铜锌分族ds区IBIIB族.ppt

第九章 铜锌分族 （ds区，I B、II B族）,周期 I B II B 四 Cu Zn 五 Ag Cd 六 Au Hg,9-1 铜、锌分族通性,一、基本性质:1.金属性较弱.2.从上到下,金属性减弱.3.呈现多变 氧态化. 二、金属性的递变规律 （一）同周期，I B I A，II B II A的比较：,性质 I B、II B I A、II A 价电子构型 (n-1)d10ns12 ns12 次外层电子构型 18e 8e (n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10 (n-1)s2(n-1)p6 Z* 大 小 原子半径r 小 小 金属活泼性 ,Page1,（二）同周期，IBIIB比较：,性质 I B II B 价电子构型 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 原子半径r/pm Cu 127.8 Zn 133 Ag 144.4 Cd 149 Au 144.2 Hg 151 Z* 稍大 金属活泼性 ,与主族规律相反,从上到下,金属性依次减弱,这是一切副族元素的变化规律 如何解释 为什么会呈现多变氧化态? (n-1)d 轨道与 ns轨道能量差小,三.铜.银.金的单质 1.形成合金: 青铜 黄铜 白铜 2.金的延展性最好 3.熔沸点高,电热良导体 4.货币金属 但是: 2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3 4Ag+O2+2H2S=2Ag2S+2H2O,9-2 水溶液中的氧化-还原性质,一、与酸反应 （一）非氧化性酸（如HCl, H3PO4, 稀H2SO4）,而 Cu、Ag、Au . Hg 不 反应.,Zn+2HCl=ZnCl2+H2,（二）氧化性酸（如HNO3， 浓H2SO4）,3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O,但Au不反应。,Au(s) + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO+ 2H2O （三）Cu、Ag若生成稳定配合物，或难溶化合物，可使有关 ，从而析出H2： 例：2 Cu(s) + 6HCl(浓) = 2H2CuCl3 + H2 类似 Pb(s) + HCl(浓) HPbCl3 + H2,三、与碱溶液反应：,只有Zn反应。 Zn(s) + 2OH- + 2H2O = Zn(OH)42- + H2(g) Zn(s) + 4NH3（aq） = Zn(NH3)42+,四、水溶液中，Mn+作氧化剂 例2 SnCl2 + HgCl2 = SnCl4 + Hg(l),用于鉴定Hg2+或Hg22+,Cu(OH)2的性质:,1.有氧化性 Cu(OH)2+2NaOH=Na2Cu(OH)4 2Na2Cu(OH)4+C6H12O6=Cu2O +C6H12O7+4NaOH+2H2O 2.微呈两性:以碱性为主 3.形成配合物: Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)4(OH)2 特殊的是该配合物能溶解天然植物中的纤维 制人造丝,五、Cu(I) - Cu(II) 互相转化： （重点）,1酸性溶液中，Cu+歧化： 2Cu+ = Cu2+ + Cu(s),n,Cu2SO4(s) CuSO4(aq) + Cu 白色 蓝色,2Cu+=Cu+Cu2+,1.Cu+(3d10) Cu2+(3d9)从结构看应该是Cu+稳定. 干态时 4CuO(s)=2Cu2O(s)+O2 为什么溶液中是Cu2+稳定呢? 例如: Cu2O+H2SO4(稀)=Cu+CuSO4+H2O,（二）怎样使Cu(II) Cu(I) 反歧化,1. Cu(II) + 还原剂 Cu(I) 或/和 沉淀剂 Cu(I) 难溶化合物 或/和 配合剂 Cu(I) 稳定配合物,例1 2Cu2+(aq) + 4I-(aq) 2CuI(s) + I2aq) 还原剂+沉淀剂 + Na2S2O3(aq) I- + S4O62-,例2 2 CuS(s) + 10 CN- = 2 Cu(CN)43- + (CN)2 + 2S2- 还原剂+配体,六、Hg(II) Hg(I)的互相转化：,Hg(I)为双聚体Hg22+ （对比Cu+ 为单体) 1酸性溶液中，逆歧化 Hg2+ + Hg(l) = Hg22+,溶液中什么稳定?,（二）Hg(I)Hg(II),沉淀剂 难溶化合物 Hg(I) + Hg(II) + Hg(l) 配位体 稳定配合物,例1. Hg2Cl2 + NH3H2O H2N-Hg-Cl + Hg(l) + NH4Cl + 2H2O （氯化氨基汞）白色+ 黑色 灰黑色,对比：HgCl2 + 2NH3H2O H2N-Hg-Cl+ NH4Cl + 2H2O 白色,鉴定Hg2+,9-3 铜锌分族重要化合物,一、氧化物,ZnO CdO 温敏元件 R.T.