第十八章铜锌副族-PPT精品

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从金电势图看+1价金在酸介质也不稳定
3Au+→2Au+Au3+
单质常见反应
2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2 Cu CO3 Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑+2H2O (加热条件下)
Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O 但 Au+4CN-+1/2O2+H2O→2Au(CN)2-+2OH-
+S↓+ H2O CuS+CN-(浓) →Cu(CN)43-+(CN)2↑+S2-
⒊ Cu2+,Cu+间转化 Cu+→Cu2++Cu K=107
但在:CN-,I-存在时,以+1价态稳定
3Au+→Au3++2Au K=1013 一般情况:Au+不存在,即使溶度小的 AuCl也会转化;但[Au(CN)2]-还是稳 定的。
3HgS+2HNO3+12HCl→3H2[HgCl4]+3S↓+2N O↑+4H2O 但:HgS+Na2S→Na2[HgS2]
4.配合物
四配位的:Zn2++4NH3→Zn(NH3)42+ K稳=2.9×109
Zn2++CN-→Zn(CN)42K稳=5.0×1016
Hg2+配合物均较稳定。
Hg2++4Cl-→HgCl42- K稳=1.2×1015 Hg2++4Br-→HgBr42- K稳=1.0×1021 Hg2++4SCN-→Hg(SCN)42- K稳=1.7×1021 Hg2++4I-→HgI42- K稳=6.8×1029 Hg2++4CN-→Hg(CN)42- K稳=2.5×1041 另:无Hg-NH3络合,因为Cl-Hg-NH2↓稳定
铜族常见化合物:
(I)价 ⑴Cu2O Ag2O AgNO3 Ag+Cu(杂质)→AgNO3 除杂质:AgNO3→Ag+NO2+O2(在713K下反应)
Cu(NO3)2→CuO+NO2+O2(在473K下反应) 控温热分解:CuO(黑)不溶于水:重结晶。 另一种方法:混合液中,加新沉淀Ag2O. ∵Cu(OH)2的KSP小于AgOH.
⑷ Ag+有相当强的氧化性: H2O+H3PO3+Ag+→H3PO4+Ag↓+H+ NH2OH+AgBr→N2↑+ Ag↓+HBr+H2O N2H4+Ag+→N2↑+ Ag↓+N2H5+
⑸配合物
M+较稳定:
AgCl2-<Ag(NH3)2+<Ag(S2O3)23-<Ag(CN)2Cu+ 相 应 的 稳 定 性 低 一 些 , 但 Cu(CN)2- 相
HgO:黄色或红色(极化作用强) ZnI2:无色,易溶了;CdI2:黄色,可溶
HgI2:红黄色,微溶 ZnS:白色; CdS:黄色,难溶
HgS:黑色或红色,极难溶
⒉卤化物:
① ZnCl2:易溶,可做木材防腐剂 水解性:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl 浓溶液:ZnCl2+H2O=H[Zn(OH)Cl2](焊
ΦHg22+/Hg=ΦHg22+/Hg+0.0591/2lgC(Hg22+)
标态时
C(Hg22+)=Ksp(Hg2Cl2)/C(Cl-2)=1.3×10-18
ΦHg2+/Hg : 2HgCl2+2e→Hg2Cl2+2Cl共价型
单质 一、 Zn,Cd较接近,较活泼,Hg惰性 Zn在加热下能与大多数非金属化学反应 ①常温下,Zn表面也会生成一层ZnO保 护膜,较紧密,类似Al
当稳定.
如:CuS+CN-=[Cu(CN)4]3-+3S2-+(CN)2↑ Cu2++CN-→[Cu(CN)4]3-+(CN)2↑
+1价的Cu(CN)43-、Ag(CN)2-、Au(CN)2- 均特别稳定
而稳定性Cu(NH3)2+ <Cu(NH3)42+ {无色 (+O2)→深兰色}
+1价铜配合物有吸收Байду номын сангаасO的功能:
在生化方面,Cu、Zn族有着重要功 能。Cu、Zn均为人体微量元素。铜 兰蛋白有助于人体对铁的吸收和储 存,有“缺铜性贫血”之说。铜有 促进人的食欲功能。长期缺铜能引 起心脏病。
Zn是生命攸关的元素,是人类正常 生长、生殖和寿命所必需的金属, 对组织的修补和创伤的愈合过程有 益。总之对细胞生长、分裂有重要 作用。缺锌导致侏儒症,不育症, 先天性痴呆,夜盲等症。

