无机化学第17章铜族和锌族元素全解课件.ppt

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1、第第1717章章 铜族和锌族元素铜族和锌族元素Chapter 17 Copper Group&Zinc Group Elements17.2 单质的物理和化学性质单质的物理和化学性质17.3 铜族元素的主要化合物铜族元素的主要化合物17.4 锌族元素锌族元素17.1 铜族元素的通性铜族元素的通性117.1 铜族元素的通性1、价电子层结构 (n-1)d10ns1 n=4,5,6,72、氧化数+1、+2、（+3）Ag2O33、价键特征离子为18e或917e电子构型，具有较强的极化力和变形性。化合物有较高程度的共价性。如：CuCl2、AgI等铜银金29Cu47Ag79Au IB 族族4、标准电势图

2、p.3802CuAgAu紫红银白黄色熔点1356 12531337沸点2840 24853553密度(g/cm3)8.9610.5019.30导电率(Hg=1)56.95939.6导热率(Hg=1)51.357.239.217.2.1 单质的物理性质单质的物理性质 17.2 单质的物理和化学性质3u 熔沸点较低（相对于其他过渡金属）：原子半径较大、结构不够紧密次外层充满，电子不参与成键，价电子较少u 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60-4080-15-5Cu N

3、i Zn 白铜5070-1315-13254u与与OO2 2作用作用碱式碳酸铜Au，Ag不与O2发生反应，当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。17.2.2 单质的化学性质单质的化学性质 5u与酸作用与酸作用Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)；但是 Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸。6u与沉淀剂、配合剂的作用与沉淀剂、配合剂的作用 银器年久变黑银器年久变黑O2不可用铜器盛氨水不可用铜器盛氨水717.3 铜铜族元素族元素的主要化合物的主要化合物1.氧化物及氢氧化物氧化物及氢氧化物 加热Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu(NO3)2都可以得到CuO：加热可分解8在固体状态，Cu(

4、)比Cu()更稳定。因为，+0.153V +0.521V Cu2+Cu+Cu所以，在水溶液中Cu+不稳定，会发生歧化反应：K=1.65106同样，Au（I）在水溶液中也易发生歧化。在碱性溶液中，糖、肼、亚硫酸钠等还原剂能将Cu2+还原成Cu2O。9 将碱加到Cu2+溶液中，便可得到浅蓝色的Cu(OH)2沉淀。Cu(OH)2微显两性，但以弱碱性为主。-+2422Cu(OH)(s)Cu(OH)Cu-),(OH浓过量-)(OH 适量浅蓝深蓝检验糖尿病：红色为有病，蓝色没有病+2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH 过量3)(NH 适量浅蓝深蓝10 向Ag+溶液中加入OH-会观

5、察到白色的AgOH产生，随即变为棕黑色的Ag2O，Ag2O属于共价化合物，难溶于水，呈弱碱性，受热分解为Ag和O2。Ag2O可溶于氨水生成Ag(NH3)2+：112.卤化物卤化物CuClCuBrCuI溶解度（mgL-1,25)110290.42Ksp1.7210-76.2710-91.2710-12CuX：(除CuF外，均为白色难溶固体)用还原剂还原卤化铜可制得卤化亚铜，常用的还原剂有SnCl2、SO2、Na2SO3、Cu等。+4H+H2OCuX易与X-配位形成CuX2-。12CuX2:卤化铜均可通过氧化铜与氢卤酸反应制得:CuF2是一种白色固体，在潮湿的空气中形成蓝色的二水合物，CuF2中的

6、CuF键很弱，所以在加热时，CuF2可用做氟化剂。无水CuCl2为棕黄色固体,共价化合物,平面长链结构。13 CuCl2 溶液呈蓝色，浓度较大的CuCl2呈黄绿色,这是由于CuCl42-的存在。H2OCuCl2 易溶于乙醇、丙酮等有机溶剂中。CuCl2在773K以上时，可分解：CuBr2溶于HBr呈现特征的紫色 CuBr3-，在一定温度下CuBr2也可受热分解为CuBr；CuI2至今尚未制得。14AgX：(均为白色固体)卤化银中除离子化合物AgF外，AgCl、AgBr和AgI均难溶于水，具有较强的共价性,。AgCl、AgBr和AgI都具有感光性,见光易分解。AgBr常用于制作照相底片；AgI在

