
二、硫化物 IIB族都能形成硫化物。 ZnS白色，Ksp=1.2×10-23，溶于0.1mol/L的HCl 溶液但不能溶于醋酸。 CdS黄色，Ksp=3.6×10-29，不溶于稀酸，但溶于 浓酸。 HgS黑色，Ksp=3.5×10-52，是溶解度最小的硫化 物，只能溶于浓的碱性Na2S溶液生成Na2[HgS2]，也溶 于王水得H2[HgCl4]。
使铜族元素的有效核电荷较大，对最外层s电子的
吸引力比碱金属强。因此，与同周期的碱金属相 比，铜族元素的第一电离势较高；标准电极电势 的数值为正值；
1.单质的熔沸点固体密度及硬度等均比碱金属的 高，所以铜族元素的金属活泼性远小于碱金属。
变化规律是：自上而下活泼性递减。这与主族元
无机化学第十九章-铜锌副族
第十九章铜锌副族1.铜副族单质M(I)化合物M(II)化合物M(III)化合物§本章摘要§2.锌副族单质M(II)化合物M(I)化合物吐锌副族一.单质1.物理性质熔点低，既比IIA族低，也比旧族低，并依Zn、Cd、Hg次序下降，Hg是金属中熔点最低的。
Zn青白色，Cd灰白色，Hg 银白色汞易与某些金属生成汞齐，钠汞齐既保持Hg的情性，又保持Na 的活性。
银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。
2.化学性质常温下，IIB族元素单质都很稳定。
10和非金属的反应3.锌与铜的活性比较Cu、Zn在周期表中相邻，只差一个电子，Zn的第一电势能比Cu大得多，为什么Cu却这不如Zn 活泼？学一小父屿匕小。
整个过程是：可以分解为：M闾?工朋(崎)is升华热T水合热用1M更+能1电高能两级电离能相加后，差别不*加热下，Zn、Cd、Hg均可与O2反应，生成MO式氧化物。
2Zn+O2---2ZnO2Cd+O2---2CdO(褐色)2Hg+O2---2HgO(红色)*Hg+S---HgS由于液体Hg和硫粉反应，面积大，故比Zn、Cd还易些。
用这个反应处理洒落的汞液体。
和卤素的反应也有类似的现象，即Hg比Cd还活泼些。
Hg为液体，接触面积大，反应活性高.*在潮湿的空气中，Zn将生成碱式盐4Zn+2O2+CO2+3H2O---ZnCO33Zn(OH)220和酸碱的反应*Zn、Cd都能与稀盐酸、稀硫酸反应，放出H2,Hg不能。
Hg大，水合热也相近。
关键是Zn的升华能小，财©~时)的热效应是Zn的吸热少。
AG°=AH0-W0也印项是主要的，故Zn转变的AG°/J\所以，Zn电势比Cu的小得多。
4.锌的冶炼主要矿物是闪锌矿ZnS,(常见时含有CdS)2ZnS+3O2----2ZnO(s)+2SO2(g)焙烧得到的SO2,可以用于制硫酸。
ZnO+C---Zn(g)+CO(g)(1000度以上)其中Cd的沸点低，先挥发出，Zn后挥发出，冷却得Zn粉。
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第十九章铜锌副族
§本章摘要§1.铜副族
单质M ( I ) 化合物M ( II) 化合物M ( III) 化合物2.锌副族
单质M(II)化合物M(I)化合物
§2.锌副族一.单质
升华能小，的热效
项是主要的，故Zn转变的小，所以, Zn电势比Cu
是)，再电解可得99.97% 的若在体系中加入少许,
二M(II)化合物
1. 酸碱性
Zn(OH)2和ZnO 均显两性，平衡反应为:
* 在酸中，H+多，平衡右移，显碱性；在碱中，OH-多，平衡左移，显酸性。
* Cd(OH)2，显碱性。
其实，在碱中也有一定的溶解性，比水中大，生成，也可以说有极弱的酸性，HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大，不过我们仍然称Cd(OH)2是碱性氧化物。
许多碱性氧化物都有这个特点。
2. 热稳定性
结构，有3. 水解性
*溶于水时易生成碱式盐，配制
Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。
*HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:
HgCl2, 易升华，俗名升汞，剧毒！
*和水解一样，HgCl2可以和氨之间发生氨解反应，形成：
*
脱水时有水解发生，故制备无水盐, 用HCl气氛保护。
4. 配合物
* 和均为无色的氨配合物，主要形成2 配位的直线形配合物和4 配位的四面体配合物，如:
等。
强的极化作用，故Zn(OH)2、Cd(OH)2均不稳定。
尤其是Hg(OH)2不稳定，难存在:
直接分解
HgO可继续分解
2HgO --- 2Hg + O2(气体) (673K)
而ZnO 和CdO 较难分解。
*与卤素离子形成配合物的倾向依Cl-、Br-、I-次序增强。
沉淀溶解.
