铜族与锌族元素
【冶金精品文档】ds区元素(铜、锌)
CuCl 的盐酸溶液能吸收 CO，形成氯化羰基 铜(Ⅰ) [CuCl(CO)] ·H2O，此反应在气体中用于测 定混合气体中 CO 的含量。
2. 氯化铜
无水氯化铜为棕黄色晶体，在空气中潮解，它
易溶于水，也易溶于乙醇和丙酮。从溶液中结晶出
的二水合氯化铜为蓝色晶体。
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。
(二) 盐类
1. 氯化亚铜 氯化亚铜是一种白色晶体，熔点为 430 ℃，
难溶于水，吸湿后变为绿色，溶于氨水。
无机化学 在热的浓盐酸溶液中，用铜粉还原 CuCl2，
生成无色的 [CuCl2]-，用水稀释即可得到难溶于 水的 CuCl 白色沉淀：
[Ag(CN2)-] 作为镀银电解液的主要成分，电镀效 果很好，但因氰化物有剧毒，近年来逐渐被无毒镀银 液所代替。
第二节 锌族元素
一、锌族元素概述 二、锌的重要化合物 三、汞的重要化合物
Cd
一、锌族元素
第 12 族元素包括锌、镉、汞三种元素，通常 称为锌族元素。
(一) 锌族元素的通性
无机化学 锌族元素的价层电子组态为(n-1)d10ns2。锌族
Ag2O + H2O2
2Ag + H2O + O2↑
Ag2O 和 MnO2、Co2O3、CuO 的混合物在室温 下就能将 CO 迅速氧化成 CO2，因此常用于防毒面 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。
AgNO3 加热到 713 K 时，按下式分解：
无机化学 成的配位个体的稳定性较差。 Cu2+ 还能与一些有机配体形成稳定的螯合物。
第二十章 铜族和锌族综述
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（2）、硫化物 Cu2S和Ag2S两种黑色化合物溶解度很 小，不溶于水和非氧化性酸。如可溶于氧 化性的硝酸： Cu2S+HNO3===？ Ag2S+HNO3===？ Cu2S可溶于KCN生成[Cu(CN)4]3-
（3）、AgNO3 Cu(I)不形成硝酸盐，AgNO3是一种重 要试剂。
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1、活泼性 IB族的最外层电子的Z*（有效核电荷 Z-）高，故第一电离势比碱金属的高。
由于d电子也包含在金属键中，故它 们的升华热和熔点也比碱金属的高得多。 其较惰性的特点与这些因素有关。结果是 其化合物有较多的共价性和较高的晶格能。
2、氧化数 铜、银、金三个元素，每一个元素都 有+1、+2和+3三种氧化数。最常见的氧化 数：铜为+2、银为+1、金为+3。
（5）、配合物 二价铜离子有较强的配合性。 [Cu(H2O)4]2+、[Cu(NH3)4]2+等，但实际上它们的 应该是[Cu(H2O)6]2+、[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子，原因 是因它们的结构是一种特殊的变形八面体结构。
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二价铜离子与CN-形成配合物时比较特殊： 2Cu2++4CN-===(CN)2↑+2CuCN↓(白色) 继续加入CN-则有： CuCN+3CN-===[Cu(CN)4]3用此方法可分离Cu2+和Cd2+离子，也说明Cu2+与 CN-不能共存。另外Cu2+还能形成螯合物。
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3、标准电极电势 Zn2++2e-==Zn =-0.786V Cd2++2e-==Cd =-0.4026V Hg22++2e-==2Hg =0.7986V 2Hg2++2e-==2Hg22+ =0.905V Ca2++2e-==Ca =-2.76V 化学活泼性远于碱土金属； 从上到下，金属活泼性递减；与碱土 金属的变化规律相反。 4、氢氧化物的碱性和稳定性 IIB族氢氧化物属弱碱，且易脱水形成 氧化物。 Be(OH)2和Zn(OH)2为两性氢氧化物。
知识总结——铜族元素和锌族元素