0.34

Ag2+ ~1.98 Ag+ 0.799 Ag
Au3+ ~1.41 Au+ ~1.68 Au

1.50

B Cu(OH)2 -0.08 Cu2O -0.358 Cu
AgO 0.57 Ag2O 0.344 Ag H2AuO3- 0.7 Au
Cu+Fe3+→Cu2++Fe2+
Cu+→Cu+Cu2+
Cu+HNO3(稀)→Cu2++NO+H2O Cu+H2SO4(浓)→Cu2++SO2+H2O
铜外层电子:3d104s1 银:4d105s1 金: 5d106s1
从电子结构看它们的第一电离能较小(
比碱金属大的多),第二电离能就大的多

如I1分别为:746、731、890,I2:1958 、2074、1980 kJ•mol-1
①两性: Zn(OH)2↓+H+→Zn2+ Zn(OH)2↓+OH-→Zn(OH)42-
K=CZn(OH)42-·CZn2+·C2OH-/C2OH-·CZn2+·C2OH-
=Ksp·K稳 =1.2×10-17×2.8×1015=3.4×10-2
问题:0.1molZn(OH)2需用1L浓度为多 少的OH-才能溶解?
药) Fe0+2H[ZnCl2(OH)] =Fe[ZnCl2(OH)]2
+H2O
②HgCl2,Hg2Cl2 HgCl2:mp:549K,共价型,可升华,
也叫升汞,有毒。
配合性:HgCl2+Cl-→HgCl42水解性:稍有水解:HgCl2+H2O→
Cl-Hg-OH+HCl
但氨解彻底:HgCl2+NH3→Cl-Hg-NH2↓ (白色)+HCl
⑵ 卤 化 物 : CuCl( 白 ),CuBr( 淡 黄),CuI(黄);
Cu+CuCl2+HCl(浓)→CuCl2-+H+ Cu2++I-→I2+CuI
Cu2++X+SO2+H2O→CuX↓+H++SO42注:AgX:可做感光材料。
⑶硫化物 Cu2S+HNO3(浓)→Cu2++S↓+NO↑+H2O Ag2S+HNO3(浓)→Ag++S↓+NO↑+H2O M2S+4CN-→[M(CN)2]-+S2-
粘合剂:ZnO+丁香油,可很快凝固 或坚硬,可做补牙填料.
同样:CuO也可做无机粘合剂,可用 于粘合金属间和其他固体间的粘合 剂.
Al(OH)3+H3PO4→溶解 溶液+CuO→拌泥.
③HgO:红色或黄色 颜色因素:I)过渡元素,d电子不满时 发生d→d跃迁;II)电荷转移:离子间相 互极化作用强烈产生共价型转变,电荷 转移。 ∵本族d满电子 ∴只要考虑第二因素 ZnO:白色 CdO:棕灰色
实际中,镀锌铁皮(白铁皮)不生绣 即使腐蚀,则先蚀Zn而保护Fe ∵活性Zn>Fe 轮船中的防腐蚀的措施-阴极保护法。
②潮湿空气中
4Zn+2O2+3H2O+CO2→ZnCO3·3Zn(OH)2 与Cu类似:Cu(OH)2·CuCO3
③两性:Zn+H=→Zn2++H2 Zn+2OH-+2H2O→Zn(OH)42-+H2↑ 与Al相似,Al(OH)4与Al不同点:Zn与NH3可有配合物,
Cu、Ag、Au均有优秀的性能:极好 的延展性、韧性和导热、导电性。若 每克其单质制成细线,Ag达2km,Cu 达3km, Au达4km。 1吨Au线可从地球→月球→地球一个 来回; 300克Au线,可从南京沿铁路拉到北 京。
金压成金箔,可薄到2×10-6mm(即10nm) 几十个原子厚。看起来几乎是透明的。
CuSO4·5H2O(胆矾)有杀菌作用,可 用于游泳池内消毒。与石灰混合可作 农药。含Cu2O·HgO油漆涂于船底能防 蚀。CuSO4还可防鲨鱼。 Ag只要10-9mg即可净化1kg的水,杀死 有害细菌。
Cd:骨痛病 Hg:水娱病
§18-1 铜族元素
A Cu2+ 0.152 Cu+ 0.521 Cu
§18-2 锌族元素
(n-1)d10ns2
常温下唯一液态金属-汞:5d106s2,同样 电子结构的Zn,Cd相对来说沸点也低, 从原子间作用力来说,金属键较弱,特别 6s2惰性电子对,不易参与成键。
本位置附近的金属相应都有较低熔点,如: Ga(302k),Sn,Pb相类似的外层电子
碱金属mp.也低,其中Cs 301K,Rb 311K
而Al没有。 Zn+4NH3+2H20→Zn(NH3)42++2OH-+H2↑
④Hg+S→HgS(在研磨条件下) HgS 是 难 溶 物 , 稳 定 存 在 . 日 常 中 , 可 把