7、人工降雨中用作冰核形成剂。AgX在浓度较大的X-溶液中的溶解度比在纯水中大，原因是生成了AgX2-等配离子。AgSCN、AgCN也属难溶物，但可溶解于浓度较大的阴离子溶液中。AgCN+CN-Ag(CN)2-15 Au与Cl2在473K发生反应可得红褐色的AuCl3晶体。AuCl3在气态和固态均以Au2Cl6二聚体的形式存在,基本上呈正方形结构。将AuCl3溶于水可发生水解，形成一羟三氯合金（III）酸。AuCl3：163.硫化物及硫酸盐硫化物及硫酸盐 Cu、Ag、Au的硫化物都是黑色或接近黑色，难溶于水。在隔绝空气的条件下，将Cu与S共热可生成黑色的Cu2S晶体：Cu2S、CuS均可溶于浓硫酸

8、、硝酸。向Cu2+的盐溶液中通入H2S，会得到黑色的CuS沉淀。17对Cu(H2O)4SO4H2O结构：硫酸铜是一种白色粉末，易溶于水，形成蓝色溶液，遇水变蓝生成CuSO45H2O，又叫做胆矾，它不溶于乙醇和乙醚，可用作干燥剂184.配合物配合物也是配合物 Cu（I）的价电子层构型为d10，不会由于d-d跃迁而产生颜色，因此Cu（I）的配合物大都为无色。Cu（）的价电子构型为d9，带两个正电荷，与配体的静电作用强，很容易产生配合物,常见的配位数为4或6.例如Cu(NH3)4(H2O)22+，常用Cu(NH3)42+来表示。Cu2+除形成CuCl42-、Cu(OH)4 2-、Cu(H2O)62+

9、、Cu(NH3)42+等配离子外，还能与P2O74-，S2O32-，乙二胺等形成稳定程度不同的配离子。并且还可形成双核的配离子如：Cu2(CH3COO)42H2O。Ag(I)通常以sp杂化，生成的配合物是直线形的构型，如AgCl2-、Ag(CN)2-等。其中Ag(NH3)2+具有弱氧化性，可以氧化醛。2Ag(NH3)2+RCHO3OH-2AgRCOO-4NH32H2O 此反应称为银镜反应。20鉴定鉴定S2O32-：)S(s,AgSOH OH)(s,OSAg2422322黑白+21Ag+的鉴定：的鉴定：7231067.1)Ag(NH(=+133=-232109.2)OAg(S(2021048.2

10、)Ag(CN)(=-22IA族族单质价电子层构型ns1(n-1)d10ns1物理性质 熔、沸点,硬度较低的轻金属。熔、沸点,硬度较高,有良好的延展性和导电、导热性的重金属。化学性质 极活泼,在空气中极易氧化,是很强的还原剂,能够与水剧烈反应,同族内的活泼性与原子序数成正比。不活泼,在空气中较稳定,不能与水发生置换反应。化合物键型、颜色离子型,化合物一般无色。共价型,化合物一般有颜色。还原性、配位性还原性、配位能力弱 还原性弱,有很强的配位能力。氢氧化物碱性强碱性,热稳定性较好。弱碱性,热稳定性较差。2317.4 锌族元素锌族元素17.4.1 17.4.1 通性通性 30Zn 48Cd 80Hg

