第11章ds区元素

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4CuO Cu+S 0.152 2Cu2O+O2 2Cu2S 0.521 说明Cu 说明 +有一定的稳定性
ο ϕ Cu ο < ϕ Cu+ Cu
Cu2+ ——— Cu+ ——— Cu
2+
Cu +
在水溶液中不稳定: Cu+在水溶液中不稳定:2Cu+=Cu2++Cu
(岐化 岐化) 岐化
转化为Cu 条件:( :(1)有还原剂存在; 使Cu2+转化为 +条件:( )有还原剂存在; 必须以沉淀或配离子形式存在。 (2)Cu+必须以沉淀或配离子形式存在。 ) CuCl2 + Cu + 2HCl(浓) 浓 [CuCl2]- 稀释 2Cu2+ + 4 I11.3.3 银盐 硝酸银 AgNO3见光分解 ,痕量有机物促进其分解, 痕量有机物促进其分解, 保存在棕色瓶中。 因此把AgNO3保存在棕色瓶中。 因此把 2[CuCl2]- + 6H+ CuCl(白)↓ + Cl白↓ 2CuI ↓ (白) + I2 白
§ 11.2 ds区元素单质的重要性质 区元素单质的重要性质 元素特性: 元素特性:
1)IB 是导电、导热性最好的金属在 IB; ) 是导电、 ; Ag > Cu > Au 2)延展性最好的金属为 Au; ) ; 3)金属有特殊颜色;Cu(紫红 橙黄), (黄) 橙黄), )金属有特殊颜色; (紫红—橙黄),Au( 4)熔点最低的金属是 Hg,常温下是液态,可溶解许 ) ,常温下是液态, 多金属形成合金; 多金属形成合金; 5)化学活性 IB < IA、IIB < IIA; ) 、 ; 6)均易形成配合物。 )均易形成配合物。 +2价:C.N.= 4 (6), +1价: C.N.= 2(4) 价 价
配合物
由于锌族的离子为18电子层结构, 由于锌族的离子为 电子层结构,具有很强的极化力与明 电子层结构 显的变形性, 显的变形性 , 因此比相应主族元素有较强的形成配合物的倾 的配位数为4或 。 向。在配合物中,常见的配位数为4,Zn2+的配位数为 或6。 在配合物中,常见的配位数为 , Zn2+离子与氨水反应,生成稳定的氨配合物: 离子与氨水反应,生成稳定的氨配合物: Zn2++4NH3 == [Zn(NH3)4]2- NH4+能促进 能促进Zn(OH)2溶于氨水。 溶于氨水。
HgS + S2[HgS2]2-
HgCl2 HgCl2俗称升汞。极毒,内服 ~0.4g可致 俗称升汞。极毒,内服0.2~ 可致 微溶于水,在水中很少电离,主要以HgCl2 死,微溶于水,在水中很少电离,主要以 分子形式存在 。
性质: 性质: 水解性: 水解性: HgCl2 + H2O 氨解性: 氨解性: HgCl2 + NH3 配合性: 配合性: HgCl2 + 2Cl氧化性: 氧化性: 2HgCl2 + SnCl2 Hg2Cl2 + SnCl2 HgI2: Hg2+ + 2I-
ds区元素的盐溶液加碱,可得相应氢氧化物 区元素的盐溶液加碱, 区元素的盐溶液加碱 Ag2O+H2O 例外: 例外: 2Ag++2OH– Hg2+ + 2OHCu2+ + 2OHHgO↓ (黄) + H2O ↓ 黄
80°C °
Cu(OH)2 (淡蓝 淡蓝) 淡蓝
CuO(黑) + H2O 黑 H+ Cu2+ + H2O OH[Cu(OH)4]2- + H2O ∆ ZnO(白) + H2O 白
H+ OH∆
Zn2+
+
2OH-
Zn(OH)2 两性 Cd(OH)2
Zn2+ + 2H2O [Zn(OH)4]2CdO(棕) + H2O 棕 Cd2+ + 2H2O
Cd2+
+
2OH-
H+
11.3.2 铜盐
硫酸铜
CuSO4 · 5H2O俗称胆矾,在不同温度下可逐步失水。 俗称胆矾, 俗称胆矾 在不同温度下可逐步失水。
11.3.5 汞盐 汞(II)盐 盐 硫化物
硫化物溶解性
ZnS CdS HgS ZnS + 2HCl (0.3mol/L) CdS + 2HCl (6mol/L) ZnCl2 + H2S CdCl2 + H2S
3HgS + 2HNO3(浓) + 12HCl(浓) 浓 浓 3H2[HgCl]4 + 2NO + 3S + 4H2O
