青海大学无机化学第五章d区元素(二).ppt

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1、第五章 d区元素(二),5.1 铜族元素,5.2 锌族元素,5.1 铜族元素,5.1.1 铜族元素的单质,5.1.2 铜族元素的化合物,铜族元素(B)：Cu，Ag，Au 价电子构型：(n-1)d10ns1,5.1.1 铜族元素的单质,铜族元素除以单质形式存在外，还以矿物形式存在。如：Cu：辉铜矿（Cu2S）孔雀石（Cu2(OH)2CO3）Ag：辉银矿（Ag2S）Au：碲金矿（AuTe2）,1.物理性质,特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)熔点、沸点较其它过渡金属低 导电性、导热性好，且AgCuAu 延展性好,2.化学性质,(1)与O2，H2O作用,碱式碳酸铜,化学活泼性差，室温下 不

2、与O2，H2O作用；加热时与O2，H2O作用。,(2)与X2作用,常温下反应,活泼性：CuAgAu,只能在加热条件下进行,常温下反应较慢,硫脲,(3)与酸作用,不能置换稀酸中的H+；生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；,所以不可用铜器盛氨水。,O2,与氧化性酸作用,1.铜的化合物,5.1.2 铜族元素的化合物,Cu()的化合物呈白色或无色，Cu+价电子构型为d10，不发生d-d跃迁。Cu()的化合物呈现颜色，Cu2+价电子构型为d9，发生d-d跃迁。Cu()的化合物：K3CuF6(淡绿色)，具有强氧化性。,几种常见的铜的化合物：,(1)铜()的化合物,2Cu+Cu2+Cu，=1.0106,

3、Cu+在溶液中不稳定：,固态Cu()化合物比Cu()化合物稳定性高,CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S,Cu()化合物难溶于水，溶解度相对大小：,Cu()化合物与氧作用：,Cu+为软酸，与下列配位体形成配合物，稳定性大小顺序：,Cl-Br-I-SCN-NH3S2O32-CS(NH2)2CN-,Cu()配合物的配位数多为2，配位体 浓度增大时，也可能形成配位数为3或 4的配合物。,Cu()配合物不易发生歧化反应,Cu2+0.447V CuCl2-0.232V Cu,Cu()配合物吸收CO和烯烃：,CuCl2-+CO CuCl2(CO)-,CuCl2-+C2H4 CuCl2(C2H4

4、)-,Cu(NH3)2+CO Cu(NH3)2(CO)+,Cu(NH2CH2CH2OH)2+C2H4 Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)+,用于石油气中分离出烯烃。,Cu()的沉淀物不易歧化,对比：,水溶液：(右)(左)，Cu+歧化。,2Cu+Cu2+Cu，=1.0106,(2)铜()的化合物,CuO的制备与性质,熵增,浅蓝,检验糖的存在。,Cu(OH)2的性质及Cu()的氧化性,CuSO45H2O的结构与性质,Cu(H2O)62+的水解,2Cu2+2H2O Cu2(OH)22+2H+,Cu2+的鉴定：(弱酸性),红棕,或微酸性,Cu()的配合物：多为4配位 Cu()配合物不如Cu(

5、)配合物稳定。CuCl42-CuCl2-,H2O,2.银和金的化合物,氧化值+1：Ag2O，AgNO3，Ag2SO4。氧化值+2：AgO，AgF2。氧化值+3：Ag2O3。,几种银和金的常见化合物,热稳定性差,难溶于水的居多易溶于水：AgClO4,AgF,AgNO3,AgBF4,难溶于水：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4。,(1)银()化合物的特点：,具有颜色，显色机理为电荷迁移。AgCl AgBr AgI Ag2O Ag2CrO4 Ag2S白 浅黄 黄 褐 砖红 黑,对光敏感,AgI人工增雨，AgBr 用于照相底片，印相纸。,(2)Ag

6、()离子的反应,银镜反应：,鉴定S2O32-：,(3)Ag+序,(AgCl)=1.810-10,(AgBr)=5.310-13,(AgI)=8.310-17,(Ag2S)=6.310-50,(4)Ag+的鉴定,I-,HNO3,思考：已知：E(I2/I-)=0.535V，E(Ag+/Ag)=0.799V，在Ag+溶液中加入I 时，为何不能把I 氧化为I2?,5.2 锌族元素,5.2.2 锌族元素的化合物,5.2.1 锌族元素的单质,5.2.1 锌族元素的单质,锌族元素以矿物形式存在：闪锌矿(ZnS)，辰砂(HgS)。,锌族元素(B)：Zn，Cd，Hg 价电子构型：(n-1)d10ns2,熔点低：

