副族元素性质-课件.ppt

1、1PPT课件 1.掌握掌握钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨锌、汞、钼、钨等元素重要化合物的基本性质。等元素重要化合物的基本性质。2.熟悉熟悉 d区、区、ds区元素的通性与电子层结构的关系。区元素的通性与电子层结构的关系。制备单质的一般方法。制备单质的一般方法。3.灵活运用化合物组成比、电荷平衡、物料平衡、质灵活运用化合物组成比、电荷平衡、物料平衡、质量平衡关系以及物质的特性和原子结与分子结构理论来推量平衡关系以及物质的特性和原子结与分子结构理论来推测未知物。测未知物。2PPT课件一、通论一、通论 d区元素是指区元素是指IIIBVII

2、I族元素，族元素，ds区元素是指区元素是指IB、IIB族族元素。元素。d区元素的外围电子构型是区元素的外围电子构型是(n1)d110ns12（Pd例外），例外），ds区元素的外围电子构型是区元素的外围电子构型是(n1)d10ns12。它们分布在第。它们分布在第4、5、6周期之中，而我们主要讨论第周期之中，而我们主要讨论第4周期的周期的d区和区和ds区元素。区元素。3PPT课件Sc3d14s2Ti3d24s2V3d34s2Cr3d54s1Mn3d54s2Fe3d64s2Co3d74s2Ni3d84s2Cu3d104s1Zn3d104s2熔点熔点/1953167518901890120415351

3、49514531083419沸点沸点/272732603380248220773000290027322595907原子半径原子半径/Pm164147135129127126125125128137M2+半径半径/Pm908884807674677274I1kJmol1631658650652.8717.4759.4758736.7745.5906.4室温密度室温密度/gcm32.994.55.967.207.207.868.98.908.927.14氧化态氧化态31,0,23,41,0,23,4,52,1,02,3,45,61,0,12,3,45,6,70,2,34,5,60,23,40,2

4、3,(4)*1,23(1)21.部分副族元素的基本性质部分副族元素的基本性质4PPT课件2.5PPT课件3.6PPT课件（1）它们都是金属，硬度大，熔、沸点较高。第）它们都是金属，硬度大，熔、沸点较高。第4周期周期d区元素都是比区元素都是比较活泼的金属，能置换酸中的氢；而第较活泼的金属，能置换酸中的氢；而第5、6周期较不活泼，很难和酸作周期较不活泼，很难和酸作用。用。（2）除少数例外，它们都存在多种氧化态。第）除少数例外，它们都存在多种氧化态。第4周期周期d区元素最高氧化区元素最高氧化态的化合物一般不稳定；而第态的化合物一般不稳定；而第5、6周期周期d区元素最高氧化态的化合物则比区元素最高氧化

5、态的化合物则比较稳定，且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存较稳定，且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在，如在，如WO3、WF6、MnO4-、FeO42-、CrO42-等，最低氧化态的化合物主等，最低氧化态的化合物主要以配合物形式存在，如要以配合物形式存在，如Cr(CO)52。（3）它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这与它们存在未）它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这与它们存在未成对的成对的d电子发生跃迁有关。电子发生跃迁有关。（4）它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。）它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。4.同一周期的同一周期的d区

6、或区或ds区元素性质的相似性。区元素性质的相似性。7PPT课件5.某些某些d区元素水合离子的颜色区元素水合离子的颜色电子构型电子构型未成对电子数未成对电子数阳离子阳离子水合离子颜色水合离子颜色3d3d0 00 0ScSc3+3+、TiTi4+4+无色无色3d3d1 11 11 1TiTi3+3+V V4+4+紫色紫色蓝色蓝色3d3d2 22 2V V3+3+绿色绿色3d3d3 33 3V V2+2+、CrCr3+3+紫色紫色3d3d4 44 44 4MnMn3+3+CrCr2+2+紫色紫色蓝色蓝色3d3d5 55 55 5MnMn2+2+FeFe3+3+肉色肉色浅紫色浅紫色3d3d6 64 4

7、FeFe2+2+绿色绿色3d3d7 73 3CoCo2+2+粉红色粉红色3d3d8 82 2NiNi2+2+绿色绿色3d3d9 91 1CuCu2+2+蓝色蓝色3d3d10100 0ZnZn2+2+无色无色8PPT课件二、二、d区元素区元素1、钛副族元素的基本性质、钛副族元素的基本性质 钛副族元素原子的价电子层结构为钛副族元素原子的价电子层结构为(n1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最，所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是稳定氧化态是+4，其次是，其次是+3，+2氧化态则比较少见。锆、铪生成低氧化氧化态则比较少见。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。它们的态的趋势比钛小。它们的M()化合物主要以共价键结合