Hg保存在水中,以防止其挥发.取Hg容器时 ,应放在搪瓷盘上.
⑤属于惰性,但在加热时也可反应. Hg+2H2SO4(浓)→HgSO4+SO2+2H2O (加热条件下反应) 3Hg+8HNO3→3Hg(NO3)2+2NO+4H2O (加热条件下反应)
氧化性:2HgCl2+SnCl2→Hg2Cl2↓ (白色)+SnCl4
Hg2Cl2+SnCl2→2Hg↓+SnCl4
Hg2++2I-=HgI2↓(红色) HgI2+I-→HgI42-(无色) NH4++4OH-+2HgI42- (奈斯特试剂)
→[Hg2NH2O]I↓+7I-+3H2O
3.硫化物
ZnS:溶于稀HCl……可做颜料,荧光粉 CdS:溶于浓HCl……可做颜料,荧光粉 HgS:溶于王水
解:K=CZn(OH)42-/C2OH-=0.1/C2OHC2OH-=0.1/3.4×10-2=1.4 则原浓度OH-=1.4+0.2=1.6(mol)
同 样 : Al(OH)3,Sn(OH)2 也 是 两 性 氢氧化物.
Pb(OH)2,Cu(OH)2属于两性偏碱; As(OH)3属于两性偏酸.
② ZnO:
冶炼:
2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑
2Cu2S+3O2=2Cu2O+SO2↑
Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑
Ag2S矿(Ag的重要来源),也有卤化 物、单质银自然界存在
Ag+8CN-+H2O+O2→Ag(CN)2-+OHAg2S+CN-→Ag(CN)2-+S2Ag(CN)2-+Zn→Ag+Zn(CN)42提取单质Au:同Ag
⑥Zn、Hg的冶炼(见书P846) 闪锌矿:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 ZnO+CO=Zn(g)+CO2↑ HgS+O2=Hg(g)+SO2↑
⑦许多金属单质可溶于Hg成汞齐, 但铁不溶
二、重要化合物.
⒈氢氧化物,氧化物 Zn2++OH-→Zn(OH)2↓(白) Ksp=1.2×10-17 Cd2++OH-→Cd(OH)2↓(白) Hg2++OH-→HgO↓(黄&红色)+H2O
但为什么我们常见的是Cu2+而不像Ag+
呢? Cu2+水合热较大,为-2121 kJ•mol-1,可
促使二级电离。
如果在没有水的环境中?
2CuO 12 7K3Cu2O +1/2O2↑
或碱性环境中也有利于生成+1价,Cu2O 2Cu(OH)42-+C6H12O6 = Cu2O↓(红色)
+2H2O+C6H12O7+4OH-
本族最外层2个电子,其特征价态:+2 Zn2+,Cd2+,Hg2+,但有 Hg22+
ΦAº Zn2+ -0.76 Zn Cd2+ -0.403 Cd Hg2+ 0.920 Hg22+ 0.789 Hg HgCl2 0.53 Hg2Cl2 0.268 Hg
ΦBº Zn(OH)2 -1.245 Zn
为什么在Cl-中Φ均变小? Hg2Cl2+2e→2Hg+2Cl-
CuCl2-+CO +H2O→[Cu(CO)Cl·H2O]2 Cu(NH3)2+也类似
⒉ +2价态
Cu2+:[Cu(OH)4]2-(两性偏碱) 2Cu2++4OH-+C6H12O6=Cu2O↓(红色)
氧化性:
+2H2O + C6H12O7
2CuO→Cu2O+0.5O2(温度高于1273K) CuS+NO3-(热,稀)+H+→Cu+NO↑
第十八章铜锌副族-PPT精品
金属六齐: 六分其金而锡居其一,谓之钟鼎之齐; 五分其金而锡居其一,谓之斧斤之齐; 四分其金而锡居其一,谓之戈戟之齐; 三分其金而锡居其一,谓之大刃之齐; 五分其金而锡居其二,谓之削杀矢之齐;
金锡半而谓之釜燧之齐;
Au自然界中以单质形式存在,不被 腐蚀,金光闪闪,易被发现,所以 可能是最早被发现的金属。 Ag的发现相对前二者要晚,但都可 以追溯到公元前三、四千年,且二 者都是古代发现的金属。最初人们 取得银的量很少,价格要比金贵。 甚至到17世纪,日本的金银价格 还是相当。
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