Hg(I)与Hg(II)相互转化及 与 相互转化及Hg(I)化合物 相互转化及 化合物 ο 0.920 0.789 ϕ Hg2+ Hg2+ ——— Hg22+——— Hg Hg + Hg2+ == Hg22+
2+ Hg 2

ο 2+ Hg 2 Hg
Hg22+在水溶液中可以稳定存在,歧化趋势很小, 在水溶液中可以稳定存在,歧化趋势很小, 因此,常利用Hg 反应制备亚汞盐, 因此,常利用 2+与Hg反应制备亚汞盐,如: 反应制备亚汞盐 Hg(NO3)2+Hg
反应: 反应:
2CuSO 4 + 2 NH 3 ⋅ H 2 O = Cu 2 (OH) 2 SO 4 + (NH 4 ) 2 SO 4
[Cu(NH 3 ) 4 ]2+
2Cu 2+ + [Fe(CN 6 )]4- = Cu 2 [Fe(CN)6 ]
Cu(I)和Cu(II)的相互转化及 和 的相互转化及Cu(I)化合物 的相互转化及 化合物
5d106s2 +1,+2 ,
主副族对比
1、金属活性,IA > IB, IIA > IIB ; 、金属活性, 主族从上到下金属活性增加, 主族从上到下金属活性增加, 副族从上到下金属活性减弱。 副族从上到下金属活性减弱。 2、氧化物、氢氧化物碱性从上到下增强;主副族一 、氧化物、氢氧化物碱性从上到下增强; 致; 主族:金属活性与碱性变化一致, 主族:金属活性与碱性变化一致, 副族:金属活性与碱性变化不一致。 副族:金属活性与碱性变化不一致。 3、IA、IIA 氢氧化物稳定,IB、IIB氢氧化物易脱水, 、 、 氢氧化物稳定, 、 氢氧化物易脱水 氢氧化物易脱水, 为后者离子极化力强所致。 为后者离子极化力强所致。 4、生成配合物能力,IA < IB, IIA < IIB ; 、生成配合物能力, 主族: 离子型配合物,水溶液中易解离,稳定差 稳定差; 主族 离子型配合物,水溶液中易解离 稳定差; 副族: 共价型配合物,水溶液中不易解离,稳定强 稳定强。 副族 共价型配合物,水溶液中不易解离 稳定强。
+1价 Cu 只能在固体及配合物中稳定存在 价
卤化银
Ag++X– == AgX↓ (X=Cl、Br、I) 、 、)
蒸发,可制得AgF) ) Ag2O+2HF == 2AgF+H2O↓(蒸发,可制得 AgX的某些性质 的某些性质 颜色 AgF AgCl AgBr AgI 白 白 黄 黄 溶度积 – 1.8×10–10 × 5.0 ×10–13 8.9×10–17 × 键型 离子 过渡 过渡 共价
单质性质
Cu +
不活泼) (不活泼)
4HNO3(浓) 浓
(稀) 稀
Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
NO
2H2SO4 (浓) 浓
CuSO4 + SO2 + 2H2O
O2+ CO2 + H2O Cu(OH)2⋅CuCO3 (绿) 绿 2Cu + S Cu2S 2HNO3(浓) AgNO3 + NO2 + H2O 浓 Ag + H2SO4 (浓) Ag2SO4 + SO2 + 2H2O 浓 Ag + S Ag2S Au + HNO3 + 4HCl H[AuCl]4 + NO + 2H2O
7Leabharlann Baidu5.5 731 890.1
1957.9 2074 1980
锌族元素通性
性质
元素 符号
价电子 构型
常见氧 化态
第一电离势 /(kJ · mol–1)
第二电离势 /(kJ · mol–1)
锌 镉 汞
Zn Cd Hg
3d104s2 4d105s2
+2 +2
906.4 867.7 1007
1733.3 1631.4 1809.7
ZnCl2 ZnCl2+H2O hv
2Ag + X2
△ Zn(OH)Cl+HCl↑ +
氯化锌的浓溶液形成如下的配合酸: 氯化锌的浓溶液形成如下的配合酸: ZnCl2+H2O == H[ZnCl2(OH)] 这个配合物具有显著的酸性, 这个配合物具有显著的酸性,能溶解金属氧化物 FeO+2H[ZnCl2(OH)] == Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O +