8、。在水溶液中主化合物主要以共价键结合。在水溶液中主要以要以MO2+形式存在，并且容易水解。由于镧系收缩，铪的离子半径与锆形式存在，并且容易水解。由于镧系收缩，铪的离子半径与锆接近，因此它们的化学性质极相似，造成锆和铪分离上的困难。接近，因此它们的化学性质极相似，造成锆和铪分离上的困难。2、钛及其化合物、钛及其化合物 （1）钛）钛 钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：2Ti+6HCl(浓浓)=2TiCl3+

9、3H2 2Ti+3H2SO4(浓浓)=2Ti2(SO4)3+3H2 钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：Ti+6HF=TiF62-+2H+2H2（一）钛分族（一）钛分族9PPT课件（2 2）二氧化钛）二氧化钛 二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水，也不溶于二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中：稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中：TiO2+6HF=H2TiF6+2H2OTiO2+2H2SO4=2Ti(SO4)2+2H2OTiO2+H2SO4=2Ti OSO4+H2O（3 3）四氯化钛）四氯化钛 四氯化钛是钛的

10、一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：暴露在空气中会发烟：TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl（4 4）钛）钛()()的配位化合物的配位化合物 钛钛()能够与许多配合剂形成配合物，如能够与许多配合剂形成配合物，如TiF62、TiCl62、TiO(H2O2)2+等，其中与等，其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应的配合物较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸可进行钛的比色分析，

11、加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉沉淀，这是定性检出钛的灵敏方法。淀，这是定性检出钛的灵敏方法。钛的配钛的配位数为位数为6，氧的配氧的配位数位数310PPT课件11PPT课件12PPT课件（二）钒分族（二）钒分族 1、钒副族元素基本性质、钒副族元素基本性质 钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们的价电子层结构为钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子都可以参加成键，因此最高氧化态为个价电子都可以参加成键，因此最高氧化态为+5，相当于，相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。按的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。按V、Nb、Ta顺序稳定性依

12、次增强，而低氧化态的稳定性依次减弱顺序稳定性依次增强，而低氧化态的稳定性依次减弱。铌钽由于半径相近，性质非常相似。铌钽由于半径相近，性质非常相似。2、钒及其化合物、钒及其化合物 （1）钒）钒 金属容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常金属容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝酸和王水）中。但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔融苛性碱在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔

13、融苛性碱发生反应。发生反应。13PPT课件V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得：可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得：2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl 在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。V2O5比比TiO2具有较强的酸性和氧化性，主要显酸性，易溶于碱：具有较强的酸性和氧化性，主要显酸性，易溶于碱：V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2O也能溶解在强酸中（也能溶解在强酸中（pH1）生成）生成VO2+离子。离子。V2O5是氧化剂：是氧化剂：V2O5+6

14、HCl=2VOCl2+Cl2+3H2O（3 3）钒酸盐和多钒酸盐）钒酸盐和多钒酸盐 钒酸盐有偏钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐（和多钒酸盐（M4V2O7、M3V3O9）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于104 molL1）且溶）且溶液呈强碱性（液呈强碱性（pH13）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当pH下下降，溶液中钒的总浓度小于降，溶液中钒的总浓度小于104 molL1时，溶液中以酸式钒酸根离子形式时，溶液中以酸式钒酸根离子形式存在，如存在，如HVO42-、H2V

15、O4-；当溶液中钒的总浓度大于；当溶液中钒的总浓度大于104 molL1时，溶液时，溶液中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如V2O74-、V3O93-、V4O124-、V10O286-等。等。（2）五氧化二钒）五氧化二钒14PPT课件V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得：可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得：2NH4VO3=V2O5+2NH3+H2O2VOCl3+3H2O=V2O5+6HCl 在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。V2O5比比TiO2具有较强的酸性和氧化性，主要显酸

16、性，易溶于碱：具有较强的酸性和氧化性，主要显酸性，易溶于碱：V2O5+6NaOH=2Na3VO4+3H2O也能溶解在强酸中（也能溶解在强酸中（pH1）生成）生成VO2+离子。离子。V2O5是氧化剂：是氧化剂：V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2+3H2O（3 3）钒酸盐和多钒酸盐）钒酸盐和多钒酸盐 钒酸盐有偏钒酸盐钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐（和多钒酸盐（M4V2O7、M3V3O9）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于104 molL1）且溶）且溶液呈强碱性（液呈强碱性（pH13）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定