第七节铜族元素和锌族元素．知识梳理1．铜族元素1•1单质的化学性质(1)在空气中：Cu：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2CuCO3Ag：#H2S空气中久置变黑：Ag+H2S+1/2O2=Ag2s+H2OAu：不与空气作用(2)与酸反应：Cu+4HC1(浓)-H3[CuCl4]+1/2H2TAg+HI-Agl；+1/2H2TAu+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO T+2H2O1•2铜族元素的重要化合物1．氧化数为+1的化合物(2)硝酸银[Cu(I)无硝酸盐]制备：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO T+2H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2f+H2O遇蛋白质生成黑色蛋白银，对有机组织有破坏作用，使用时勿使皮肤接触，在医药上用作消毒剂和腐蚀剂。
大量AgNO3用于制造照相底片上的卤化银，是重要的化学试剂。
(3)卤化物：①CuX2Cu2++2X-+SO2+2H2O-CuX；+4H++SO42-Cu2++2Cl-+Cu-2CuCl-2H[CuCl2]2Cu2++4I-=2CuI；+I2；CuX主要性质：在潮湿含氧环境下稳定性差：4CuCl+O2+4H2O=3CuOCuCl2^3H2O+2HCl8CuCl+O2=2Cu2O+4Cu2++8Cl-在相应卤化物中形成较稳定的卤配离子：CuX+X-=^CuX2-(无色)有一定氧化性：4CuI+Hg=Cu2[HgI4]+2Cu白暗红此反应用于检验实验室空气中的汞含量。
②AgX性质：见光分解：AgBr-Ag+Br因此AgBr用作感光材料。
(4)硫化物：Cu2S,Ag2S：黑色；难溶于水；溶于热浓硝酸3Cu2s+16HNO3(浓)一6Cu(NO3)2+3s；+4NO f+8H2O3Ag2s+8HNO3(浓)一6Ag(NO3)2+3S；+2NO f+4H2O2．氧化数为+2的化合物(1)氢氧化铜和氧化铜CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2J+Na2SO4Cu(OH)2O①氧化铜热稳定性：在高温时明显分解2CuO1237K>Cu2O+1/2O2加热可被H2、CO、NH3还原3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2②氢氧化铜(浅蓝色)微显两性(以碱性为主)，可溶于浓强碱：Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-溶于氨水Cu(OH)2+4NH3^^[Cu(NH3)4](OH)2(2)氯化铜CuCl2无水CuCl2为共价化合物，结构为链状，其中Cu采取dsp2杂化方式。
第二十章铜族和锌族元素ds区
第19章 铜族和锌族元素§19-1铜族元素19-1-1铜族元素的通性铜族元素即ⅠB 的Cu 、Ag 、Au 三个元素。
1.价电子层结构(n-1)d 10s 1 最外层均只有1个s 电子，次外层18e 。
2.氧化数铜族元素具有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种氧化态，而碱金属则只有+Ⅰ一种，这是因为铜族元素的ns 电子和(n-1)d 电子的能量相关不太大，在反应时容易补偿再被夺去1－2个电子的能量，例如我们比较同属四周期的Cu 和K ，Cu 的I 1=750KJ·mol -1，I 2=1970KJ·mol -1，而K 的I 1=421KJ·mol -1，I 2=3088KJ·mol -1，可见Cu 第二个电子的电离能较K 小得多。
铜族元素的I 1与I 2相相差约为1100－1400KJ·mol -1，而碱金属元素则相差2100KJ·mol -1 —6700KJ·mol -1。
3.金属活泼性同族从上到下按Cu 、Ag 、Au 的顺序金属活泼性减弱，这与所有副族元素一致，而与ⅠA 族等主族元素的金属性递变规律恰好相反。
其原因是因同副族元素从上到下原子半径增加不大，而新增加的次外层(对Au 还包括倒数第三层的f 电子)d 电子的屏蔽作用较小，因而有效核电荷从上到下增大的影响超过原子半径增大的影响所致。
