无机化学课件：第十七章 d区元素(二).ppt

1、17.1 铜族元素铜族元素17.2 锌族元素锌族元素17.1.1 铜族元素的单质铜族元素的单质17.1.2 铜族元素的化合物铜族元素的化合物铜族元素(B)：Cu，Ag，Au 价电子构型：(n-1)d10ns1 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(1) 与O2， H2O作用)2CuO(O2Cu2黑碱式碳酸铜)(CO(OH)Cu COOHO2C

2、u322222绿 化学活泼性差，室温下 不与O2，H2O作用； 加热时与O2，H2O作用。(2) 与X2作用2ClCu常温下反应活泼性：CuAgAu只能在加热条件下进行2ClAu常温下反应较慢2ClAg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；(g)H)2CuCS(NH)4CS(NH2HCl2Cu222222O2HS2AgOS2H4Ag22224OH4M(CN)8CNO2HO4M222AuAg,Cu,M (g)H2AgI4I2H2Ag2-2)()Cu(NH243蓝所以不可用铜器盛氨水。O2OH4)()4Cu(NH 8NHO2HO4Cu23322无色

3、与氧化性酸作用O2H2NO)Cu(NO)(4HNOCu22233浓OH2NO(g)HAuCl )(HNO)4HCl(Au243浓浓O2HSO(s)SOAg)(SO2H2Ag224242浓O2HSOCuSO)(SO2HCu22442浓OHNOAgNO)(2HNOAg2233浓1.铜的化合物 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。 (1) 铜()的化合物2Cu+ Cu2+Cu ， =1.0106K Cu+在溶液中不稳定： 固态Cu()化

4、合物比Cu()化合物稳定性高2O212Cu(s)22Cl21CuCl(s)C990(s)CuCl180022O21)O(s,CuC11002CuO(s)暗红CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S Cu()化合物难溶于水，溶解度相对大小： Cu()化合物与氧作用：4CuOC200OO2Cu22)O(2除去氮气中微量 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 CuCl

5、2- 0.232V Cu)(2CuCl)(Cl4CuCu22泥黄色浓盐酸-2Cl)CuCl(s CuCl，白色稀释0.013V-0.128V243)Cu(NH23)Cu(NHCu Cu()配合物吸收CO和烯烃：CuCl2- + CO CuCl2(CO)-CuCl2- + C2H4 CuCl2(C2H4)-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Cu2+ Cu+ Cu0.161V0.52VCu2+ CuCl Cu0.561V0.117V

6、对比：OHCuCuSOSOHOCu24422水溶液： (右) (左)，Cu+歧化。EE2Cu+ Cu2+Cu ， =1.0106KOH2CuCl(s)HCl2OCu22(2) 铜()的化合物 CuO的制备与性质OHCO2CuOCO(OH)Cu22200322 熵增OH)Cu(NOHNO2CuO2233OHCuClHCl2CuO22OHCuSOSOHCuO2442浅蓝4OHO2HOHC)O(s,Cu OHC2Cu(OH)271262612624红检验糖的存在。 Cu(OH)2的性质及Cu()的氧化性OHCuO(s) s (OH)(CuOH2Cu290802-2242Cu(OH)(2OHCu(OH

7、)过量，浓22I)2CuI(s,4I2Cu白2-2(CN)2CuCN(s,4CN2Cu白) 色 无(CuI-2Cu(CN)2I-CN-4C25824C11324C10224CuSOOHCuSO O3HCuSOO5HCuSO CuSO45H2O的结构与性质 Cu(H2O)62+的水解2Cu2+ +2H2O Cu2(OH)22+ + 2H+ 1010.6K Cu2+的鉴定：(弱酸性)红棕(s)Fe(CN)CuFe(CN)2Cu62462中性或微酸性 Cu()的配合物：多为4配位 Cu()配合物不如Cu()配合物稳定。 CuCl42- CuCl2-lg fK-4.6 4.84 62727222)OC

8、u(P)(OPCuCu-472)(OP过量s浅蓝蓝)(适量-472OP2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH 过量3)(NH 适量浅蓝深蓝 )(CuCl)(4ClCu-242黄浓262O)Cu(HH2O氧化值+1：Ag2O， AgNO3， Ag2SO4。氧化值+2： AgO，AgF2 。氧化值+3： Ag2O3。 强氧化性几种银和金的常见化合物223O2NO2AgC4402AgNO 热稳定性差22O4AgC300O2Ag2)CN(2AgC3202AgCN 难溶于水的居多易溶于水： AgClO4, AgF, AgNO3, AgBF4, 难溶于水：AgCl, AgBr, A

9、gI, 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I) Br, Cl,(X X21AgAgX2光 对光敏感AgI人工增雨，AgBr 用于照相底片，印相纸。O2H4NH2AgHCOO 3OHHCHO)2Ag(NH23-23OH)O(s,Ag2OH2Ag22-褐OH)2Ag(NH2NH2NHOAg22334242232NHO(s)AgOH2NH2Ag OH4NH2AgOHC 2OHOHC)2Ag(NH237126-61262