17、存在；当）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当pH下下降，溶液中钒的总浓度小于降，溶液中钒的总浓度小于104 molL1时，溶液中以酸式钒酸根离子形式时，溶液中以酸式钒酸根离子形式存在，如存在，如HVO42-、H2VO4-；当溶液中钒的总浓度大于；当溶液中钒的总浓度大于104 molL1时，溶液时，溶液中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如中存在一系列聚合物（多钒酸盐）如V2O74-、V3O93-、V4O124-、V10O286-等。等。（2）五氧化二钒）五氧化二钒15PPT课件16PPT课件（三）铬分族（三）铬分族17PPT课件18PPT课件19PPT课件（1）铬）铬铬比较活泼，能溶于稀铬比较

18、活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色，起初生成蓝色Cr2+溶液，溶液，而后为空气所氧化成绿色的而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液：溶液：Cr+2HCl=CrCl2+H24CrCl2+4HCl+O2=4CrCl3+2H2O铬在冷、浓铬在冷、浓HNO3中钝化。中钝化。（2）铬）铬(III)的化合物的化合物向向Cr3+溶液中逐滴加入溶液中逐滴加入2 moldm3 NaOH，则生成灰绿，则生成灰绿 色色Cr(OH)3沉淀。沉淀。Cr(OH)3具有两性：具有两性：Cr(OH)3+3H+=Cr3+3H2OCr(OH)3+OH=Cr(OH)4-(亮绿色亮绿色)铬铬(III)的配合物配位数都是的配

19、合物配位数都是6（少数例外），其单核配合物的空（少数例外），其单核配合物的空间构型为八面体，间构型为八面体，Cr3+离子提供离子提供6个空轨道，形成六个个空轨道，形成六个d2sp3杂化轨道。杂化轨道。3、铬及其化合物的性质铬及其化合物的性质20PPT课件(4)(5)21PPT课件(6)关于关于Cr()化合物的结构化合物的结构 X光分析数据表明，光分析数据表明，Cr()的周围有的周围有4个配体呈四面体排布，在乙个配体呈四面体排布，在乙醚介质中存在的蓝色物质过氧化铬醚介质中存在的蓝色物质过氧化铬CrO5分子实际上还有分子实际上还有1分子分子(C2H5)2O与之键合，化学式为与之键合，化学式为CrO

20、(O2)2(C2H5)2O，过氧基离子，过氧基离子O22-是一种是一种配位配位体，体，它与重铬酸根离子它与重铬酸根离子Cr2O72-,过氧重铬酸根离子过氧重铬酸根离子Cr2O122-或写为或写为(Cr2O2(O2)52-)的结构图如下：的结构图如下：Cr2O72-的结构的结构CrO(O2)2(C2H5)2O的结构的结构Cr2O122-的结构的结构22PPT课件(7)关于关于Cr()化合物的中心原子杂化轨道类型化合物的中心原子杂化轨道类型 关于关于Cr()化合物的中心原子杂化轨道类型，因为化合物的中心原子杂化轨道类型，因为Cr是过渡元是过渡元素，次外层的素，次外层的d轨道电子参与成键，我们只能按

21、价层电子对互斥理论轨道电子参与成键，我们只能按价层电子对互斥理论推断可能的杂化轨道类型。推断可能的杂化轨道类型。CrO42-价电子对数价电子对数=(6+2)2=4，对应，对应4个杂化轨道。个杂化轨道。Cr2O72-价电子对数价电子对数=(6+2)2=4，对应，对应4个杂化轨道。个杂化轨道。CrO5价电子对数价电子对数=(6+4)2=5，对应，对应5个杂化轨道。个杂化轨道。根据参与成键的电子来源，参与杂化的原子轨道应是外层的根据参与成键的电子来源，参与杂化的原子轨道应是外层的s轨轨道和次外层的道和次外层的d轨道。故可能的杂化轨道类型是：轨道。故可能的杂化轨道类型是：CrO42-与与Cr2O72-