从φ0值可以说明这一顺序：φ0Cu+/Cu =0.522V,φ0Ag+/Ag =0.796V ,φ0Au+/Au =1.68V与同周期碱金属元素相比，铜族元素由于次外层18e 结构， 核电荷又较同周期碱金属元素增加了10个单位，因此Z *增加明显，于是表现出x,I 均较大， 而原子半径和M +离子半径均较小，金属性较弱。
4.由于化合物共价性较明显，18e 结构离子有很强的极化力和变形性， 因此形成化合物时共价性较明显(如AgI )。
这可从它们的电负性值看出，按Pauling 提出的键的离子性百分数计算式键的离子性%=()1001241⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡---B A X X e当x A -x B >1.7键才属离子键。
副族元素
第五章副族元素I ds区铜族和锌族元素一、单质的物理性质和化学性质1、物理性质（1）铜族元素铜是红色金属，银是银白色金属，金是黄色金属。
与碱金属相比，它们有较高的密度、硬度和熔点、沸点，导电性和传热性在所有金属中是最好的，其中以银最好，其次是铜和金。
由于铜族元素均属面心立方晶体，有较多的滑移面，所以它们都有良好的延展性，其中以金最好。
（2）锌族元素：锌、镉、汞都是银白色元素金属。
锌由于表面覆盖着一层碱式碳酸锌而略显蓝灰色。
本族元素的单质为低熔点低沸点金属，汞是唯一在室温下为液态的金属，具有高密度、导电性和流动性。
汞在273～573K之间体积膨胀系数均匀，汞的蒸气压很低且有毒，所以在使用汞时应务必小心，若不甚将汞撒落，应尽可能收集起来，然后在疑还有汞的地方撒上硫磺粉并加以研磨，使其转变为HgS。
2、化学性质（1）与碱金属相比，铜族元素的金属活泼性较差，并按铜、银、金顺序减弱。
铜在潮湿的含有二氧化碳的空气中，表面会生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+CO2+H2O = Cu2(OH)2CO3银在含H2S的空气中表面会变暗变黑：4Ag + 2H2S +O2 = 2Ag2S +H2O铜族元素不能从盐酸和稀硫酸中置换出氢气，但铜、银可以溶于硝酸和热浓硫酸，而金只能溶于王水：Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O3Cu +8 HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2OCu +2 H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑+ 2H2O3Ag +4 HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O2Ag +2 H2SO4(浓) = Ag2SO4 + SO2↑+ 2H2OAu + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO↑+ 2H2O锌族元素中锌，镉较为活泼，汞则惰性。
锌在含有二氧化碳的潮湿空气中表面可生成一层碱式碳酸盐：4Zn+2O2+CO2+3H2O=ZnCO3∙3Zn(OH)2它可以保护内部的锌不被继续浸蚀，镀锌铁之所以具有强的抗腐蚀能力，就基于此。
铜族元素和锌族元素
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→Cu2O Cu2O 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+H2O Cu2O 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。 Cu2O+4NH3·H2O→2[Cu(NH3)2]OH+3H2O 可见 Cu+在水溶液中不稳定会发生岐化反应，而 Cu(I)在固相或 配位状态下可以稳定存在。 （2）氯化亚铜（CuCl） CuCl 为白色固体物质，属于共价化合物，其熔体导电性差。通 过测定其蒸气的相对分子质量，证实它的分子式应该是 Cu2Cl2，通 常将其化学式写为 CuCl。CuCl 是重要的亚铜盐，在有机合成中用 作催化剂和还原剂，在石油工业中作为脱硫剂和脱色剂，肥皂、脂