7、Zn：419，Cd：321，Hg：-39。汞是室温下惟一的液态金属。易形成合金黄铜：Cu-Zn汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg 用于提取贵金属。,1.单质的物理性质：,2.单质的化学性质,与O2的作用：（在干燥空气中稳定）,稳定性下降,360,470,加热：,潮湿：,与S的作用,M+S MS,ZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂),与酸反应,Zn与碱的反应,思考：1.已知：E(Zn2+/Zn)=0.7621V，室温下锌不能从水中置换出H2，为什么?日常生活中如何利用锌的这一性质？2.锌是否可以从碱液中置换出氢气？试计算pH=14时，E(H+/H2)=?，E(Zn(OH)

8、42-/Zn)=?,5.2.2 锌族元素的化合物,锌、镉的化合物，氧化值多为+2，性质比较相似。汞的化合物，氧化值为+2，+1。其性质与锌、镉的化合物有许多不同之处。,1.锌、镉的化合物,(1)Zn2+，Cd2+的水解,Zn(H2O)62+Zn(OH)(H2O)5+2H+,Cd(H2O)62+Cd(OH)(H2O)5+2H+,ZnO既溶于酸又溶于碱。,Zn(OH)2为两性：,Cd(OH)2为碱性：,(2)氢氧化物,稀酸溶性硫化物,锌钡白(立德粉),(3)硫化物,稀酸不溶性硫化物,(4)配合物,Zn2+，Cd2+与X-，NH3，CN-形成配合物Zn(NH3)42+，Cd(NH3)42+，Zn(C

9、N)42-，Cd(CN)42-，CdCl42-等。特点：配位数为4，稳定，四面体构型，多为无色。Cd2+的配合物相对Zn2+的同配体配合物稳定。例如：F-Cl-Br-I-,(5)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,Hg()的化合物：Hg2Cl2，Hg2(NO3)2，氯化亚汞(甘汞)硝酸亚汞 难溶于水 易溶于水,2.汞的化合物,与S2-的反应,与OH-的反应,(3)汞的重要反应,Hg2+0.9083V Hg22+0.7955V Hg,HgS-0.758V Hg2S-0.598V Hg,Hg(I)形成沉淀或配合物时歧化。,胺基氯化汞,与N

10、H3的反应,加 有利于平衡右移,与I-的反应,反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+,Hg2+的鉴定,与SCN-的反应,HgS：=1.610-52,HgS的溶解,(4)汞的配合物,Hg(SCN)42-，Hg(NH3)42+，HgI42-，HgCl42-等。特点：配位数多为4，反磁性。,2010无机化学(二)参考答案,一.选择题,二、填空题：,N P As Sb Bi，ns2np3，白磷 红磷 黑磷，白磷，P4，水,2.CoCl2/CoCl2.nH2O，蓝色，CoCl2，粉红色，CoCl2.6H2O,3.Li，Li Mg，氧化物，氮化物,4.氧化剂，Mn2+，MnO2，MnO42-,5.O W,Hg

11、,Cr,6.Cl，I2，F2 Cl2 Br2 I2，I-Br-Cl-F-，AgF AgCl AgBr AgI,三、E、D、B、C、A,四、完成并配平下列化学方程式。,1.2Fe3+2I-=2Fe2+I2,2.CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2,3.2Al3+3CO32-+3 H2O=2 Al(OH)3+3CO2,5.Zn+2NaOH+2H2O=Na2 Zn(OH)4+H2,6.Cr2O72-+4Ag+H2O=2 Ag2CrO4+2H+,7.2CuSO4+4 KI=2 CuI+I2+2K2SO4,8.NaBrO3+F2+2 NaOH=NaBrO4+2NaF+H2O,9.3S2O8 2-（

12、aq）+2Cr3+7 H2O=6SO42-+Cr2O72-+14H+,10.2Fe(OH)3+3Cl2+10 OH-=2FeO42-+6Cl-+8H2O,未配平但主要产物写正确酌情给分，产物写错不给分。,五、简答题,（5分）Cu(NH3)42+Cu2+中d9,发生d-d跃迁，深蓝色的。(2分)Cu(NH3)2+Cu+中d10,不发生d-d跃迁是无色的。（2分）Cu2O+4NH3+H2O=Cu(NH3)42+Cu+2OH-（1分）,2.（5分）Cr2O72-(橙红色)+H2O=2CrO42-(黄色)+2H+（3分）加酸可使平衡向左移动,Cr2O72-浓度增大,溶液显橙红色。加碱可使平衡向右移动,CrO42-浓度增大,溶液显黄色。故随pH值的改变而发生的颜色改变。（2分）,3.（5分）HF HCl HBr 酸性依次增强，还原性依次增强，稳定性依次减弱。（3分）单质直接反应的方法来制取氟化氢，反应剧烈，无法控制。（2分）单质直接反应的方法来制取碘化氢，反应在高温下反应，反应慢，又是可逆反应。,4（5分）注：采用其它方法的酌情给分。,Al3+Fe（OH）3Cr3+NaOH过量 Fe3+Cr（OH）4-CrO42-Ag+Ag2CrO4,H2 O2 Al(OH)4-Al（OH）4-,