铜副族和锌副族.pptx

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1、19-1 铜副族元素1、和碱金属相比：铜族元素、和碱金属相比：铜族元素18电子层结构对核的屏蔽效电子层结构对核的屏蔽效应比应比8电子结构小的多，故原子半径较小，第一电离势较电子结构小的多，故原子半径较小，第一电离势较大，结果铜族不如碱金属活泼；大，结果铜族不如碱金属活泼；2、铜族元素有、铜族元素有+1、+2、+3等氧化态，碱金属只有等氧化态，碱金属只有+1；3、铜族元素，自上而下，原子半径增加不大，而核电荷、铜族元素，自上而下，原子半径增加不大，而核电荷明显增加。因此铜族元素的金属活泼性递减，和碱金属明显增加。因此铜族元素的金属活泼性递减，和碱金属相反。相反。一、通性一、通性第1页/共29页4

2、.铜族元素的标准电极电势比碱金属为正，所以铜族铜族元素的标准电极电势比碱金属为正，所以铜族元素在水溶液中的化学活泼性远小于碱金元素在水溶液中的化学活泼性远小于碱金 属，且其活属，且其活性从性从Cu到到Au降低。降低。5.18电子构型离子有强的极化力和变形型，铜族元素电子构型离子有强的极化力和变形型，铜族元素易形成共价化合物。另外由于易形成共价化合物。另外由于d、s、p轨道能量相差不轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以铜族元素也易形成大，能级较低的空轨道较多，所以铜族元素也易形成配合物。配合物。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第2页/共29页 导电性、很

3、好的延展性(面心立方晶体)、生成合金。化学活性差，且从铜到金降低。在干燥空气和水中无反应。Cu、Ag、Au不能与稀盐酸和硫酸作用放出氢气。Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O2Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2+2H2OAu+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O二、单质的物理及化学性质二、单质的物理及化学性质 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第3页/共29页 和卤素作用按Cu、Ag、Au顺序降低，Cu在常温和Cl2反应，Ag作用慢，Au只有加热才反应。Cu、Ag加热可直接和S反应，生成CuS和Ag2S，金则不能直接生成

4、硫化物。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第4页/共29页第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4NaAg(CN)2+4 NaOHAg2S+4NaCN=2 NaAg(CN)2+Na2S2Ag(CN)2-+Zn=Zn(CN)2-4+2Ag4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH2Au(CN)2-+Zn=Zn(CN)2-4+2Au三、铜族元素的存在和冶炼三、铜族元素的存在和冶炼2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO22FeS+3O2=FeO+2SO2FeO+SiO2=

5、FeSiO3Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2第5页/共29页 在Cu()和Ag()盐的溶液中加入NaOH时，先生成相应的氢氧化物，随后立即脱水变成相应的氧化物，M2O。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族四、铜族元素的重要化合物四、铜族元素的重要化合物1)、氧化物和氢氧化物1.氧化数为氧化数为+1的化合物的化合物第6页/共29页Cu2O+2 H+=Cu+Cu2+H2OAg2O在强碱溶液中易溶解：Ag2O+OH-+H2O=Ag(OH)2-Cu2O对热是稳定的，1508K熔化也不分解；Ag2O在573K即分解为银和氧。CuO=

6、Cu2O+O2 Cu2+8OH-+N2H4=2Cu2O+N2+6H2OCu2O+4NH3+H2O=2Cu(NH3)2+2OH-第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第7页/共29页2)、AgNO3 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族 Cu()不生成硝酸盐。AgNO3不稳定，受热易分解，2AgNO3=2Ag+2NO2+O2 AgNO3受日光直接照射时，也能逐渐分解，故装在棕色瓶中。E(Ag+/Ag)=0.799V。即使在室温，许多有机物都能将它还原成黑色Ag粉，如皮肤或布与它接触后都会变黑。第8页/共29页Cu2+4I-=2CuI+I2

7、(此反应是碘量法测定铜含量的依据)浓HClH2OCu2+2Cl-+Cu 2CuCl HCuCl22Cu2+2X-+SO2+2H2O 2CuX+4H+SO42-3)、卤化物 CuX，由F-I-溶解度依次降低。CuF由于溶解度较大，Cu+易歧化。CuCl、CuBr、CuI都可在适当的还原剂(SO2、Sn2+、Cu等)在相应的卤素离子存在下还原Cu2+而制得，第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第9页/共29页AgX：AgFAgI 可溶溶解度减小，(离子极化，颜色加深)可用荷移跃迁解释：阴离子的变形性越大，它与阳离子组成的化合物越是容易发生荷移跃迁，吸收光谱的谱带越是向

