銅族和鋅族元素課件

第二十章銅族和鋅族元素——概述第二十章銅族和鋅族元素——概述1概述

銅族和鋅族元素是本書首次系統(tǒng)學(xué)習(xí)的副族元素。銅族位于周期表ⅠB：包括CuAgAu鋅族位于周期表ⅡB：包括ZnCdHg它們屬于dS區(qū)，價(jià)e構(gòu)型為：(n-1)d10n1-2

因?yàn)樗鼈冏钔鈱与娮訑?shù)分別與ⅠA、ⅡA相同，所以都是金屬；但由于它們次外層e為18e構(gòu)型，與ⅠA、ⅡA次外層8e構(gòu)型不同，因而有很多性質(zhì)與ⅠA、ⅡA大不相同。概述銅族和鋅族元素是本書首次系2要求

1掌握副族元素與主族元素的差別；2掌握ⅠA與ⅠB,ⅡA與ⅡB元素性質(zhì)的對比；3掌握Cu(+1)

Cu(+2)

Hg22+(+1)Hg(+2)之間的相互轉(zhuǎn)化；4掌握Cu、Ag、Zn、Hg單質(zhì)及重要化合物的性質(zhì)和用途；5了解Cu、Ag、Zn、Hg的冶煉原理。要求1掌握副族元素與主族元素的差別；3

第一節(jié)銅族元素

一通性：1基本性質(zhì)：表20-1

由表可見：本族最外層只有1個(gè)電子，次外層有18個(gè)電子。銅族元素從上到下“原子半徑”、“離子半徑”不像主族那樣呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，引起“電離勢”和“水合熱”等也無規(guī)律；但有的也有規(guī)律：例如：電負(fù)性CuAu增大0M+/M

CuAu增大說明金屬性減弱，還原性減弱。這種同族元素從上到下性質(zhì)遞變規(guī)律與主族相反。第一節(jié)銅族元素一通性：1基本性質(zhì)：表42銅族元素特性；3銅族與堿金屬的差別

1)金屬性、活潑性：CuAgAu減弱2)銅族有多種氧化態(tài)：+1、+2、+3因?yàn)榇瓮鈱优c最外層能量差小d電子參與成鍵。3)銅族形成許多具有明顯共價(jià)性的化合物；例如：AlCl3CuCl2-----

4)銅族元素一般均能形成較穩(wěn)定的配合物：例如：[Cu(CN)4]2-[Ag(NH3)2]+、[AuCl4]-

2銅族元素特性；3銅族與堿金屬的差別1)金屬性、活潑性：5二金屬單質(zhì)1存在：銅、銀、金是人類發(fā)現(xiàn)最早最熟悉的金屬，因化學(xué)性質(zhì)不活潑，有單質(zhì)存在。2冶煉：銅主要從黃銅礦提煉——富集礦石黃銅礦焙燒精礦（Cu2S和2FeS)反射爐焙燒冰銅轉(zhuǎn)爐熔煉98%粗銅精煉（電解）精銅。

二金屬單質(zhì)1存在：6銅的電解——電解液：10~16%CuSO410~17%H2SO4P電解時(shí)：與外電源正極~陽極-粗銅版

溶解Cu-2eCu2+

氧化反應(yīng)

與外電源負(fù)極~陰極-精銅版沉積Cu2++2eCu還原反應(yīng)電解時(shí)注意：①總是粗品作為陽極接外電源正極；純品作為陰極接外電源負(fù)極。②電解液中一般含有與電解物質(zhì)對應(yīng)的鹽和與鹽對應(yīng)的酸。銅的電解——電解液：10~16%CuSO473銅族單質(zhì)性質(zhì)和用途銅、銀、金依次是紫紅色、銀白色和黃色的金屬。（重要物理性質(zhì)見表20-3）銅族單質(zhì)具有密度較大，熔、沸點(diǎn)較高，延展性很好，傳熱、導(dǎo)電性優(yōu)良等共同特點(diǎn)。銀的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性在金屬中占第一位，銅導(dǎo)電性僅次于銀；銅是人類最早使用的金屬；銅族金屬之間以及和其它金屬之間，都很容易形成合金：青銅Cu80%，Sn15%,Zn5%;黃銅Cu60%，Zn40%;白銅50~70%Cu,18~20%Ni,13~15%Zn.3銅族單質(zhì)性質(zhì)和用途銅、銀、金依次是紫紅8三銅族元素的重要化合物