22、中，中，Cr原子为原子为d3s杂化，杂化，CrO5中，中，Cr原子为原子为d4s杂化。杂化。OCrOOOOCrO5的正方锥结构的正方锥结构d3sp为三角双锥，d4s为正方锥，d4sp为三方棱柱，d3sp3为五角双锥，d4sp3为正十二面体23PPT课件d4sp3为为正十二面体正十二面体d3sp为为三角双锥三角双锥d4s与与d2sp2为正方锥为正方锥d4sp为为三方棱柱三方棱柱d3sp3为为五角双锥五角双锥24PPT课件(8)铬的卤氧化物铬的卤氧化物(摘自高等无机化学摘自高等无机化学)铬酰氯铬酰氯CrO2Cl2：深红色液体：深红色液体(沸点沸点117)。CrO3+HCl CrO2Cl2+H2OK

23、2Cr2O7+4KCl+H2SO4(浓浓)2CrO2Cl2+3K2SO4+3H2O 铬酰氟铬酰氟CrO2F2：红棕色气体。可用氟化：红棕色气体。可用氟化CrO2Cl2或用或用无水无水HF与与CrO3反应制得。反应制得。其它卤氧化物如其它卤氧化物如CrO2ClF、CrOF4都有报道，用都有报道，用CrO3与与羧酸酐反应可以制得氟代羧酸盐，例如羧酸酐反应可以制得氟代羧酸盐，例如CrO2(OCOCF3)225PPT课件 4 4、钼和钨的重要化合物、钼和钨的重要化合物（1）钼、钨的氧化物）钼、钨的氧化物 MoO3、WO3和和CrO3不同，它们不溶于水，仅能溶于氨水和不同，它们不溶于水，仅能溶于氨水和强

24、碱溶液生成相应的合氧酸盐。强碱溶液生成相应的合氧酸盐。（2）钼、钨的含氧酸及其盐）钼、钨的含氧酸及其盐 钼酸、钨酸与铬酸不同，它们是难溶酸，酸性、氧化性都较钼酸、钨酸与铬酸不同，它们是难溶酸，酸性、氧化性都较弱，钼和钨的含氧酸盐只有铵、钠、钾、铷、锂、镁、银和铊弱，钼和钨的含氧酸盐只有铵、钠、钾、铷、锂、镁、银和铊(I)的盐溶于水，其余的含氧酸盐都难溶于水。氧化性很弱，在酸性的盐溶于水，其余的含氧酸盐都难溶于水。氧化性很弱，在酸性溶液中只能用强还原剂才能将它们还原到溶液中只能用强还原剂才能将它们还原到+3氧化态。氧化态。26PPT课件27PPT课件（四）锰分族（四）锰分族28PPT课件29PP

25、T课件 3、锰副族的基本性质、锰副族的基本性质B族包括锰、锝和铼三个元素。其中只有锰及其化合物有很大实用价族包括锰、锝和铼三个元素。其中只有锰及其化合物有很大实用价值。从值。从Mn到到Re高氧化态趋向稳定。以高氧化态趋向稳定。以Mn2+为最稳定。为最稳定。4、锰及其化合物、锰及其化合物（1）锰锰是活泼金属，在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中是活泼金属，在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中，因表面生成氢氧化锰沉淀而阻止反应继续进行。锰和强酸反应生成，因表面生成氢氧化锰沉淀而阻止反应继续进行。锰和强酸反应生成Mn(II)盐和氢气。但和冷浓盐和氢气。但和冷浓H2SO4反应很慢（钝化）反

26、应很慢（钝化）。（2）锰）锰(II)的化合物的化合物酸性酸性Mn2+稳定。碱性稳定。碱性Mn(II)极易氧化成极易氧化成Mn(IV)化化合物。合物。Mn(OH)2为白色难溶物，为白色难溶物，Ksp=4.01014，极易被空气氧化，水中少，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色量氧气能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀。沉淀。2Mn(OH)2+O2=2 MnO(OH)2Mn2+在酸性介质中只有遇强氧化剂在酸性介质中只有遇强氧化剂(NH4)2S2O8、NaBiO3、PbO2、H5IO6时才时才被氧化。被氧化。2Mn2+5S2O82-+8H2O=2MnO4-+10SO42-+16H+2Mn2+

27、5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3+5Na+7H2O30PPT课件（3）锰）锰(IV)的化合物的化合物 最重要的最重要的Mn(IV)化合物是化合物是MnO2，二氧化锰在中性介质中很，二氧化锰在中性介质中很稳定，在碱性介质中倾向于转化成锰稳定，在碱性介质中倾向于转化成锰()酸盐；在酸性介质中是一个强氧酸盐；在酸性介质中是一个强氧化剂，倾向于转化成化剂，倾向于转化成Mn2+。2MnO2+2H2SO4(浓浓)=2MnSO4+O2+2H2OMnO2+4HCl(浓浓)=MnCl2+Cl2+2H2O简单的简单的Mn(IV)盐在水溶液中极不稳定，或水解生成水合二氧化盐在水溶液中极不稳定，或水解

