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Chapter17第十七章銅鋅分族
thecoppersubgroupandzincsubgroupcoppersubgroupzincsubgroup第一過(guò)渡系列第二過(guò)渡系列原子化能§1銅分族thecoppersubgroup一、Generalproperties1.Thefirstionizationenergy:2.Oxidationstate:
IB族元素的第一電離能比IA族元素高得多,這是因?yàn)閚s電子穿透了3(n-1)d電子的屏蔽;從Cu到Ag第一電離能降低是因?yàn)锳g有較高的主量子數(shù),價(jià)電子離核遠(yuǎn),較易失去價(jià)電子,而Au的第一電離能卻更大,這是由于Au的6s電子不僅穿透5d而且還穿透4f電子的屏蔽。CuAgAu+1+1+1+2+2+2+3+3+33.Covalenceproperties:
Cu、Ag、Au形成共價(jià)鍵的傾向大于堿金屬.4.Complexes(figure)5.Existenceinnature:CuFeS2:copperpyrite(chalcopyrite)黃銅礦
Cu2O:Cuprite
赤銅礦
CuCO3?Cu(OH)2:malachite孔雀石
Cu2S:copperglance輝銅礦銀存在于Pb,Zn,Cd
等硫化物礦中,Cu、Ag和Au也共生于砷化物、銻化物以及硫化物-砷化物中。Cu、Ag特別是Au也有天然態(tài)存在.銅分族OxidationstateElectronconfigurationCoordinationnumberSpatialconstructTypicalcompounds+12Linear4Tetrahedral+24Square6Distortedoctahedral+34square銅分族二、thesimplesubstance1.Physicalproperties:Cured,Agwhite,Auyellow,
都是立方面心晶體(face-centeredcubiccrystal),由于ns和(n-1)d上的一個(gè)或幾個(gè)電子都能參與成鍵,所以它們的熔沸點(diǎn)較高,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能好,有良好的延展性,特別是金(Au),它們都能形成合金(alloy)銅分族2.Chemicalproperties:(1)與酸反應(yīng):銅分族(2)與O2的反應(yīng):在潮濕空氣中:(3)與H2S,S反應(yīng):
Au不與S反應(yīng),空氣中含H2S時(shí),Ag變黑,生成Ag2S。配制含小蘇打和食鹽的稀溶液于鋁制容器中,將發(fā)黑的銀器與鋁制容器接觸,Ag2S可溶解,發(fā)黑銀器變亮.(4)Cu,Ag,Au溶于含氧的堿性氰化物中:(5)Cu可溶于含氧的氨水中:銅分族3.Preparation:(1)銅的冶煉CuFeS2(黃銅礦)的冰銅熔煉法:銅分族熔煉(2)銀、金的冶煉:無(wú)論是M或MX都可以用氰化法浸取
銅分族三Theircompounds1.[+1]O.S.(1)銅族元素的+1氧化態(tài)的絕大多數(shù)是固態(tài)或配合物,都是反磁性和無(wú)色的,但Cu2O是例外,它是黃色或紅色.(2)除了Ag(I)在固態(tài)和水溶液中都穩(wěn)定存在外,Cu(I)和Au(I)在水中都發(fā)生歧化反應(yīng):CuCl
的鹽酸溶液能吸收CO形成[Cu(CO)Cl?H2O]2(可測(cè)定氣體混合物中CO的含量)(3)CuX,除CuF(易歧化)是紅色外,其余的都是白色,都可用適當(dāng)?shù)倪€原劑(SO2,Cu)在有鹵素存在的條件下,還原Cu(II)制得:銅分族銅分族(4)與濃硝酸,氰根離子的反應(yīng):(5)氧化還原反應(yīng):銅分族2.[+2]O.S(以Cu(II)為主)(1)(2)Salts
a.CuCl2溶于水,也易溶于乙醇和丙酮濃CuCl2
吸收NO,顏色變成棕黑色,但稀釋時(shí)放出NO銅分族3.[+3]O.S(以Au(III)為主)Preparation:Au+Cl2=AuCl32Cu(OH)2+NaClO+2NaOH=2NaCuO2+NaCl+3H2OProperties:
Au(III)的鹵化物、氧化物和氫氧化物都呈兩性分解:AuCl3=AuCl+Cl2氯金酸鹽不僅能溶于水,也能溶于乙醚、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑中,可利用來(lái)萃取金。AgO是diamagnetism,這說(shuō)明AgO為Ag(I)Ag(III)的混合氧化物,?
銅分族但CsAuCl4的溶解度非常小,可利用來(lái)鑒別金元素?!?鋅分族Thezincsubgroup
一、Generalpropertiesfirstionizationenergy:與IB相似,解釋也相同.Oxidationnumber:Zn,Cd的化學(xué)性質(zhì)相似,而與汞的性質(zhì)差別很大:標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì):ZnCl2,CdCl2
的離子性比HgCl2
強(qiáng)。存在:ZnS
閃鋅礦(zincblende),與纖鋅礦(wurtzite)不同,HgS辰砂(cinnabar),Zn2CO3菱鋅礦(smithsonite),CdS硫鎘礦(greenockite)ZnCdHg+1+1+1+2+2+2鋅分族二、ThesimplesubstancePhysicalproperties熔沸點(diǎn)低,不僅低于IA族,也低于IB族,汞是唯一的液態(tài)金屬(在室溫下)。汞能形成汞齊(amalgams)fluidorpaste-like,(Mn、Fe、Ni難與汞形成汞齊)汞的第一電離勢(shì)高鋅分族2.Chemicalproperties:Zn兩性(amphoteric)Cd除了是堿性金屬外,其它性質(zhì)都與Zn相似,Hg+S=HgS
汞液態(tài),接觸面積大,兩者新合力較強(qiáng),只溶于氧化性酸反應(yīng):
3Hg+8HNO3(稀)=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O3.Preparation:Zn:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO22C+O2=2COZnO+CO=Zn+CO2Hg:HgS+O2=Hg+SO2
HgS+Fe=Hg+FeS4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4鋅分族三、Theircompounds[+2]O.S:1.Colorandsolubility:ZnS(白色,難溶)CdS(黃色,難溶)HgS(黑或紅,難溶)ZnI2(無(wú)色,易溶)CdI2(黃綠,可溶)HgI2(紅,難溶)ZnO(白色,難溶)CdO(棕色,難溶)HgO(紅或黃,難溶)2.Oxidesandhydroxides:ZnO
兩性CdO
堿性,極弱的酸性HgO
堿性HgO的制備:2Hg(NO3)2=2HgO+4NO2+O2大顆粒,紅色Hg(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+HgO+H2O小顆粒,黃色
△鋅分族3.Sulfides:ZnS可溶于0.3M的鹽酸ZnS?BaSO4鋅鋇白CdS溶于濃鹽酸,HgS只能溶于王水或硫化物溶液中:4.HalidesZnCl2是固體鹽中溶解度最大的(333g/100gH2O)溶于水發(fā)生水解,具有顯著的酸性,能溶解金屬氧化物。FeO+2H[Zn(OH)Cl2]=Fe[Zn(OH)Cl2]2+H2O汞的
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