CuSO4 · 5H2O
375K
CuSO4 · 3H2O+2H2O
CuSO4 · 3H2O 386K CuSO4 · H2O+2H2O CuSO4 · H2O 531K CuSO4+H2O
无水硫酸铜为白色粉末,不溶于乙醇和乙醚,吸水性很强, 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, 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。 中的微量水,并可作干燥剂。
Hg(OH)Cl↓(白) + HCl ↓白 Hg(NH2)Cl↓(白) + HCl ↓白 [HgCl4]2Hg2Cl2↓(白) + SnCl4 白 2Hg↓(黑) + SnCl4 ↓黑
2I-
- 无色 HgI2↓(红) [HgI4]2- (无色 无色) 红 与OH- 配制成奈斯勒试剂 奈斯勒试剂: 鉴定NH4+、NH3 的灵敏试剂。 的灵敏试剂。 奈斯勒试剂 鉴定 2HgI4- + 4OH- + NH4+ Hg2NI⋅H2O↓ (红棕 + 7I- + 3H2O 红棕) ⋅ ↓ 红棕 Hg O NH2 I 碘化氨基汞 Hg
振荡
Hg2(NO3)2
当改变条件, 生成沉淀或配合物大大降低Hg 当改变条件,使Hg2+生成沉淀或配合物大大降低 2+浓 度,歧化反应便可以发生,如: 歧化反应便可以发生, 黑+ Hg 2++S2- == HgS↓(黑)+Hg↓
Cu、Ag、Au 、 、
4M + 8CN- + O2 + 2H2O 2Cu + 4CN- + 4H2O
4[M(CN)2]- + 4OH4[Cu(CN)2]- + H2 + 4OH-
Zn、Cd 是 ds 区最活泼的两种金属元素,它们 、 区最活泼的两种金属元素, 不仅可与绝大多数非金属元素反应, 不仅可与绝大多数非金属元素反应,而且ϕ Ө< 0, , 置换氢。 可被酸溶液中 H+ 氧化 —— 置换氢。 Zn + 2H+ Cd + 2H+ Zn + 2OH- + 2H2O Cd + 2OH- + 2H2O Zn2+ + H2 Cd2+ + H2
第十一章 ds区元素 区元素
§ 11.1 ds区元素概述 区元素概述 铜族元素通性
元素 符号 价电子 构型 常见氧 化态 第一电离势 /(kJ · mol–1) 第二电离势 /(kJ · mol–1)
性质
铜 银 金
Cu Ag Au
3d104s1 4d105s1 5d106s1
+1,+2 , +1 +1,+3 ,
§ 11.3 ds区元素的重要化合物 区元素的重要化合物
11.3.1 氧化物、氢氧化物 氧化物、
Cu2O CuO Ag2O ZnO 白色 稳定 两性 CdO 棕色 稳定 碱性 HgO
黄或红色 300℃分解 ℃ 碱性
颜色 红色 黑色 棕色 ℃ ℃ 热稳定性 稳定 800℃分解 300℃分解 碱性 碱性为主 碱性 酸碱性
配合性: 的配合物; 配合性 Ag+ 形成 C.N. = 2 的配合物 且随配位原子 的电负性减小,配合物稳定性增强。 的电负性减小 配合物稳定性增强。 配合物稳定性增强 [Ag(OH)2]- < [AgCl2]- < [Ag(NH3)2]+ < [Ag(CN)2]χO= 3.44 χCl= 3.16 χN= 3.04 χC= 2.55 对光不稳定。 对光不稳定。 2AgX 11.3.4 锌盐
[Zn(OH)4]2- + H2
二者差异: 可与碱反应 可与碱反应, 不反应。 二者差异:Zn可与碱反应,而Cd不反应。 不反应
Hg 化学惰性 Hg + S HgS 可与浓H2SO4、HNO3 反应,形成 Hg22+、Hg2+。 可与浓 反应,
(1)易形成合金; )易形成合金; Na—Hg 齐:时Na成为缓和还原剂; 成为缓和还原剂; 成为缓和还原剂 Al —Hg 齐:可表现出 的活性; 可表现出Al的活性 的活性; Hg 特性 Au(Ag) —Hg 齐:作为提取 、Ag的 作为提取Au、 的 一种方法.; 一种方法 ; 易挥发,有毒(累积)。 (2)Hg 易挥发,有毒(累积)。 )
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