28、生成水合二氧化锰锰MnO(OH)2，或在浓强酸中和水生成氧气和，或在浓强酸中和水生成氧气和Mn(II)。（4）锰）锰(VI)的化合物的化合物最重要的最重要的Mn(VI)化合物是锰酸钾化合物是锰酸钾K2MnO4。在熔融碱中。在熔融碱中MnO2被被氧气、氧气、KNO3和和KClO3等氧化生成等氧化生成K2MnO4。2MnO2+O2+4KOH=2K2MnO4(墨绿色墨绿色)+2H2O在酸性、中性及弱碱性介质中，在酸性、中性及弱碱性介质中，K2MnO4发生歧化反应：发生歧化反应：3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH锰酸钾是制备高锰酸钾（锰酸钾是制备高锰酸钾（KMnO4）的中间体。

29、）的中间体。2MnO42-+2H2O=2MnO4-+2OH+H231PPT课件32PPT课件(5)33PPT课件（五）铁系元素（五）铁系元素34PPT课件35PPT课件36PPT课件37PPT课件38PPT课件39PPT课件40PPT课件41PPT课件42PPT课件43PPT课件44PPT课件三、三、ds区元素区元素（一）铜族元素（一）铜族元素1、铜族元素的基本性质、铜族元素的基本性质铜族元素包括铜、银、金，属于铜族元素包括铜、银、金，属于I B族元素，位于周期表中的族元素，位于周期表中的ds区。铜族元素区。铜族元素结构特征为结构特征为(n-1)d10ns1，从最外层电子说，铜族和，从最外层电

30、子说，铜族和IA族的碱金属元素都只有族的碱金属元素都只有1个个电子，失去电子，失去s电子后都呈现电子后都呈现+1氧化态；但由于氧化态；但由于I B族元素的次外层比族元素的次外层比I A族元素多族元素多出出10个个d电子，它们性质有显著的差异。如：电子，它们性质有显著的差异。如：（1）与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离势较大）与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离势较大：I A族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而I B族金属具有较高的熔点和沸族金属具有较高的熔点和沸点，有良好的延展性、导热性和导电性。点，有良好的延展性、导热

31、性和导电性。（2）化学活泼性：铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。）化学活泼性：铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。IB族都是不活族都是不活泼的重金属，在空气中比较稳定，与水几乎不起反应，同族内的活泼性自上而泼的重金属，在空气中比较稳定，与水几乎不起反应，同族内的活泼性自上而下减小。下减小。（3）IA族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定；族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定；IB族氢氧化物碱性较族氢氧化物碱性较弱，不稳定，易脱水形成氧化物。弱，不稳定，易脱水形成氧化物。45PPT课件2、铜、银、金及其化合物、铜、银、金及其化合物（1）铜、银和金）铜、银和金铜族元素的化学活性从铜族元素的化学

32、活性从Cu至至Au降低，主要表现在与空气中氧的降低，主要表现在与空气中氧的反应和与酸的反应上。室温时，在纯净干燥的空气中，铜、银、金都很稳反应和与酸的反应上。室温时，在纯净干燥的空气中，铜、银、金都很稳定。在加热时银和金不与空气中的氧化合。在含有定。在加热时银和金不与空气中的氧化合。在含有CO2的潮湿空气中放久的潮湿空气中放久后，表面会慢慢生成一层绿色的铜锈：后，表面会慢慢生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2CuCO3 银和金不发生上述反应。铜、银可以被硫腐蚀，特别是银对银和金不发生上述反应。铜、银可以被硫腐蚀，特别是银对硫及硫化物（硫及硫化物（H2S）极为敏感，这

33、是银器暴露在含有这些物质的空气中生）极为敏感，这是银器暴露在含有这些物质的空气中生成一层成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽的主要原因。金不与硫直接的黑色薄膜而使银失去白色光泽的主要原因。金不与硫直接反应。铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢，金必须加热才能与干燥反应。铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢，金必须加热才能与干燥的卤素起反应。铜可溶于热浓盐酸中：的卤素起反应。铜可溶于热浓盐酸中：2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O 2Cu+8HCl（浓）（浓）=2H3CuCl4+H2金只能溶于王水（这时金只能溶于王水（这时HNO3

