文档介绍：第二十二章铜族和锌族
铜族元素
锌族元素
本章要求
第一节铜族元素
铜族通性
单质的存在和制备
铜族元素的化合物
铜族位于周期系的IB族,包括铜、银、金三种元素。
一、活泼性
IB族的价电子结构为(n-1)d10ns1。最外层电子数虽然与IA族相同但性质上却没有多少共同之处。
IB族的最外层电子的Z*(有效核电荷Z-)高,故第一电离势比碱金属的高。
由于d电子也包含在金属键中,故它们的升华热和熔点也比碱金属的高得多。其较惰性的特点与这些因素有关。结果是其化合物有较多的共价性和较高的晶格能。
22-1-1 铜族通性
铜族通性
二、氧化数
铜、银、金三个元素,每一个元素都有+1、+2和+3三种氧化数。最常见的氧化数:铜为+2、银为+1、金为+3。
原因是IB族的ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大,在与其他元素化合时,不仅ns电子能参加反应,(n-1)d电子也能依反应条件的不同,可以部分参加反应,即表现出不同的氧化态。如:
Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾)、AgNO3、AgF2、AgI[AgO2]等。
而碱金属主要氧化态是+1。
三、标准电极电势
Au3++3e-==Au =
Ag2++e-==Ag+ =
Ag++e-==Ag =
Cu++e-==Cu =
K++e-==K =-
化学活泼性远小于碱金属;
从上到下,金属活泼性递减;与碱金属的变化规律相反。
四、氢氧化物的碱性和稳定性
氢氧化物的碱性较弱,且极易脱水形成氧化物,而碱金属氢氧化物是强碱,对热非常稳定。
五、配合能力
有很强的配合能力,而碱金属却通常不形成配合物。
六、化合物
铜族元素有许多二元化合物有相当的共价性。如:AgI是共价分子。而碱金属一般是离子型化合物。
七、单质的物理性质
铜族金属密度大、硬度大、熔点高,而碱金属则密度小,硬度小、熔点低。
22-1-2 铜、银、金的单质
铜主要以金属、硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐的形式广泛分布,最常见的矿物有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]和碱式砷酸铜铝(Ceruleite)Cu2Al7(AsO4)4(OH)。
银主要以金属、硫化物、砷化物、氯化物的形式广泛分布,常由铅矿、铜矿的加工过程中来回收。
金以单质形式存在。
它们都可形成许多合金。
金
银
金铲银锅
一、单质的存在和制备
二、单质的物理性质
铜为紫红色、银为银白色、金为黄色。
在常温下铜银金都是晶体,密度大、熔点高、沸点高,有良好的延展性和优良的导电性与导热性。
而碱金属则密度小,硬度小、熔点低。
它们用于货币、装饰品和电器工业等。
它们易形成合金,如黄铜(Cu60%Zn40%)、白铜(Cu50~70%Ni18~20%Zn13~15%)、青铜(Cu80%Sn15%Zn5%)。
三、单质的化学性质
铜和银易溶于硝酸或热的浓硫酸中,有氧时Cu能溶于氨水(生成[Cu(NH3)4]2+)中,溶液(生成[)4]3-)。(试写方程式)。
中,金还能溶于王水(试写方程式)
铜和银在加热时能与硫化合为Cu2S及Ag2S,而金不能。
22-1-3 铜族化合物
一、铜(I)和Ag(I)的化学性质
亚铜化合物是反磁性的,d轨道全满,没有d-d跃迁,通常为无色。
1、氧化物和氢氧化物
在-45℃以下AgOH白色物质稳定存在,高于此温度分解为Ag2O而CuOH为黄色,仅在pH=3左右能暂存,通常得到的是Cu2O红色物质。
Cu2O红色物质,Ag2O暗棕色物质,都为共价型、难溶于水的化合物。
Cu2O很稳定,具有半导体的性质,而Ag2O加热则分解。
Cu2O能溶于氨水、HX形成[Cu(NH3)2]+(不稳定)、[CuCl2]-无色配合物.