10、32H(s)CrO2AgOHOCr4Ag422-272-3232232)OAg(S)(OS2Ag过量)S(s,AgOH )(s,OSAg)(OS2Ag22322-232黑白少量 -2423342CrO)2Ag(NH4NHCrOAg )S(s,AgSOH OH)(s,OSAg2422322黑白AgAgCl23)Ag(NHAgBr(s)3232)OAg(SAgI(s)2 Ag(CN)S(s)Ag23 HNOHCl3NH-Br332OS-I2AgICN-2S-I7231067. 1)Ag(NH(K f133232109 . 2)OAg(S(K f2021048. 2)Ag(CN)(K f(AgCl)

11、=1.810-10Ksp(AgBr)=5.310-13Ksp(AgI)=8.310-17Ksp(Ag2S)=6.310-50Ksp 233)Ag(NHNH )AgCl(s,HClAg3234232332NHAgI(s)I)Ag(NH2NHAgCl(s)Cl2H)Ag(NHCl)Ag(NH2NHAgClHAgCl(s)HClAg)AgCl(s,白),AgI(s 黄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?17.2.2 锌族元素的化合物锌族元素的化合物17.2.1 锌族元素的单质锌族元素的单质

12、 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： 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：与O2的作用：（在干燥空气中稳定）碱式碳酸锌 3Zn(OH)ZnCO O3HCO2O4Zn23222)2CdO(s,O2Cd)2ZnO(s,O2Zn22红棕色白稳定性下降360470加热：潮湿：)2HgO(s, O2Hg2红、黄与S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，

13、朱砂) (黑，辰砂) 与酸反应O4H2NO )(NO3Hg)(8HNO)6Hg(22323冷稀过量 Zn与碱的反应2-242HZn(OH)O2H2OHZnCd)Zn,(M HM)(2HM22稀O2HSOHgSO)(SO2HHg22442浓O2H2NO)Hg(NO)(4HNOHg22233浓O4H2NO)Hg(NO),(8HNO3Hg2233过量稀2OHH)Zn(NHO2H4NHZn224323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)

14、=?， E(Zn(OH)42-/Zn)=? 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+ 109.66K Cd(H2O)62+ Cd(OH)(H2O)5+ + 2H+ 109.0K 22Cd(OH)2OHCdOHZnO(OH)(Zn2K3982 白色）白色）OHCdO(OH)(Cd2K5232 白色）白色）ZnO既溶于酸又溶于碱。2Zn) s (Zn(OH)2-24Zn(OH)H)(OH-过量)(OH-适量H

15、 Zn(OH)2为两性： Cd(OH)2为碱性：(2) 氢氧化物稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定2Cd)(s,BaSOZnSBaS(aq)(aq)ZnSO44白锌钡白(立德粉)黄22 )CdS(s,SHCd+2H+(3) 硫化物2H)ZnS(s,SHZn1L0.3mol)(H22白c43222NHZnS(s)2NHSHZn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(CN)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

16、配合物稳定。 例如： F- Cl- Br- I-lg f1K0.73 0.43 -0.60 -1 Zn2+lg f1K0.46 1.95 1.75 2.10 Cd2+(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21(1) 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(2) Hg()的化合物： HgCl2， Hg(NO3)2， HgO 氯化汞(升汞) 硝酸汞 氧化汞直线形共价分子 易溶于水 400分解为 剧毒 Hg和O2 剧毒Cl Hg Cl229pm229pm

17、 与S2-的反应)HgS(s,SHg22黑 与OH-的反应HgHgO(s)O(s,HgHgO21Hg(s)C400)HgO(s,OHHg22222褐黄HgHgSSHg-222(3) 汞的重要反应Hg2+ 0.9083V Hg22+ 0.7955V Hg不歧化，22Hg 08 Hg HgHg222KHgS -0.758V Hg2S -0.598V HgHg(I) 形成沉淀或配合物时歧化。胺基氯化汞 与NH3的反应ClNHHg(l)HgCl(s)NH2NHClHg 42322-4232ClNHHgCl(s,白)NH2NHHgCl 2433223Cl)Hg(NH2NHCl)Hg(NHNH4ClHgC

18、l2 + 2NH3 Hg (NH3)2Cl2NH4Cl43223-3223NH2Hg) (s,白HgNONHHgO OH4NHNO2Hg 43223-323NH ) (s,白HgNONHHgO OH4NHNOHg34324NH3NHHgNONHHgO加 有利于平衡右移 NH4 OHNO2-3243)2Hg(NH4-24NHNesslerHgI 试剂的主要成分，用于鉴定为-IHgHgI-24 与I- 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 4OH2H

19、gINH红棕色O-26-222-2622-22SnCl)2Hg(l,4ClSn(s)ClHgSnCl)(s,ClHg8ClSnHg2黑白反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+ Hg2+的鉴定)(aq,Hg(SCN)2SCNHg(SCN)-24-2无色(s)Hg(SCN)2SCNHg 2-2 与SCN-的反应-22-22423HgSSHgSO4H3S2NO HgCl3H12HCl2HNO3HgSHgS： =1.610-52Ksp 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。f1K和 较接近，它们比 ， 大得多。f2Kf3Kf4K HgCl42- 106.74 106.48 100.85 101.00 f1Kf2Kf3Kf4K