34、做氧化剂，做氧化剂，HCl做配位剂）：做配位剂）：Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O46PPT课件（2）铜的化合物）铜的化合物 Cu(I)的化合物的化合物 在酸性溶液中在酸性溶液中Cu+离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。2Cu+=Cu+Cu2+K=1.2106（293K）但必须指出，但必须指出，Cu+在高温及干态时比在高温及干态时比Cu2+离子稳定。离子稳定。Cu2O和和Ag2O都都是共价型化合物，不溶于水。是共价型化合物，不溶于水。Ag2O在在573K分解为银和氧；而分解为银和氧；而Cu2O对热稳对热稳定。定。CuOH和和Ag

35、OH均很不稳定，很快分解为均很不稳定，很快分解为M2O。用适量的还原剂（如用适量的还原剂（如SO2、Sn2+、Cu ）在相应的卤素离子存在下）在相应的卤素离子存在下还原还原Cu2+离子，可制得离子，可制得CuX。如：。如：Cu2+2Cl+Cu=2CuCl(白白)【浓盐酸浓盐酸】=HCuCl22Cu2+4I=2CuI(白白)+I2 Cu+为为d10型离子，具有空的外层型离子，具有空的外层s、p轨道，能和轨道，能和X（F 除外）、除外）、NH3、S2O32-、CN 等配体形成稳定程度不同的配离子。无色的等配体形成稳定程度不同的配离子。无色的Cu(NH3)2+在空气中易于氧化成深蓝色的在空气中易于氧

36、化成深蓝色的Cu(NH3)42+离子。离子。47PPT课件Cu()的化合物的化合物 +2氧化态是铜的特征氧化态。在氧化态是铜的特征氧化态。在Cu2+溶液中加入强碱，即有蓝色溶液中加入强碱，即有蓝色Cu(OH)2絮状沉淀析出，它微显两性，既溶于酸也能溶于浓絮状沉淀析出，它微显两性，既溶于酸也能溶于浓NaOH溶液，溶液，形成蓝紫色形成蓝紫色Cu(OH)42 离子：离子：Cu(OH)2+2OH=Cu(OH)42Cu(OH)2 加热脱水变为黑色加热脱水变为黑色CuO。在碱性介质中，在碱性介质中，Cu2+可被含醛基的葡萄糖还原成红色的可被含醛基的葡萄糖还原成红色的Cu2O，用以，用以检验糖尿病。最常见铜

37、盐是检验糖尿病。最常见铜盐是CuSO45H2O（胆矾），它是制备其他铜化合（胆矾），它是制备其他铜化合物的原料。物的原料。Cu2+为为d9构型，绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体，有时干构型，绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体，有时干脆成为平面正方形结构。如脆成为平面正方形结构。如Cu(H2O)42+（蓝色）、（蓝色）、Cu(NH3)42+（深蓝色（深蓝色）、）、Cu(en)22+（深蓝紫）、（深蓝紫）、(NH4)2CuCl4（淡黄色）中的（淡黄色）中的CuCl42-离子等离子等均为平面正方形。由于均为平面正方形。由于Cu2+有一定的氧化性，所以与还原性阴离子，如有一定的氧化性，所以与

38、还原性阴离子，如I、CN 等反应，生成较稳定的等反应，生成较稳定的CuI及及Cu(CN)2，而不是，而不是CuI2和和Cu(CN)4 2。48PPT课件49PPT课件50PPT课件51PPT课件（3）银的化合物）银的化合物 氧化态为氧化态为+I的银盐的一个重要特点是只有的银盐的一个重要特点是只有AgNO3、AgF和和AgClO4等少数等少数几种盐溶于水，其它则难溶于水。非常引人注目的是，几种盐溶于水，其它则难溶于水。非常引人注目的是，AgClO4和和AgF的溶解度的溶解度高得惊人（高得惊人（298K时分别为时分别为5570 gL1和和1800 gL1）。）。Cu(I)不存在硝酸盐，而不存在硝酸

39、盐，而AgNO3却是一个最重要的试剂。固体却是一个最重要的试剂。固体AgNO3极其溶极其溶液都是氧化剂可被氨、联氨、亚磷酸等还原成液都是氧化剂可被氨、联氨、亚磷酸等还原成Ag。2NH2OH+2AgNO3=N2+2Ag+2HNO3+2H2ON2H4+4AgNO3=N2+4Ag+4HNO3H3PO3+2AgNO3+H2O=H3PO4+2Ag+2HNO3Ag+和和Cu2+离子相似，形成配合物的倾向很大，把难溶银盐转化成配合物是离子相似，形成配合物的倾向很大，把难溶银盐转化成配合物是溶解难溶银盐的重要方法。溶解难溶银盐的重要方法。52PPT课件53PPT课件54PPT课件55PPT课件（4）金的化合物

