wjhx-22-1 銅族元素

1、第第六六節(jié)銅族元素節(jié)銅族元素第第22章章 過渡元素過渡元素第一節(jié)第一節(jié)銅族元素銅族元素13-6-1銅族元素概述銅族元素概述22-1-122-1-1銅族元素概述銅族元素概述ds區(qū)區(qū)B族族CuAgAuUnn銅銅銀銀金金放放射射性性元元素素主要主要礦物礦物輝銅礦輝銅礦(Cu(Cu2 2S)S)黃銅礦黃銅礦(CuFeSCuFeS2 2)赤銅礦赤銅礦(CuCu2 2O O)孔雀石孔雀石(CuCu2 2(OH(OH)2 2COCO3 3) )藍銅礦藍銅礦(CuCu3 3(OH(OH)2 2(CO(CO3 3)2閃銀礦閃銀礦(Ag2S)角銀礦角銀礦(AgCl)巖石巖石( (巖脈金巖脈金) )砂礫砂礫( (沖

2、積金沖積金) )通性通性ds區(qū)區(qū)B族族CuAgAu銅銅銀銀金金價層電子構型價層電子構型 3d104s14d105s15d106s1主要氧化數(shù)主要氧化數(shù) +3、+2、+1 +3、+2、+1+3、+2、+1離子有較強的極化力，變形性大，其化合離子有較強的極化力，變形性大，其化合物有一定的共價性。物有一定的共價性。通性通性E /VCu3+ Cu2+ Cu+ Cu 2.4 0.159 0.52Cu+ 易發(fā)生歧化：易發(fā)生歧化： 2Cu+ Cu2+ + CuAg3+ Ag2+ Ag+ Ag 1.8 1.98 0.7991發(fā)生：發(fā)生： Ag2+ + Ag 2Ag+ Au3+ Au+ Au 1.36 1.83

3、AAu+ 易發(fā)生歧化：易發(fā)生歧化： 3Au+ Au3+ + 2Au通性通性單質單質物理性質物理性質Cu紅色紅色Ag銀白色銀白色Au黃色黃色密度大密度大, 為重金屬為重金屬, 其中金的密度最大。其中金的密度最大。延展性好。延展性好。1g Au 能抽成長能抽成長3.4km 的絲的絲,壓成壓成0.0001mm 厚的薄片厚的薄片導電性居金屬前列，導電性居金屬前列，Ag 第一第一, Cu 第二，第二，Au 第三。第三。能與許多金屬形成合金。能與許多金屬形成合金。如黃銅如黃銅60%Cu、40%Zn 青銅青銅80%Cu、15%Sn、5%Zn 白銅白銅5070%Cu、1315%Ni、 1325%Zn單質單質化

4、學性質化學性質化學活潑性差化學活潑性差Cu ：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有CO2的的潮濕空氣中表面生成銅綠潮濕空氣中表面生成銅綠2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3Ag ：室溫時不與氧氣和水作用，若與：室溫時不與氧氣和水作用，若與含含H2S空氣接觸，表面蒙上一層空氣接觸，表面蒙上一層Ag2S4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + H2OCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能與硝：不溶于非氧化性酸，能與硝酸、熱濃硫酸作用酸、熱濃硫酸作用 Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (濃濃) Cu(NO) Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+

5、2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀) 3Cu(NO) 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO +4H+4H2 2O OCu + 2HCu + 2H2 2SOSO4 4( (濃濃) CuSO) CuSO4 4+ SO+ SO2 2 + 2H+ 2H2 2O O2Ag+ 2H2Ag+ 2H2 2SOSO4 4( (濃濃) Ag) Ag2 2SOSO4 4 + SO+ SO2 2 +2H+2H2 2O OAg + 2HNOAg + 2HNO3 3(65%) AgNO(65%) AgNO3 3 + NO+ NO2 2 + H+ H2 2O O單質單質化學性質化學性

6、質化學活潑性差化學活潑性差Cu ：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有CO2的的潮濕空氣中表面生成銅綠潮濕空氣中表面生成銅綠Ag ：室溫時不與氧氣和水作用，若與：室溫時不與氧氣和水作用，若與含含H2S空氣接觸，表面蒙上一層空氣接觸，表面蒙上一層Ag2SCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能與硝：不溶于非氧化性酸，能與硝酸、熱濃硫酸作用酸、熱濃硫酸作用Au：溶于王水：溶于王水Au+HNO3+4HCl HAuCl4+NO +2H2O13-6-2銅的重要化合物銅的重要化合物22-1-222-1-2銅的重要化合物銅的重要化合物氧化物氧化物Cu2OCuO顏色顏色暗紅色暗紅色黑色黑色溶解性溶解性難溶