8、长波方向移动，化合物的颜色越深。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族 卤化银有感光分解的性质：AgBr=Ag+Br，通过定影、显影处理得照片底片。第10页/共29页4)、硫化物 Cu+(Ag+)+H2S=Ag2S Cu2S(溶解度很小)，可溶于热浓HNO3或氰化钠。Cu2S+16HNO3(浓)=3Cu(NO3)2+3S+4NO+8H2OAg2S+8HNO3(浓)=6AgNO3+3S+2NO+4H2OM2S+4CN-=2M(CN)2-+S2-第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第11页/共29页5)、配合物(学生自学)6)、Ag+的氧化

9、性：E(Ag+/Ag)=0.799V，中强氧化剂。NH2OH+2Ag+=N2+2Ag+2H+2H2O H3PO3+2AgNO3+H2O=H3PO4+2Ag+2HNO3 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第12页/共29页1273K4CuO 2Cu2O+O2 Cu(OH)2微显酸性：Cu(OH)2+2OH-=Cu(OH)42-353KCu2+2OH-Cu(OH)2 淡蓝 CuO+H2O2.氧化数为氧化数为+2的化合物的化合物第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族1)、氢氧化铜和氧化铜 第13页/共29页浓的CuCl2呈黄绿色，稀溶液呈兰

10、色，两者并存呈绿色。其平衡如下：CuCl42-+H2O=Cu(H2O)42+4Cl-773K2CuCl2 2CuCl+Cl2 2)、CuCl2：CuCl2为共价化合物，不但易溶于水，易溶于乙醇、丙酮。Cl Cl Cl Cu Cu Cu Cl Cl Cl 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第14页/共29页8CuS+2NO3-+8H+3Cu2+3S+2NO+4H2O4)、CuS，溶解度很小的黑色固体，不溶于稀酸，只能溶于热的稀硝酸中或浓NaCN中，375K423K523K923KCuSO4.5H2O CuSO4.3H2O CuSO4.H2O CuSO4 CuO+S

11、O3 H2O OH2 H O O Cu O S H2O OH2 H O O3)、CuSO4，CuSO4.5H2O(胆矾)第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第15页/共29页 Cu+不稳定，发生歧化。电子结构不稳定，发生歧化。电子结构Cu+3d10、Cu2+3d9，Cu+应更稳定。应更稳定。Cu2+的第二电离能高也支持的第二电离能高也支持Cu+的稳定性，如的稳定性，如Cu2O、Cu2S等。但等。但Cu2+的水合热的水合热高，高，-2100kJ.mol-1，故，故Cu2+水溶液中是稳定的。水溶液中是稳定的。CuI的KSP=5.0610-12，可解释上述反应的发生。2

12、Cu2+4I-=2CuI+I2 Cu2+e=Cu+E(Cu2+/Cu+)=0.17V I2+2e=2I-E(I2/I-)=0.535V5)、Cu2+和Cu+的互相转化第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族第16页/共29页Au表现出+3、+1，但以+3最稳定。Au+容易歧化。3.氧化数为氧化数为+3的化合物的化合物 Cu+=Cu+Cu2+K=Cu2+/Cu+=1.2106 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1铜副族铜副族 Cu+CuCl2=2CuCl CuCl+HCl=HCuCl2 Cu+的化合物除不溶解的或以配合离子形式存在外，其它都是不稳定的。

13、第17页/共29页19-2 锌族元素 其结构特征(n-1)d10ns2，其特征氧化数为+2，Cd和Hg有氧化数为+1(Hg22+、Cd22+)的化合物。一、通性一、通性第18页/共29页 其熔、沸点低于碱土金属和铜族，并依Zn、Cd、Hg顺序下降。汞是金属中熔点最低的。Hg：根据其性质，做温度计、压力计、紫外灯、汞齐等，但应注意其毒性。二、单质的物理性质及化学性质二、单质的物理性质及化学性质第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第19页/共29页630K773K2Hg+O2 2HgO Hg不活泼，只有加热至沸(630K)时才缓慢氧化，但它在773K时，重新分解成氧和

