无机化学第17章铜族和锌族元素全解课件.ppt

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117.1 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9—17e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 p.3802CuAgAu紫红银白黄色熔点1356℃ 1253℃1337℃沸点2840℃ 2485℃3553℃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3u 熔沸点较低（相对于其他过渡金属）：①原子半径较大、结构不够紧密②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 —— Ni —— Zn 白铜50~70 - 13~15 - 13~254u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 5u与酸作用与酸作用①①Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)；但是②② Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸6u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717.3 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(Ⅰ)比Cu(Ⅱ)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=1.65×106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Cu2O9 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O2Ag2O可溶于氨水生成[Ag(NH3) 2] +：112. 卤化物卤化物CuClCuBrCuI溶解度（mg·L-1,25℃)110290.42Ksp1.72×10-76.27×10-91.27×10-12CuX：：(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[CuX]2-12CuX2: 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Cu—F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[CuCl4]2-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14AgX：：(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：：163. 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、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)4]SO4·H2O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CuSO4·5H2O，又叫做胆矾，它不溶于乙醇和乙醚，可用作干燥剂184. 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（Ⅱ）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)2]2+，常用[Cu(NH3)4]2+来表示 Cu2+除形成[CuCl4]2-、[Cu(OH)4] 2-、[Cu(H2O)6]2+、[Cu(NH3)4]2+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)4·2H2O 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2[Ag(NH3)2]++RCHO＋3OH- → 2Ag↓＋RCOO-＋4NH3↑＋2H2O 此反应称为银镜反应20鉴定鉴定S2O32-：：)S(s,AgSOH OH)(s,OSAg2422322黑白++21Ag+的鉴定：的鉴定：7231067. 1))Ag(NH(=+133=-232109 . 2))OAg(S(2021048. 2)Ag(CN)(=-22IA族ＩＢ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2317.4 锌族元素锌族元素17.4.1 17.4.1 通性通性 30Zn 48Cd 80Hg 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24l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的作用：（在干燥空气中稳定）稳定性下降360℃470℃加热：潮湿：26l与S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂) (黑，辰砂)27l与酸反应l锌与OH-，NH3反应2817.4.3 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,292.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NH3•H2O的作用398K313.与S2-的作用稀酸性条件沉淀完全，溶于6.0molL-1HCl。

氨碱性条件沉淀完全，溶于0.3molL-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+324.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)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： =1.6×10-52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(NH2NH]Cl)[Hg(NH+NH4ClHgCl2 + 2NH3  [ Hg (NH3)2Cl2]36加 有利于平衡右移374-24NHNesslerHgI +试剂，用于鉴定为-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 4OH]2[HgINH+++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++39ⅡA族ⅡＢ族单质价电子层构型ns2(n-1)d10ns1物理性质熔、沸点ⅡA比ⅡＢ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。