40、）金的化合物 Au(III)化合物最稳定，化合物最稳定，Au+像像Cu+离子一样容易发生歧化反应，离子一样容易发生歧化反应，298K时反时反应的平衡常数为应的平衡常数为1013。3Au+=Au3+2Au 可见可见Au+(aq)离子在水溶液中不能存在。离子在水溶液中不能存在。Au+像像Ag+一样，容易形成二配位一样，容易形成二配位的配合物，例如的配合物，例如Au(CN)2。在最稳定的。在最稳定的+III氧化态的化合物中有氧化物、硫氧化态的化合物中有氧化物、硫化物、卤化物及配合物。化物、卤化物及配合物。碱与碱与Au3+水溶液作用产生一种沉淀物，这种沉淀脱水后变成棕色的水溶液作用产生一种沉淀物，这种

41、沉淀脱水后变成棕色的Au2O3。Au2O3溶于浓碱形成含溶于浓碱形成含Au(OH)4 离子的盐。离子的盐。将将H2S通入通入AuCl3的无水乙醚冷溶液中，可得到的无水乙醚冷溶液中，可得到Au2S3，它遇水后很快被还原，它遇水后很快被还原成成Au(I)或或Au。金在金在473K时同氯气作用，可得到褐红色晶体时同氯气作用，可得到褐红色晶体AuCl3。在固态和气态时，该化。在固态和气态时，该化合物均为二聚体（类似于合物均为二聚体（类似于Al2Cl6）。）。AuCl3易溶于水，并水解形成一羟三氯合金易溶于水，并水解形成一羟三氯合金(III)酸：酸：AuCl3+H2O=HAuCl3OH 将金溶于王水或将

42、将金溶于王水或将Au2Cl6溶解在浓盐酸中，然后蒸发得到黄色的氯代金酸溶解在浓盐酸中，然后蒸发得到黄色的氯代金酸HAuCl44H2O。由此可以制得许多含有平面正方形离子。由此可以制得许多含有平面正方形离子AuX4 的盐（的盐（X=F，Cl，Br，I，CN，SCN，NO3）。）。56PPT课件57PPT课件58PPT课件59PPT课件60PPT课件61PPT课件62PPT课件（二）锌族元素（二）锌族元素1、锌族元素的基本性质、锌族元素的基本性质 锌族元素结构特征为锌族元素结构特征为(n-1)d10ns2，由于是，由于是18电子层结构，所以本族元素的电子层结构，所以本族元素的离子具有很强的极化力和

43、明显的变形性。离子具有很强的极化力和明显的变形性。（1）主要物理性质：熔、沸点都比）主要物理性质：熔、沸点都比II A族低。族低。II A族和族和II B族金属的导电性、族金属的导电性、导热性、延展性较差（只有镉）。导热性、延展性较差（只有镉）。（2）化学活泼性：较碱土金属差。不从水中置换出氢，在稀盐酸或硫酸中）化学活泼性：较碱土金属差。不从水中置换出氢，在稀盐酸或硫酸中，镉较难，汞则不溶。，镉较难，汞则不溶。（3）化合物的键型及形成配合物的倾向：共价性为大。）化合物的键型及形成配合物的倾向：共价性为大。IIB族金属离子形成族金属离子形成配合物的倾向比配合物的倾向比IIA族金属离子强得多。族金

44、属离子强得多。（4）氢氧化物的酸碱性：）氢氧化物的酸碱性：II B族元素的氢氧化物是弱碱性的，且易脱水分族元素的氢氧化物是弱碱性的，且易脱水分解，解，IIA的氢氧化物则是强碱性的，不易脱水分解。而的氢氧化物则是强碱性的，不易脱水分解。而Be(OH)2和和Zn(OH)2都是都是两性的。两性的。（5）盐的溶解度及水解情况：）盐的溶解度及水解情况：II B族硫酸盐易溶，碳酸盐都难溶于水。族硫酸盐易溶，碳酸盐都难溶于水。IIB族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解。族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解。（6）某些性质的变比规律：）某些性质的变比规律：II B族元素的金属活泼性自上而下减弱，但它族元素的金