11、 锌 镉 汞u锌族元素原子价电子层构型(n-1)d10ns2；u其离子M2+为18电子构型，离子及化合物均呈无色；u锌族元素的氧化数通常为+2（s电子参加反应），汞也可呈+1氧化态，以Hg22+形式存在（Hg原子之间以共价键结合）。6s2惰性电子对效应惰性电子对效应24l熔点低 30Zn锌：419，48Cd镉：321，80Hg汞：-39。汞是室温下唯一的液态金属l易形成合金黄铜：Cu-Zn汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg 用于提取贵金属。物理性质：物理性质：17.4.2 单质的物理和化学性质单质的物理和化学性质锌、镉、汞均为银白色金属，其中锌略带蓝色。25化学性质：化学性质：l与O2的

12、作用：（在干燥空气中稳定）稳定性下降360470加热：潮湿：26l与S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂)27l与酸反应l锌与OH-，NH3反应2817.4.3 锌族元素锌族元素的化合物的化合物1.卤化物汞的化合物：汞的化合物：直线型共价分子,有甜味,难溶于水,无毒。HgBr2,HgI2同HgCl2,但HgF2为离子型化合物。Hg2Cl2：甘汞,直线型共价分子,易升华,微溶于水,剧毒。HgCl2：升汞,292.硝酸盐Hg2+0.9083V Hg22+0.7955V Hg制备：Hg(NO3)2，Hg 2(NO3)2是离子型化合物是离子型化合物,易溶于水。易溶于

13、水。2233OH)Hg(NO2HNOHgO+22233OH22NO)Hg(NO)浓(4HNOHg+23223)(NOHg)Hg(NOHg+30水溶液中锌族元素水溶液中锌族元素的离子及反应的离子及反应：1.与OH-的作用523K2.与NH3H2O的作用398K313.与S2-的作用稀酸性条件沉淀完全，溶于6.0molL-1HCl。氨碱性条件沉淀完全，溶于0.3molL-1HCl的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)白+22+2H+)ZnS(s,SHZn黄+22 )CdS(s,SHCd+2H+324.Zn2+的鉴定（碱性条件）二苯硫腙 (CCl4溶液)绿色粉红色 (水层)上棕色 (CCl4层)

14、下2133汞的重要反应：汞的重要反应：2.与S2-的反应1.与OH-的反应34若Hg2+是由Hg(NO3)2溶液提供，则：HgS -0.758V Hg2S -0.598V HgHgS：=1.610-52可见：Hg(I)在游离时不歧化，形成沉淀 (除Hg2Cl2)、配合物时歧化。35胺基氯化汞3.与NH3的反应-4232ClNHHgCl(s)NH2NHHgCl+只有在含有NH4Cl的过量氨水中，HgCl2才能生成2433223Cl)Hg(NH2NHCl)Hg(NH+NH4ClHgCl2+2NH3 Hg(NH3)2Cl236加 有利于平衡右移374-24NHNesslerHgI +试剂，用于鉴定为

15、-I4.与I-，SCN-的反应2-2)(s,HgI2IHg+金红色+-24-2)(aq,HgI2IHgI 无色222-22HgHgI)(s,IHg2IHg +草绿色2-O3H7I+2-244)I(s,NH HgHg 4OH2HgINH+红棕色O38反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+5.Hg2+的鉴定)(aq,Hg(SCN)2SCNHg(SCN)-24-2无色+(s)Hg(SCN)2SCNHg 2-2+39A族族单质价电子层构型ns2(n-1)d10ns1物理性质熔、沸点A比高（汞是液体）延展性和导电、导热性较差较差化学性质活泼,同族自上而下金属活泼性增强。不活泼,同族自上而下金属活泼性减弱。化合物键型和配位性极性较小,所形成的配合物较小。极性较大,所形成的配合物较多。氢氧化物的酸碱性Be（OH）2两性，其他碱性较强，同族自上而下碱性增强。除Zn(OH)2两性外,其他呈弱碱性,同族自上而下碱性增强。氢氧化物的热稳定性较差,加热易分解。差,Zn和Cd的氢氧化物加热分解,Hg的两种氢氧化物常温分解。40