1Ag2O:氧化劑2Ag++2OH-2AgOH(易失水)Ag2O棕褐性質(zhì)：氧化性易配合2AgNO3：最重要的銀鹽性質(zhì)：見光分解具氧化性0Ag+/Ag=0.799用途：大量用于制照相業(yè)所需的AgBr3鹵化物：AgX均具感光性，常用于照相業(yè)。4配合物：均可形成配合物5硫酸銅：俗名藍(lán)礬-膽礬三銅族元素的重要化合物1Ag2O:氧化劑9四Cu+和Cu2+的相互轉(zhuǎn)化高溫、氣態(tài)穩(wěn)定性：Cu+>Cu2+而溶液中的穩(wěn)定性：Cu2+>Cu+

可見：+1、+2氧化態(tài)的銅化合物，各自在一定條件下穩(wěn)定存在，但改變條件可使它們相互轉(zhuǎn)化。高溫下：4CuO(12730K)=Cu2O+O2說明高溫下Cu2O穩(wěn)定溶液中：Cu+Cu2+

很容易相反困難四Cu+和Cu2+的相互轉(zhuǎn)化高溫、氣態(tài)穩(wěn)定性：Cu10

第二節(jié)鋅族元素一通性：1基本性質(zhì)：表20-6、20-7由表可見：與銅族不同，本族原子半徑、離子半徑從上到下依次增大，但電離勢、水合熱等變化無規(guī)律，有規(guī)律的是：升華熱、氣化熱依次減小，電負(fù)性依次增大，說明金屬性、活潑性依次減弱。金屬性、活潑性依次減弱與所有副族相同。金屬性、活潑性：ⅡB<ⅠB<ⅡA第二節(jié)鋅族元素一通性：1基本性質(zhì)：表20-6112鋅族與堿土金屬的差別;3鋅族元素特性3鋅族元素特性：1）金屬性、活潑性：ZnCdHg

依次減弱2）形成共價(jià)化合物和配合物傾向大：特征氧化數(shù)（+2）M+2~18e構(gòu)型3）熔、沸點(diǎn)：ⅡB<ⅠB2鋅族與堿土金屬的差別;3鋅族元素特性3鋅族元素特性12二金屬單質(zhì)1存在：鋅族主要以硫化物礦存在于自然界中，可以說它們是親硫元素。鋅有硫化物礦—閃鋅礦znS，還有氧化物礦—菱鋅礦ZnCO3和紅鋅礦ZnO。我國的鋅礦常與鉛礦共存，故稱鉛鋅礦。在1、2副族中，鋅在地殼中含量最高。鎘—極少單獨(dú)形成礦物，常以CdS存在于閃鋅礦中。汞—主要的汞礦是辰砂，有稱朱砂（HgS）。

二金屬單質(zhì)1存在：鋅族主要以硫化物礦存在于自然界中，可132冶煉

因?yàn)殇\族是親硫元素，所以鋅族的冶煉一般采用干法，高溫焙燒除硫即可。例：鋅的干法冶煉浮選礦石精礦（ZnS)焙燒znO加入焦碳98%粗Zn電解999%純Zn。

也可以用濕法，將焙燒得到的ZnO與稀硫酸反應(yīng)，然后加Zn粉使鎘離子等雜質(zhì)還原過濾除去，溶液用碳粉還原得粗鋅，電解即可得999%的純鋅。2冶煉因?yàn)殇\族是親硫元素，所以鋅族的冶煉一般采14第二十章銅族和鋅族元素——概述第二十章銅族和鋅族元素——概述15概述

銅族和鋅族元素是本書首次系統(tǒng)學(xué)習(xí)的副族元素。銅族位于周期表ⅠB：包括CuAgAu鋅族位于周期表ⅡB：包括ZnCdHg它們屬于dS區(qū)，價(jià)e構(gòu)型為：(n-1)d10n1-2

因?yàn)樗鼈冏钔鈱与娮訑?shù)分別與ⅠA、ⅡA相同，所以都是金屬；但由于它們次外層e為18e構(gòu)型，與ⅠA、ⅡA次外層8e構(gòu)型不同，因而有很多性質(zhì)與ⅠA、ⅡA大不相同。概述銅族和鋅族元素是本書首次系16要求

1掌握副族元素與主族元素的差別；2掌握ⅠA與ⅠB,ⅡA與ⅡB元素性質(zhì)的對比；3掌握Cu(+1)

Cu(+2)

Hg22+(+1)Hg(+2)之間的相互轉(zhuǎn)化；4掌握Cu、Ag、Zn、Hg單質(zhì)及重要化合物的性質(zhì)和用途；5了解Cu、Ag、Zn、Hg的冶煉原理。要求1掌握副族元素與主族元素的差別；17