45、属活泼性自上而下减弱，但它们的氢氧化物的碱性却自上而下增强。们的氢氧化物的碱性却自上而下增强。63PPT课件2、锌、汞及其化合物、锌、汞及其化合物（1）锌和汞）锌和汞 在含有在含有CO2的潮湿空气中很快变暗，生成碱式碳酸锌，一层较紧密的保护的潮湿空气中很快变暗，生成碱式碳酸锌，一层较紧密的保护膜：膜：4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO33Zn(OH)2 锌在加热条件下，可以与绝大多数非金属反应，在锌在加热条件下，可以与绝大多数非金属反应，在1273 K时锌在空气中燃时锌在空气中燃烧生成氧化锌；而汞在约烧生成氧化锌；而汞在约620 K时与氧明显反应，但在约时与氧明显反应，但在约670 K

46、以上以上HgO又分解又分解为单质汞。锌粉与硫磺共热可形成硫化锌。汞与硫磺粉研磨即能形成硫化汞。为单质汞。锌粉与硫磺共热可形成硫化锌。汞与硫磺粉研磨即能形成硫化汞。这种反常的活泼性是因为汞是液态，研磨时汞与硫磺接触面增大，反应就容易这种反常的活泼性是因为汞是液态，研磨时汞与硫磺接触面增大，反应就容易进行。进行。锌既可以与非氧化性的酸反应又可以与氧化性的酸反应，而汞在通常情况锌既可以与非氧化性的酸反应又可以与氧化性的酸反应，而汞在通常情况下只能与氧化性的酸反应。下只能与氧化性的酸反应。3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O用过量的汞与冷的稀硝酸反应，生成硝酸亚汞：用过量的汞与冷的

47、稀硝酸反应，生成硝酸亚汞：6Hg+8HNO3=3Hg2(NO3)2+2NO+4H2O和汞不同，锌与铝相似，都是两性金属，能溶于强碱溶液中：和汞不同，锌与铝相似，都是两性金属，能溶于强碱溶液中：Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：Zn+4NH3+2H2O=Zn(NH3)42+H2+2OH64PPT课件（2）锌、汞的化合物）锌、汞的化合物Zn2+和和Hg2+离子均为离子均为18电子构型，均无色，故一般化合物也无色。但电子构型，均无色，故一般化合物也无

48、色。但Hg2+离子的极化力和变形性较强，与易变形的离子的极化力和变形性较强，与易变形的S2、I 形成的化合物往往显共价形成的化合物往往显共价性，呈现很深的颜色和较低的溶解度。如性，呈现很深的颜色和较低的溶解度。如ZnS（白色、难溶）、（白色、难溶）、HgS（黑色或红（黑色或红色，极难溶）；色，极难溶）；ZnI2（无色、易溶）、（无色、易溶）、HgI2（红色或黄色，微溶）。（红色或黄色，微溶）。Zn2+2OH=Zn(OH)2(白色白色)Hg2+2OH=HgO(黄色黄色)+H2OZn(OH)2为两性，既可溶于酸又可溶于碱。受热脱水变为为两性，既可溶于酸又可溶于碱。受热脱水变为ZnO。Hg(OH)2

49、在室温不存在，只生成在室温不存在，只生成HgO。HgO也不够稳定，受热分解成单质。也不够稳定，受热分解成单质。ZnCl2是溶解度最大且在浓溶液中形成配合酸：是溶解度最大且在浓溶液中形成配合酸：ZnCl2+H2O=HZnCl2(OH)这种酸有显著的酸性，能溶解金属氧化物：这种酸有显著的酸性，能溶解金属氧化物：FeO+2 HZnCl2(OH)=Fe ZnCl2(OH)2+H2O故故ZnCl2的浓溶液用作焊药。的浓溶液用作焊药。HgCl2（熔点（熔点549K）加热能升华，常称升）加热能升华，常称升汞，有剧毒！稍有水解，但易氨解：汞，有剧毒！稍有水解，但易氨解：HgCl2+2H2O=Hg(OH)Cl+

50、H3O+ClHgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl(白色白色)+NH4+Cl65PPT课件可被可被SnCl2还原成还原成Hg2Cl2（白色沉淀）：（白色沉淀）：2HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2+H2SnCl6Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=2Hg2Cl2(黑色黑色)+H2SnCl6红色红色HgI2可溶于过量可溶于过量I 溶液中：溶液中：Hg2+2I=HgI2；HgI2+2I=HgI42(无色无色)K2HgI4和和KOH的混合液称奈斯勒试剂用以检验的混合液称奈斯勒试剂用以检验NH4+或或NH3。NH4Cl+2 K2HgI4+4KOH=Hg2NIH2O(红色红色)+KCl+7