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)d1-10ns1-2,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。
铜族和锌族
铜族元素与碱金属元素的比较
1、与同周期的IA相比，铜族元素的原子半径较小，
第一电离能较大，最外层的电子难失去，故活泼性
不如IA； 2、铜族元素有＋1、＋2、＋3三种氧化态，而碱金属 元素则只有＋1氧化态； 3、IB的标准电极电势比IA的要大，故IB在水溶液中
的化学活泼性远小于IA的。
一、
1、
铜族元素
b、 卤化物 CuCl 、CuBr和CuI都是难溶化合物，且溶解度依次 减小。
均为白色。
都可以通过二价铜离子在相应的卤离子存在的条件 下被还原得到，如: Cu2＋ ＋ Cu ＋ 4 Cl － 2 Cu2＋ ＋ 4 I－ 2 [CuCl2]－ (土黄色) 2 CuI ↓ ＋ I2
CuCl不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶于氨水、浓盐酸
一些黄金矿山多是先用汞齐法，再用氰化法，两种方
法联合使用。 金的精制是通过电解 AuCl3 的盐酸溶液完成的，纯度 可达 99.95% － 99.98%。
2、
铜的化合物
铜的常见氧化数为 ＋1、＋2，本节重点介绍常见的
Cu(I)、Cu(II)化合物，以及两种价态之间的转换。
（1） 氧化数为 ＋1 的化合物 a、 氧化物和氢氧化物 Cu2O由于晶粒大小不同呈现出 不同的颜色，如黄、桔黄、鲜红或
但是，由于 ds 区元素原子的次外层有18 个电子， 而 IA与IIA元素原子次外层有8个电子，因此，无论是 单质还是化合物都表现出显著的差异。
如氯化钠易溶，而氯化银难溶；氧化镁和氧化锌
都难溶，但氧化镁呈碱性，而氧化锌呈两性。
希望通过学习，相互比较，加深理解。
铜族和锌族的元素电势图 EA
Ө /V
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等；
铜和锌
铜族与碱金属元素的对比
原因在于它们电子构型的不同。铜族元素次外层 比碱金属多10个d电子。由于d电子屏蔽核电荷的 作用较小，致使铜族元素的有效核电荷比相应的 碱金属元素增大，核对价电子吸引力增强，第一 电离能增大，活泼性比碱金属差。
与主族元素相反
§1 铜族元素
Cu 价电子层结构 主要氧化数 ψθ（M+/M） r(M)/pm 升华热 电负性 金属活性 3d104s1 +1,+2 0.521 127.8 340 1.90 Ag 4d105s1 +1,(+2) 0.799 144.4 285 1.93 逐渐降低 Au 5d106s1 +1,+3 1.68 144.2 385 2.54 0.98～0.97 逐渐增强 IA ns1 +1 -2.7～-2.9
I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
CuCl的氨溶液或盐酸溶液能吸收CO，形成配合物 [Cu(CO)Cl]H2O-测气体混合物中CO含量。 CuCl：难溶于H2SO4，稀HNO3，但能溶于氨水、浓盐 酸及碱金属氯化物的浓溶液形成Cu(NH3)2+,CuCl2(CuCl32-,CuCl43-)
铜族元素的(n-1)d 轨道与ns 轨道能级差较小
一、铜族元素的单质
物理性质：
⑴ 特征颜色 Cu(紫红)，Ag(银白)，Au(金黄)
⑵ 熔、沸点较其它过渡金属低，比IA金属高
⑶ 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au
⑷ 延展性好 ⑸ 易形成合金 黄铜(Cu-Zn)
金的质量分数用 “K”表示，1 K 表示金的质量分数为 4.166%，纯金为 24 K 金。
?
比碱土金属单质低，也比铜族元素 单质低，由于锌族元素原子的最外 层 s 电子成对后稳定性增大的缘故。
第18章-铜族元素 锌族元素
第18章铜族元素锌族元素18.1 铜族元素18.1.1通性铜族元素：周期表ds区，第IB副族，包括铜(c opper)、银(s ilver)、金(g old)三种元素。
价电子构型为(n-1)d10ns1，最外电子层只有一个s电子，次外层为18个电子。
铜族元素与碱金属元素的性质差异主要体现在以下三点：●铜族元素的最外层电子受到的有效核电荷较大，使铜族元素的电离能高，原子半径小，密度大，化学活性差。