*K2[HgI4] 和KOH 的混合液称奈斯勒试剂(Nessler)，可用以验证出微量的:
可以将看成是取代
中的H，的浓度越大，颜色越深。
*IIB族M(II)配合物一般是外轨型配合物，无d-d跃迁。
当配体大时，相互极化导致电荷跃迁显色，如HgI2, 为红色。
三M(I)化合物
,
: 应有顺磁性, 而二聚存在，写成反。
(而HgCl2氯化汞，易升在酸中游离的并不歧化。
1°Hg(I) --> Hg(II)
由于E右和E左相差0.1V 多，只要改变和的存在状态，则可以发生歧化的。
存在Hg(II) 的沉淀剂、络合剂时, 发生歧化:
另外, 用氧化剂可以将Hg(I)氧化成Hg(II):
Hg2Cl2 + Cl2 --- 2HgCl2固相中的分解反应:
Hg2CO3 --- Hg + HgO + CO2
Hg2Cl2 --- Hg + HgCl2 2°由Hg(II) --> Hg(I)
在还原剂的作用下
2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl --- Hg2Cl2 + H2SnCl6
逆歧化:
§2.锌副族
一.单质
升华能小，的热效
项是主要的，故Zn转变的小，所以, Zn电势比Cu
是)，再电解可得99.97% 的
若在体系中加入少许, 二M(II)化合物
1. 酸碱性
Zn(OH)2和ZnO 均显两性，平衡反应为:
* 在酸中，H+多，平衡右移，显碱性；在碱中，OH-多，平衡左移，显酸性。
* Cd(OH)2，显碱性。
其实，在碱中也有一定的溶解性，比水中大，生成，也可以说有3. 水解性
*溶于水时易生成碱式盐，配制
Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。
*HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:
HgCl2, 易升华，俗名升汞，剧毒！
*和水解一样，HgCl2可以和氨之间发生氨解反应，形成：
*
极弱的酸性，HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大，不过我们仍然称Cd(OH)2是碱性氧化物。
许多碱性氧化物都有这个特点。
2. 热稳定性
结构，有强的极化作用，故Zn(OH)2、Cd(OH)2均不稳定。
尤其是Hg(OH)2不稳定，难存在:
直接分解
HgO可继续分解
2HgO --- 2Hg + O2(气体) (673K)
而ZnO 和CdO 较难分解。
脱水时有水解发生，故制备无水盐, 用HCl气氛保护。
4. 配合物
* 和均为无色的氨配合物，主要形成2 配位的直线形配合物和4 配位的四面体配合物，如:
等。
*与卤素离子形成配合物的倾向依Cl-、Br-、I-次序增强。
沉淀溶解.
*K2[HgI4] 和KOH 的混合液称奈斯勒试剂(Nessler)，可用以验证出微量的:
可以将看成是取代
中的H，的浓度越大，颜色越深。
*IIB族M(II)配合物一般是外轨型配合物，无d-d跃迁。
当配体大时，相互极化导
三M(I)化合物
,
: 应有顺磁性, 而二聚存在，写成反。
(而HgCl2氯化汞，易升3. Hg(I) 和Hg(II)的相互转化
上面看到的反应, 都涉及
Hg(0) , Hg(I) 和Hg(II)的电势:
在酸中游离的并不歧化。
1°Hg(I) --> Hg(II)
由于E右和E左相差0.1V 多，只要改变和的存在状态，则可以发生歧化的。
存在Hg(II) 的沉淀剂、络合剂时, 发生歧化:
另外, 用氧化剂可以将Hg(I)氧化成Hg(II):
Hg2Cl2 + Cl2 --- 2HgCl2
固相中的分解反应:
Hg2CO3 --- Hg + HgO + CO2
Hg2Cl2 --- Hg + HgCl2 2°由Hg(II) --> Hg(I)
在还原剂的作用下
2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl --- Hg2Cl2 + H2SnCl6
逆歧化:。