Chapter 17 第十七章 铜锌分族the copper subgroup and zinc .ppt

1、Chapter 17 第十七章 铜锌分族 the copper subgroup and zinc subgroup,copper subgroup zinc subgroup,第一过渡系列,第二过渡系列,原子化能,1 铜分族 the copper subgroup,一、General properties 1.The first ionization energy：2.Oxidation state:,IB族元素的第一电离能比IA族元素高得多，这是因为ns电子穿透了 3(n-1)d 电子的屏蔽；从Cu到Ag第一电离能降低是因为Ag有较高的主量子数，价电子离核远，较易失去价电子，而Au的第一电

2、离能却更大，这是由于Au的6s电子不仅穿透 5d 而且还穿透 4f 电子的屏蔽。,3.Covalence properties:Cu、Ag、Au形成共价键的倾向大于碱金属. 4.Complexes (figure) 5. Existence in nature:CuFeS2: copper pyrite (chalcopyrite) 黄铜矿Cu2O: Cuprite 赤铜矿CuCO3Cu(OH)2 : malachite 孔雀石Cu2S: copper glance 辉铜矿银存在于 Pb,Zn,Cd 等硫化物矿中，Cu、Ag和Au也共生于砷化物、锑化物以及硫化物-砷化物中。Cu、Ag特别是Au

3、也有天然态存在.,铜分族,铜分族,二、the simple substance 1.Physical properties: Cu red, Ag white, Au yellow, 都是立方面心晶体（face-centered cubic crystal）,由于ns和(n-1)d上的一个或几个电子都能参与成键，所以它们的熔沸点较高，导电、导热性能好，有良好的延展性，特别是金(Au)，它们都能形成合金（alloy）,铜分族,2. Chemical properties: (1)与酸反应:,铜分族,(2) 与O2的反应：在潮湿空气中： (3) 与 H2S,S 反应： Au不与S反应，空气中含H2

4、S时，Ag变黑，生成Ag2S。配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝制容器中，将发黑的银器与铝制容器接触，Ag2S可溶解，发黑银器变亮. (4)Cu,Ag,Au 溶于含氧的碱性氰化物中： (5) Cu可溶于含氧的氨水中:,铜分族,3.Preparation: (1)铜的冶炼 CuFeS2（黄铜矿）的冰铜熔炼法:,铜分族,熔炼,（2）银、金的冶炼 ：无论是M或MX都可以用氰化法浸取,铜分族,三 Their compounds 1.+1O.S. （1）铜族元素的+1氧化态的绝大多数是固态或配合物，都是反磁性和无色的，但Cu2O是例外，它是黄色或红色. （2）除了Ag(I)在固态和水溶液中都稳定存在外，Cu

5、(I)和Au(I)在水中都发生歧化反应： CuCl 的盐酸溶液能吸收CO形成 Cu(CO)ClH2O2（可测定气体混合物中CO的含量） （3）CuX , 除CuF（易歧化）是红色外，其余的都是白色，都可用适当的还原剂（SO2，Cu）在有卤素存在的条件下，还原Cu（II）制得：,铜分族,铜分族,(4) 与浓硝酸，氰根离子的反应：(5)氧化还原反应：,铜分族,2.+2 O.S (以Cu(II)为主) (1) (2) Saltsa.CuCl2溶于水，也易溶于乙醇和丙酮 浓CuCl2 吸收NO，颜色变成棕黑色，但稀释时放出NO,铜分族,3.+3 O.S (以Au(III)为主) Preparation

6、： Au+Cl2=AuCl3 2Cu(OH)2+NaClO+2NaOH=2NaCuO2+NaCl+3H2O Properties：Au(III)的卤化物、氧化物和氢氧化物都呈两性 分解: AuCl3=AuCl+Cl2 氯金酸盐不仅能溶于水,也能溶于乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂中，可利用来萃取金。 AgO是diamagnetism, 这说明AgO为Ag(I) Ag(III)的混合氧化物，?,铜分族,但CsAuCl4的溶解度非常小，可利用来鉴别金元素。,2 锌分族 The zinc subgroup,一、General properties first ionization energy:与IB相似，

7、解释也相同. Oxidation number： Zn,Cd的化学性质相似， 而与汞的性质差别很大： 标准电极电势： ZnCl2， CdCl2 的离子性比 HgCl2 强。 存在：ZnS 闪锌矿( zinc blende)，与纤锌矿(wurtzite)不同，HgS辰砂(cinnabar)，Zn2CO3菱锌矿(smithsonite)，CdS硫镉矿( greenockite),锌分族,二、The simple substance Physical properties 熔沸点低，不仅低于IA族，也低于IB族，汞是唯一的液态金属（在室温下）。 汞能形成汞齐（amalgams）fluid or pa

8、ste-like , （Mn、Fe、Ni难与汞形成汞齐）,汞的第一电离势高,锌分族,2.Chemical properties: Zn 两性（amphoteric） Cd除了是碱性金属外，其它性质都与Zn相似， Hg+S=HgS 汞液态，接触面积大，两者新合力较强,只溶于氧化性酸反应：3Hg+8HNO3(稀)=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O 3.Preparation: Zn:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 2C+O2=2CO ZnO+CO=Zn+CO2 Hg: HgS+O2=Hg+SO2 HgS+Fe=Hg+FeS 4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4,锌分族,三、T

9、heir compounds +2 O.S： 1.Color and solubility： ZnS(白色，难溶) CdS(黄色，难溶) HgS(黑或红，难溶) ZnI2(无色，易溶) CdI2(黄绿，可溶) HgI2 (红，难溶) ZnO(白色，难溶) CdO(棕色，难溶) HgO(红或黄，难溶) 2.Oxides and hydroxides: ZnO 两性 CdO 碱性，极弱的酸性 HgO 碱性 HgO的制备：2Hg(NO3)2=2HgO+4NO2+O2 大颗粒，红色 Hg(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+HgO+H2O 小颗粒，黄色,锌分族,3.Sulfides： ZnS可溶于0

10、.3M的盐酸 ZnSBaSO4锌钡白 CdS溶于浓盐酸，HgS只能溶于王水或硫化物溶液中：4.Halides ZnCl2是固体盐中溶解度最大的（333g/100gH2O）溶于水发生水解，具有显著的酸性，能溶解金属氧化物。FeO+2HZn(OH)Cl2=FeZn(OH)Cl22+H2O 汞的卤化物 （1）HgCl2 （升汞）有剧毒，稍溶于水，易升华 制备：HgSO4+2NaCl=HgCl2+Na2SO4,所以在焊接时用其浓溶液可以溶解金属表面氧化物。,锌分族,（2）HgI2,锌分族,5.硝酸汞 水解： 氨解： 2.+1O.S 除 外其余的在水溶液中都不稳定。,均不易得到，因为歧化,过量,物均难溶。,