第一節(jié)銅族元素

一通性：1基本性質(zhì)：表20-1

由表可見：本族最外層只有1個(gè)電子，次外層有18個(gè)電子。銅族元素從上到下“原子半徑”、“離子半徑”不像主族那樣呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，引起“電離勢”和“水合熱”等也無規(guī)律；但有的也有規(guī)律：例如：電負(fù)性CuAu增大0M+/M

CuAu增大說明金屬性減弱，還原性減弱。這種同族元素從上到下性質(zhì)遞變規(guī)律與主族相反。第一節(jié)銅族元素一通性：1基本性質(zhì)：表182銅族元素特性；3銅族與堿金屬的差別

1)金屬性、活潑性：CuAgAu減弱2)銅族有多種氧化態(tài)：+1、+2、+3因?yàn)榇瓮鈱优c最外層能量差小d電子參與成鍵。3)銅族形成許多具有明顯共價(jià)性的化合物；例如：AlCl3CuCl2-----

4)銅族元素一般均能形成較穩(wěn)定的配合物：例如：[Cu(CN)4]2-[Ag(NH3)2]+、[AuCl4]-

2銅族元素特性；3銅族與堿金屬的差別1)金屬性、活潑性：19二金屬單質(zhì)1存在：銅、銀、金是人類發(fā)現(xiàn)最早最熟悉的金屬，因化學(xué)性質(zhì)不活潑，有單質(zhì)存在。2冶煉：銅主要從黃銅礦提煉——富集礦石黃銅礦焙燒精礦（Cu2S和2FeS)反射爐焙燒冰銅轉(zhuǎn)爐熔煉98%粗銅精煉（電解）精銅。

二金屬單質(zhì)1存在：20銅的電解——電解液：10~16%CuSO410~17%H2SO4P電解時(shí)：與外電源正極~陽極-粗銅版

溶解Cu-2eCu2+

氧化反應(yīng)

與外電源負(fù)極~陰極-精銅版沉積Cu2++2eCu還原反應(yīng)電解時(shí)注意：①總是粗品作為陽極接外電源正極；純品作為陰極接外電源負(fù)極。②電解液中一般含有與電解物質(zhì)對應(yīng)的鹽和與鹽對應(yīng)的酸。銅的電解——電解液：10~16%CuSO4213銅族單質(zhì)性質(zhì)和用途銅、銀、金依次是紫紅色、銀白色和黃色的金屬。（重要物理性質(zhì)見表20-3）銅族單質(zhì)具有密度較大，熔、沸點(diǎn)較高，延展性很好，傳熱、導(dǎo)電性優(yōu)良等共同特點(diǎn)。銀的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性在金屬中占第一位，銅導(dǎo)電性僅次于銀；銅是人類最早使用的金屬；銅族金屬之間以及和其它金屬之間，都很容易形成合金：青銅Cu80%，Sn15%,Zn5%;黃銅Cu60%，Zn40%;白銅50~70%Cu,18~20%Ni,13~15%Zn.3銅族單質(zhì)性質(zhì)和用途銅、銀、金依次是紫紅22三銅族元素的重要化合物

1Ag2O:氧化劑2Ag++2OH-2AgOH(易失水)Ag2O棕褐性質(zhì)：氧化性易配合2AgNO3：最重要的銀鹽性質(zhì)：見光分解具氧化性0Ag+/Ag=0.799用途：大量用于制照相業(yè)所需的AgBr3鹵化物：AgX均具感光性，常用于照相業(yè)。4配合物：均可形成配合物5硫酸銅：俗名藍(lán)礬-膽礬三銅族元素的重要化合物1Ag2O:氧化劑23四Cu+和Cu2+的相互轉(zhuǎn)化高溫、氣態(tài)穩(wěn)定性：Cu+>Cu2+而溶液中的穩(wěn)定性：Cu2+>Cu+

可見：+1、+2氧化態(tài)的銅化合物，各自在一定條件下穩(wěn)定存在，但改變條件可使它們相互轉(zhuǎn)化。高溫下：4CuO(12730K)=Cu2O+O2說明高溫下Cu2O穩(wěn)定溶液中：Cu+Cu2+

很容易相反困難四Cu+和Cu2+的相互轉(zhuǎn)化高溫、氣態(tài)穩(wěn)定性：Cu24

第二節(jié)鋅族元素一通性：1基本性質(zhì)：表20-6、20-7由表可見：與銅族不同，本族原子半徑、離子半徑從上到下依次增大，但電離勢、水合熱等變化無規(guī)律，有規(guī)律的是：升華熱、氣化熱依次減小，電負(fù)性依次增大，說明金屬性、活潑性依次減弱。金屬性、活潑性依次減弱與所有副族相同。金屬性、活潑性：ⅡB<ⅠB<ⅡA第二節(jié)鋅族元素一