●铜族元素有多种氧化态，主要有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种，而碱金属的氧化态只有+Ⅰ。
●碱金属从Na到Cs，金属活泼性增高；铜族元素恰恰相反，从铜到金化学活性逐渐降低。
从Cu到Au，原子半径增加不大，而核电荷却有明显增加，次外层18电子的屏蔽效应又小，使核对电子的吸引力增大，因而金属活泼性依次减弱。
铜族元素通性及变化规律：●从Cu到Au形成一价水合离子的活性越来越弱，金属的活泼性减弱。
●Cu+在高温和固态时很稳定--- ①d10全充满的稳定构型电子；②铜的第二电离能比第一过渡系任何元素都大的缘故。
但在溶液中Cu+不稳定，易歧化成Cu2+和Cu----Cu2+的水和热很大。
●一价离子具有18电子构型，有很强的极化能力和明显的变形性，本族元素易形成共价化合物；●原子中(n-1)d、n s、n p轨道的能量相差不大，有能级较低的空轨道，所以有很强的形成配合物的倾向。
18.1.2单质的物理性质和化学性质1．物理性质铜族元素单质的密度较大，熔沸点较高，但硬度较小。
它们都有很好的延展性，特别是金，1克金能抽成长达3 km的金丝或压成厚约0.0001mm的金箔，500 张的总厚度比头发丝的直径还薄些。
铜族元素都有良好的导电性和导热性。
银的导电性在金属中位居首位，铜列次席。
铜族金属之间以及和其它金属之间，都很容易形成合金，其中铜合金种类很多，历史也最久远，如青铜（80%Cu,15%Sn, 5%Zn）质地坚韧、易铸；黄铜（60%Cu、40%Zn）广泛用于制作仪器零件；白铜（50～70%Cu,18～20%Ni,13～15%Zn）主要用作刀具等。
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。
无机化学 第17章铜族和锌族元素
O2
2
不可用铜器盛氨水
7
[Cu(NH3 ) 4 ] (蓝)
4Au O2 8CN 2H 2 O 4[Au(CN)2 ] 4OH
17.3
铜族元素的主要化合物
1 . 氧化物及氢氧化物
加热Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu(NO3)2都可 以得到CuO：
Cu(OH)2 CuCO3 2CuO H2O CO2 Cu(OH)2 CuO H2O
H 2SO 4 Ag 2S(s, 黑)
21
Ag+的鉴定：
HCl AgCl Ag
NH 3
Ag(NH )
3 2
Br AgBr(s)
S2 O 3 3
-
HNO 3
Ag 2S(s) S Ag(CN)
2-
2
CN AgI(s) I Ag(S O ) 3 2 3 2 I AgI（趋势较小） 2
导热率(Hg=1)
51.3
57.2
39.2
3
熔沸点较低（相对于其他过渡金属）： ①原子半径较大、结构不够紧密 ②次外层充满，电子不参与成键，价电 子较少 良好导电导热性和良好的延展性 1gAu可拉3.4km金丝，金也可被压成 0.0001mm厚的金箔 Cu、Ag、Au和许多金属形成合金 Cu-Zn 黄铜 Cu-Sn-Zn 青铜 60-40 80 -15 -5 Cu —— Ni —— Zn 白铜 50~70 - 13~15 - 13~25 4
Au 4HCl(浓) HNO3 (浓) H[AuCl4 ] NO(g) 2H 2 O
6
与沉淀剂、配合剂的作用
4Ag 2H2S O2 2Ag2S 2H2O
铜族元素和锌族元素
and Zinc Subgroup (2010级使用) 2011.4
寄
语
• 祝各位同学： • 在大学第一年即将结束的时间里目标明，学业成! • 愉快而充实的度过人生中最美好的大学时光！ • 在专业学习上，会学、乐学加真学！ • 在竞争与挑战面前冲向同仁们前面！ • 珍惜这段最重要的经历，确立更高的人生奋斗 • 目标，不断的努力，不断的进取， 为人生的辉 • 煌积淀坚实的力量！
例如，NaCl和AgCl，前者易溶而后者难溶。同样，锌族元素与
碱土金属元素既有相似之处，也有明显的差异。例如MgO和 ZnO都难溶于水，但前者显碱性而后者显两性。
IB
II B
d 区元素的电子分别填充在 3d 亚层、4d 亚层和 5d 亚层
上 . 1996年2月德国科学家宣布发现112号元素， 使第四过渡 系的空格终于被填满.