7、于水，易溶于酸難溶于水，易溶于酸熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定穩(wěn)定,1235 熔化也不分解熔化也不分解 高高加入氨水加入氨水 Cu(NH3)2+(無色無色)微溶微溶CCu2O + 2H+ Cu2+ + Cu + H2OCu2O + 2HCl 2CuCl + H2O (白色白色)CuO + 2H+ Cu2+ + H2O 10004CuO Cu2O + O2C22-1-222-1-2銅的重要化合物銅的重要化合物氧化物氧化物Cu2OCuO顏色顏色暗紅色暗紅色黑色黑色溶解性溶解性難溶于水，易溶于酸難溶于水，易溶于酸熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定穩(wěn)定,1235 熔化也不分解熔化也不分解 高高加入氨水加入氨水 Cu(NH

8、3)2+(無色無色)微溶微溶CCu2O+4NH3+H2O 2Cu(NH3)2+2OH- -在空氣中被氧化在空氣中被氧化4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O 4Cu(NH3)42+(深藍色深藍色)+4OH- -CuOH不穩(wěn)定，至今尚未制得不穩(wěn)定，至今尚未制得氫氧化物氫氧化物(CuOH)2為淺藍色，難溶于水為淺藍色，難溶于水1. 受熱易脫水受熱易脫水Cu(OH)2 CuO + H2O8090 C2. 兩性：以堿性為主兩性：以堿性為主 (演示實驗演示實驗)Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (淺蘭色淺蘭色)Cu(OH)2 + 2OH- - Cu(OH)42-(亮蘭色亮蘭色)3.

9、 溶于氨水溶于氨水 (演示實驗演示實驗)Cu(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH- -2Cu(OH)42-+C6H12O6(葡萄糖葡萄糖) Cu2O +C6H12O7+4OH- -+2H2O (葡萄糖酸葡萄糖酸) 用此反應可檢查尿糖用此反應可檢查尿糖制取制取:鹽類鹽類氯化亞銅氯化亞銅(CuCl)2. 用水稀釋用水稀釋Cu2+ + Cu + 4Cl- - 2CuCl2- -1. 在熱在熱、濃濃HCl溶液中溶液中, 用用Cu粉還原粉還原CuCl2總反應總反應：Cu2+ + Cu + 2Cl- - 2CuCl2CuCl2- - 2CuCl (白色白色) + 2Cl- -CuCl鹽酸

10、溶液可用作測定氣體中鹽酸溶液可用作測定氣體中CO含量含量CuCl +CO+H2O CuCl(CO)H2O ( (氯化羰基亞銅氯化羰基亞銅) )無水無水CuCl2為棕黃色固體為棕黃色固體, 是共價化合物是共價化合物鹽類鹽類氯化銅氯化銅(CuCl2)易溶于水和有機溶劑易溶于水和有機溶劑(如乙醇、丙酮如乙醇、丙酮)CuCl2溶液隨溶液隨c(Cl- -)不同而呈不同顏色不同而呈不同顏色CuCl42-2-+ 4H2O Cu(H2O)42+ 2+ + 4Cl- -(黃色黃色) (淺藍色淺藍色)無水無水CuSO4為白色粉末，易溶于水，吸為白色粉末，易溶于水，吸水性強，吸水后呈藍色，可檢驗有機液水性強，吸水后

11、呈藍色，可檢驗有機液體中的微量水分體中的微量水分鹽類鹽類硫酸銅硫酸銅(CuSO4)CuSO45H2O稱為膽礬，呈藍色稱為膽礬，呈藍色Cu2+2+易水解，水溶液呈酸性易水解，水溶液呈酸性Cu2+2+ H2O Cu(OH)+ + + H+ +配合物配合物Cu(I)Cu(II)常見配位數(shù)常見配位數(shù)24主要配合物主要配合物CuCl2- -Cu(SCN)2- - Cu(NH3)2+ +Cu(S2O3)23-3- Cu(CN)2- -Cu(H2O)42+2+ CuCl42-2-Cu(NH3)42+2+Cu()與與Cu()的相互轉化的相互轉化Cu() Cu() 價層電子構型價層電子構型 3d10 3d9固態(tài)

12、穩(wěn)定性固態(tài)穩(wěn)定性 Cu()與與Cu()的穩(wěn)定性比較的穩(wěn)定性比較電荷電荷 +1 72 離子離子 Cu+ Cu2+水合焓水合焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中穩(wěn)定性溶液中穩(wěn)定性 由于由于Cu()固態(tài)穩(wěn)定固態(tài)穩(wěn)定所以存在有所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物等化合物Cu()與與Cu()的相互轉化的相互轉化2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.2106在酸性溶液中，在酸性溶液中，Cu+易發(fā)生歧化易發(fā)生歧化使使Cu() Cu() 1. 有還原劑存在有還原劑存在2. 生成生成Cu()的難溶物或配離子的難溶物或配離子 2Cu2+ + 4I- 2CuI (白色白色) + I22C