14、Hg，Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2 Zn+4NH3+2H2O=Zn(NH3)4(OH)2+H2 Zn是活泼金属，和稀H2SO4和盐酸作用放出H2，在空气中燃烧成ZnO。Zn还是两性金属，可和碱反应放出H2。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第20页/共29页第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族 HgS+O2 Hg(g)+SO2 HgS+Fe Hg(g)+FeS 4HgS+4CaO 4Hg+3CaS+CaSO4 汞：辰砂(HgS)焙烧ZnS+3O2 ZnO+2SO2 2C+O2 2CO ZnO+CO Zn(g

15、)+CO2锌：闪锌矿(ZnS)、菱锌矿(ZnCO3)、红锌矿(ZnO)三、锌、汞的存在和冶炼三、锌、汞的存在和冶炼第21页/共29页四、锌族元素的重要化合物四、锌族元素的重要化合物 M2+为18电子型离子，均无色。一般化合物也无色，但18e的变形性和易变形的阴离子结合成深色低溶解度的化合物。第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第22页/共29页 Cu族和Zn族的所有氢氧化物易脱水成为氧化物，这是它们的共性。Ag、Au、Hg的氧化物也易受热分解为单质。Zn2+2OH-=Zn(OH)2 (白)两性Cd2+2OH-=Cd(OH)2 (白)碱性强于酸性Hg2+2OH-=H

16、gO(黄)+H2O Hg(OH)2不稳定 第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族1)、氢氧化物和氧化物1.氧化数为氧化数为+2的化合物的化合物第23页/共29页2)、卤化物 ZnCl2：易溶于水，有部分水解，ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl 浓溶液中：ZnCl2+H2O=HZnCl2(OH)(有显著酸性，能溶解金属氧化物)：FeO+2HZnCl2(OH)=FeZnCl2(OH)2+H2O第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第24页/共29页HgCl2和HgI2：HgO+HCl=HgCl2(白)+H2O HgCl2熔点低，易升

17、华，叫升汞，有剧毒，溶解度小。HgCl2+2Cl-=HgCl42-第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族 HgCl2在水中水解，在氨水中氨解：Cl-Hg-Cl+2H2O=Cl-Hg-OH+H3O+Cl-Cl-Hg-Cl+2NH3=Cl-Hg-NH2+NH4+Cl-第25页/共29页 SnCl2在酸性溶液中可把HgCl2还原成Hg2Cl2(白色沉淀)，过量SnCl2进一步还原Hg2Cl2成黑色Hg：HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2+H2SnCl6 Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=2Hg+H2SnCl6 Hg2+2I-=HgI2=HgI42-(无色)K

18、2HgI4和KOH的混合溶液，成为奈斯勒试剂，可检测微量NH4+：NH4Cl+2K2HgI4+KOH=Hg2NI.H2O+KCl+7KI+3H2O第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第26页/共29页3)、硫化物 M2+H2S=MS+2H+ZnS白、CdS黄、HgS黑，溶解度依次减小，ZnS溶于稀HCl，CdS溶于浓HCl，HgS只溶于王水.3HgS+8H+2NO3-+12Cl-=3HgCl42-+3S+2NO+4H2O HgS+Na2S=Na2HgS2 ZnS+BaSO4叫锌钡白(立德粉)，优良的白色颜料，ZnS做荧光粉的主要材料。4)、配合物(学生自学)第十九

19、章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族第27页/共29页 在水中能稳定存在的只有Hg22+，Hg+Hg2+=Hg22+K=Hg22+/Hg2+=166第十九章第十九章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2锌副族锌副族2.氧化数为氧化数为+1的化合物的化合物 上述K值不是太大，通过适当条件改变其平衡(加入沉淀剂、络合剂)Hg22+2OH-=HgO+Hg+H2O Hg22+H2S=HgS+Hg+2H+Hg22+4I-=HgI42-+Hg HgCl2+Hg=Hg2Cl2(白)(无毒、无味，俗名甘汞)。Hg2Cl2=HgCl2+Hg Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl+Hg+NH4Cl 此反应可用来检验Hg22+。第28页/共29页感谢您的观看！第29页/共29页