白 R.T.棕红 （制变色温度计） 浅黄 深灰,CuO中Cu2+为d 9，其余M+ 或M2+均为d 10，无d-d跃迁，化合物无颜色.,（二）酸碱性,ZnO、CuO两性，其余氧化物碱性。 （三）氧化性 CuO、Ag2O、HgO有一定氧化性。 例：“银镜反应” Ag2O + 4NH3H2O = 2Ag(NH3)2+ + 2OH- + 3H2O,2Ag(NH3)2+ + RCHO + 2OH- = RCOONH4+ + 2Ag + 2NH3+ H2O 羧酸铵 （“化学镀银” ）,可加盐酸回收： Ag(NH3)2+ + 2H+ + Cl- = AgCl+ 2NH4+,二、氢氧化物,( 一.)酸碱性如何? Cu Ag Au Zn Cd Hg,（二）Cu (II) 氧化性,Cu(OH)42- + C6H12O6 = CuOH + H2O + C6H12O7 Cu2O（红色） + H2O,用于检验糖尿病,分离Zn 2+和Al 3+ ：用氨水,三.形成配合物,三、硫化物,4HgS不溶于HCl、HNO3，但溶于Na2S(aq) 或HCl-KI溶液或王水中： （1） HgS(s) + S2- = HgS22-,HgS 是这二族硫化物中唯一溶于Na2S (aq) 的硫化物。,CdS俗称铬黄,用做黄色颜料,HgS在实验室用洒硫磺粉来防止汞蒸汽污染 Hg+S=HgS 3HgS+12HCl+2HNO3=3H2HgCl4 +3S+2NO+4H2O,（2） HgS(s) + 2H+ + 4I- = HgI42- + H2S ,（3） 3HgS(s) + 12HCl + 2HNO3 = 3H2HgCl4 + 3S+ 2NO(g) + 4H2O 3H2S + 2NO3- + 2H+ = 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O,4CuS溶于KCN(aq)，而CdS(s)不溶： 2CuS(s) + 10CN- = 2Cu(CN)43- + (CN)2 + 2S2-,四、卤化物,（一）键型,氟化物 氯化物 溴化物 碘化物 离子化合物 共价性,（二）水溶度 1CuX、AgX、Hg2X2（X = Cl、Br、I）不溶于水；,2CuX2、ZnX2、CdX2易溶于水 但无CuI2 2Cu2+ + 4I- = 2CuI(s) + I2(s) HgCl2稀水溶液可用于手术器械消毒。,如何解释?,1无毒，利尿剂 2氧化剂,（三）甘汞Hg2Cl2,Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg( l ) + SnCl4 黑,3甘汞电极（Calomer electrode）是二极标准电极：（ 饱和甘汞电极更常用： 20，KCl 饱和水溶液 ( 4.6 moldm-3 ) (Hg2Cl2/Hg) = 0.2415 V,9-4铜、锌族配合物,一、Cu+,Cu(NH3)2+ + O2(g) + 2H2O + 8NH3 = 4Cu(NH3) 42+ + 2OH- 无色 空气 深蓝,二、Cu2+,2Cu2+ + 10CN- = 2Cu(CN)43- + (CN)2,同理： 2 Cu2+ + 4I- = 2 CuI + I2,三、Ag + “银镜反应” ： 2Ag(NH3)2+ + C6H12O6 + 2OH- = 2Ag+ C6H12O7 + 4NH3 + H2O,重要的银盐,AgNO3: 特点-易溶 性质: 1.热稳定性差(Ag+极化作用大) 2AgNO3=2Ag+2NO2+O2 2.遇蛋白质生成黑色的AgPr 3.银镜反应 2Ag(NH3)2OH+HCHO=HCOONH4+2Ag +H2O+3NH3,四、Hg2+、Hg22+,： Hg2Cl2 在氨解的同时发生“歧化”： Hg2Cl2 + H-NH2 = H2N-Hg-Cl + Hg( l) + H+ + Cl （二）Hg22+ 与CN、I的反应,不生成Hg(I) 的CN或I配合物！ Hg22+ + 4CN- = Hg(CN)42- + Hg(l ) Hg22+ + 4I- = HgI42- + Hg(l ) （三）Nesslers reagent（奈斯勒试剂）： Hg(NO3)2 + KI + KOH 混合溶液,鉴定NH4+ ： / Hg 2K2(HgI4) + 4KOH + NH4Cl = O NH2I + KCl + 7KI + 3H2O Hg / 红棕色,五、配合物的杂化成键过程：,例1：Cu(NH3)42+ 的杂化成键 Cu(NH3)42+正方形 Cu2+ 3d9 3d84p1 3d8(dsp2)0(dsp2)0(dsp2)0(dsp2)0 4p1, NH3 NH3 NH3 NH3,Cu(NH3)42+3d9有一个单电子.故有颜色.,例2Cu(CN)43- 正四面体,s