二、铜族元素
铜（copper, cuprum） 银（silver, argentum） 金（gold, aurum） 位于长周期表中IB族，通常称为铜族元素， 又称货币金属。
（一）通性
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。
Cu2S 颜色 Ksp 25 ℃ 稳定性 黑
CuS 黑
Ag2S 黑
ZnS 白
CdS 黄
HgS 黑
2.010-47
8.510-45
6.310-50
理学铜族元素和锌族元素by啥子一家
② Cu(Ⅱ)的化合物： 特点：
Cu(Ⅱ)为ｄ9构型，有一个成单电子， 顺磁性，它的化合物或配合物因 Cu2+可发生ｄ－ｄ跃迁而呈现颜色。 Cu(Ⅱ)的化合物在固态或水溶液中 都稳定，且易溶于水。
氧化铜：
• 性质：碱性氧化物、具有一定的氧化性（能被还 原）、热稳定性高（1273K以上分解成Cu2O）。
（4）.与卤素反应
铜族元素均能和卤素反应。铜在常温下就能 与卤素反应，银反应很慢，金必须加热才能与干 燥的卤素反应。(从铜到金越老越难反应)
三、 铜族元素的重要化合物
1.铜的化合物
Cu(+1)、 Cu(+2)的化合物主要是氧化物及其氢氧化物、卤 化物、硫化物和配合物。
① Cu(Ⅰ)的化合物：
特点：亚铜化合物是反磁性的，d轨道全满,没有d-d 跃迁，通常为无色。 Cu(Ⅰ)的化合物在固态时稳定 性高于Cu(Ⅱ)，但在溶液中容易被氧化为Cu(Ⅱ)。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
第十七章 铜、锌副族
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。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。
• 本章要求：
• 1. 掌握铜族和锌族元素单质的性质和用 途。
• 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。
氢氧化铜：
• 性质：两性偏碱： Cu(OH)2 + OH- ⇌ Cu(OH)42- 作 为沉淀，Cu(OH)2 在溶液中存在的pH 范围是5-15。
卤化物：
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但卤素也能与银离子配位，所以卤离子添加时也需要适量， 否则沉淀不完全：AgCl + Cl– = [AgCl2]- K稳 = 1.1×105
AgX的某些性质
颜色
溶度积
键型 晶格类型
AgF
白
–
离子
NaCl
AgCl
白
1.77×10–10 过渡
NaCl
AgBr
淡黄
5.35 ×10–13 过渡
NaCl
AgI
亮黄
高于600 oC ，分解为CuO、SO2 、SO3和O2 。
无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很强， 吸水后呈蓝色，利用这一性质可检验乙醇和乙醚等有机溶剂中的 微量水，并可作干燥剂。
可杀菌，与石灰乳混合配制溶液称为波尔多液，用来杀虫。
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四、银的化合物
据铜的电极电势可知，在 溶液中，Cu+总是要发生 岐化。因此一价铜化合物 只存在于较稳定的配合物 中或者是存在于难溶物中。
但在高温下，由于铜的第 一电离势较低，第二电离 势很大，所以容易形成一 价铜的化合物，如在高温 下可发生下列反应：
Cu电极电势φAө
0.159 V 0.521 V Cu2+ ───── Cu+ ───── Cu
方法二：在一铝锅中盛食盐水，将该银器浸入，并与锅底 接触，放置数小时。
方法三：配制定影剂溶液，将银首饰浸入，浸泡5 min。
方法四：将少量牙膏涂在废弃不用的牙刷上，用牙刷在银 首饰上轻轻的来回刷，刷洗出泡沫之后用清水冲干净，再 用擦银布擦干即可。
方法五：将银首饰在隔夜的茶或是食醋中浸泡几分钟，再 用擦银布擦干即可。
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硫酸铜
CuSO4 为蓝色，味苦， 俗称蓝矾或苦矾，是重 要的试剂和杀菌剂。
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CuSO4·5H2O =37=5=K= CuSO4·3H2O + 2H2O
386 K
CuSO4·3H2O ==== CuSO4·H2O + 2H2O CuSO4·H2O =53=1=K= CuSO4 + H2O
还原：2Na[Au(CN)2] + Zn = 2Au + Na2[Zn(CN)4] 2Na[Ag(CN)2] + Zn = 2Ag + Na2[Zn(CN)4]
H[AuCl4]· H2O（或Na[AuCl4] · 2H2O） 和Na[Au(CN)2]是金的典型配合物。
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[Cu(CN)4]3-
[CuCl4]2- [Cu(H2O)4]2+
[Cu(OH)4]2-
[Cu(NH3)4]2+
2CuS + 10CN- = 2[Cu(CN)4]3- + 2S2- + (CN)2↑
尽管CuS很难溶解于水，但[Cu(CN)4]3-更稳定。 由于Cu2+离子的轨道未占满电子，因而它比Cu+形成的配合物 呈现较深的颜色。
比较AgNO3与Cu(NO3)2的热稳定性，说明原因。
硝酸银见光受热会分 解，因此必须保存于 棕色瓶和避光阴凉处
△/hν 2AgNO3 ===== 2Ag↓ + 2NO2↑ + O2↑
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2、银的难溶解盐
