第十七章铜锌分族thecoppersubgroupandzinc.ppt
Chapter 17 第十七章 铜锌分族the copper subgroup and zinc subgroup,copper subgroupzinc 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 properties1.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也有天然态存在.,铜分族,铜分族,二、the simple substance1.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H2S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 compounds1.+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(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)Salts a.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：Au+Cl2=AuCl32Cu(OH)2+NaClO+2NaOH=2NaCuO2+NaCl+3H2OProperties：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 propertiesfirst ionization energy:与IB相似，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 substancePhysical 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 paste-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+4H2O3.Preparation:Zn:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO22C+O2=2CO ZnO+CO=Zn+CO2Hg:HgS+O2=Hg+SO2 HgS+Fe=Hg+FeS4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4,锌分族,三、Their 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0.3M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.HalidesZnCl2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。,