13、u2+4CN- 2CuCN (白色白色) + (CN)2 2Cu2Cu2+2+SO+SO2 2+2Cl+2Cl- -+2H+2H2 2O 2CuCl +SOO 2CuCl +SO4 42-2-+4H+4H+ + KCNKCN過量過量 CuCN+CuCN+(x-1x-1)CNCN- -CuCu(CNCN)x x1-X 1-X (x=24)Cu2+的鑒定的鑒定 在酸性或中性溶液中，在酸性或中性溶液中， 用用K4Fe(CN)6試劑試劑2Cu2+ +Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6 紅褐色紅褐色13-6-3銀的重要化合物銀的重要化合物22-1-322-1-3銀的重要化合物銀的重要化合物鹵化銀鹵

14、化銀AgXAgFAgClAgBrAgI顏色顏色白白淺黃淺黃黃黃溶解性溶解性 溶于水溶于水難溶于水難溶于水鍵型鍵型離子離子 共價共價r(X- -) )增大增大, ,變形性增大變形性增大, ,共價性增強共價性增強, ,溶溶解度減小解度減小鹵化銀具有感光性，可作感光物質鹵化銀具有感光性，可作感光物質 2AgX 2Ag + X2日光日光鹵化銀鹵化銀敷有敷有AgBr照相底片照相底片(亮亮)感光多感光多(暗暗)感光少感光少曝光曝光發(fā)生反應：發(fā)生反應：AgBr Ag(銀核銀核) + Br 亮，感光多，產(chǎn)生亮，感光多，產(chǎn)生Ag 核多核多 暗，感光少，產(chǎn)生暗，感光少，產(chǎn)生Ag 核少核少光子光子曝曝光光鹵化銀鹵化

15、銀敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多顯影顯影 用顯影劑用顯影劑(有機還原劑有機還原劑)處理處理 AgBr + e- Ag + Br- - 亮亮, Ag 核多核多, 反應生成反應生成Ag多多, 殘余殘余AgBr少少 暗暗, Ag 核少核少, 反應生成反應生成Ag少少, 殘余殘余AgBr多多顯顯影影鹵化銀鹵化銀敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多顯影顯影黑黑亮亮定影定影 用定影劑用定影劑(主要主要Na2S2O3)處理處理 AgBr + 2S2O32- A

16、g(S2O3)23- + Br- - 亮，亮，Ag 多，底片黑多，底片黑 暗，暗，Ag 少，底片亮少，底片亮定定影影鹵化銀鹵化銀敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多顯影顯影黑黑亮亮定影定影說說明明以上得到的是以上得到的是“底片底片” 洗相時，將洗相時，將“底片底片”放在照相紙上放在照相紙上再進行曝光再進行曝光、顯影顯影、定影定影，即得照片即得照片。硝酸銀硝酸銀 1. 制取：制?。?Ag+2HNO Ag+2HNO3 3(65%) AgNO(65%) AgNO3 3+NO+NO2 2 +H +H2 2O O2. 性質：性質：為

17、易溶于水的無色菱形片狀晶體為易溶于水的無色菱形片狀晶體不穩(wěn)定，受熱或見光易分解不穩(wěn)定，受熱或見光易分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2AgNO3 應保存在棕色瓶中應保存在棕色瓶中具有氧化性，遇微量有機物被還原為具有氧化性，遇微量有機物被還原為Ag3. 用途：主要用于照相制造溴化銀乳劑、用途：主要用于照相制造溴化銀乳劑、 分析試劑分析試劑 配合物配合物 過量過量NH3過量過量Na2S2O3過量過量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶溶溶溶溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解產(chǎn)物產(chǎn)物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- K1.121072.8810131.261021配離子穩(wěn)定性增大配離子穩(wěn)定性增大f具有弱氧化性具有弱氧化性2Ag(NH3)2+RCHO+3OH- - 2Ag +RCOO- -+4NH3 +2H2O用于在玻璃、暖水瓶膽上的鍍銀用于在玻璃、暖水瓶膽上的鍍銀配合物配合物 過量過量NH3過量過量Na2S2O3過量過量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶不溶不溶不溶不溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解產(chǎn)物產(chǎn)物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- K1.121072.8810131.991038配離子穩(wěn)定性增大配離子穩(wěn)定性增大f為電鍍