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Ag+ + X– = AgX↓ （X = Cl、Br、I）F除外
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二、单质
银 Ag 金Au
湿法冶炼Ag和Au
矿 物
NaCN溶液 浸取
Ag2O的性质
氧化银不溶于水，呈 棕黑色，由于它的生 成热很小，很不稳定， 容易被还原为金属银。
573 K 2Ag2O ==== 4Ag ＋ O2↑ Ag2O ＋ CO ＝ 2Ag ＋ CO2 Ag2O ＋ H2O2 ＝ 2Ag ＋ H2O ＋ O2↑
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方法六：将银首饰放在可乐里浸泡12 h，再擦干即可。
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三、铜的化合物
Cu
在空气中加热
在氧气中燃烧
CuO
> 1273 K
Cu2O
氧化铜
氧化亚铜
高温下稳定性：Cu2O > CuO
在0.1 mol/L CuSO4中加入6 mol/L NaOH 至生成沉淀刚好溶解完， 然后加入乙醛溶液1 mL，加热。现象：溶液生成砖红色沉淀。
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铜族金属单质：可以被氧化或生成配合物
2Cu + O2 + CO2 + H2O = Cu(OH)2·CuCO3 （铜绿）
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O 2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O
银首饰变黑 怎么清洗？
8.52×10–17 共价
ZnS
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第十九章 铜族与锌族元素 Hunan City University
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第一节 铜族元素
一、铜族元素通性
元素 价电子 常见氧 第一电离能 第二电离能
性质
符号 构型
化态
/(kJ · mol–1) /(kJ · mol–1)
铜 Cu 3d104s1 +1，+2
750
1970
卤化亚铜 一般难溶
卤化亚铜都是白色的难溶化物，其溶解度依 Cl > Br > I顺序减小。 拟卤化铜也是难溶物，如： Ksp (CuCN) = 3.2×10–20
Ksp(CuSCN) = 4.8×10–15
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★铜(Ⅰ)铜(Ⅱ)的稳定性比较
银 Ag 4d105s1 +1，+2
735
2083
金 Au 5d106s1 +1，+3
895
1987
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价电子构型
最外层电子相同， 次外层电子不同。
铜族：(n-1)s2 (n-1)p6 (n-1)d10 ns1 碱金属： (n-1)s2 (n-1)p6 ns1
2Cu2+ + 4I– = 2CuI↓ + I2↓ △
2Cu2+ + 4CN- == 2CuCN↓ + (CN)2↑
2Cu2+ + 8CN- （过量） = 2[Cu(CN)3]2- + (CN)2↑
但无色的[Cu(NH3)2]+不稳定，在空气中很容易被氧化：
4[Cu(NH3)2]+ + 8NH3·H2O + O2 = 4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH- + 6H2O
AgNO3
3Ag ＋ 4HNO3(稀) ＝ 3AgNO3 ＋ NO↑ ＋ 2H2O 或： Ag ＋ 2HNO3(浓) ＝ AgNO3 ＋ NO2↑ ＋ H2O
热稳定性差
713 K 2AgNO3 ==== 2Ag↓ ＋ 2NO2↑ ＋ O2↑
473 K 2Cu(NO3)2 ==== 2CuO↓ ＋ 4NO2↑ ＋ O2↑
2、由于铜族元素的 s 电子和 d 电子的能量差不大，部分电子 可以参与成键，所以铜族元素表现多种氧化数。
3、由于铜族元素的离子有空的d轨道或p轨道等，铜族离子容 易形成配位化合物。
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ⅠB族元素与ⅠA族元素性质对比表
物理化学性质 电子构型
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用还原剂还原氯化铜可以得到氯化亚铜：
2CuCl2 + SnCl2 = 2CuCl（白）↓ + SnCl4 2CuCl2 + SO2 + 2H2O = 2CuCl↓ + H2SO4 + 2HCl
CuCl2 + Cu = 2CuCl↓ CuI可由Cu2+和I–直接反应制得：
同周期元素核电荷：碱金属 < 铜族 同周期元素半径： 碱金属 > 铜族
1、铜族元素的有效核电荷较大，半径没有很明显的增加，因 此核对最外层s电子的吸引力强。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；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。
Cu2+ 0.159 VCu+ 0.521 V Cu
2Cu+ = Cu + Cu2+
lgK=
n(φ+－ φ–) 0.0592
=
1×(0.521－0.159) 0.0592
= 6.11
[Cu2+]
K=
=1.30Leabharlann 106[Cu+]2