铜族和锌族元素课件

第二十章铜族和锌族元素——概述第二十章铜族和锌族元素——概述1概述

铜族和锌族元素是本书首次系统学习的副族元素。铜族位于周期表ⅠB：包括CuAgAu锌族位于周期表ⅡB：包括ZnCdHg它们属于dS区，价e构型为：(n-1)d10n1-2

因为它们最外层电子数分别与ⅠA、ⅡA相同，所以都是金属；但由于它们次外层e为18e构型，与ⅠA、ⅡA次外层8e构型不同，因而有很多性质与ⅠA、ⅡA大不相同。概述铜族和锌族元素是本书首次系2要求

1掌握副族元素与主族元素的差别；2掌握ⅠA与ⅠB,ⅡA与ⅡB元素性质的对比；3掌握Cu(+1)

Cu(+2)

Hg22+(+1)Hg(+2)之间的相互转化；4掌握Cu、Ag、Zn、Hg单质及重要化合物的性质和用途；5了解Cu、Ag、Zn、Hg的冶炼原理。要求1掌握副族元素与主族元素的差别；3

第一节铜族元素

一通性：1基本性质：表20-1

由表可见：本族最外层只有1个电子，次外层有18个电子。铜族元素从上到下“原子半径”、“离子半径”不像主族那样呈现有规律的变化，引起“电离势”和“水合热”等也无规律；但有的也有规律：例如：电负性CuAu增大0M+/M

CuAu增大说明金属性减弱，还原性减弱。这种同族元素从上到下性质递变规律与主族相反。第一节铜族元素一通性：1基本性质：表42铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别

1)金属性、活泼性：CuAgAu减弱2)铜族有多种氧化态：+1、+2、+3因为次外层与最外层能量差小d电子参与成键。3)铜族形成许多具有明显共价性的化合物；例如：AlCl3CuCl2-----

4)铜族元素一般均能形成较稳定的配合物：例如：[Cu(CN)4]2-[Ag(NH3)2]+、[AuCl4]-

2铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别1)金属性、活泼性：5二金属单质1存在：铜、银、金是人类发现最早最熟悉的金属，因化学性质不活泼，有单质存在。2冶炼：铜主要从黄铜矿提炼——富集矿石黄铜矿焙烧精矿（Cu2S和2FeS)反射炉焙烧冰铜转炉熔炼98%粗铜精炼（电解）精铜。

二金属单质1存在：6铜的电解——电解液：10~16%CuSO410~17%H2SO4P电解时：与外电源正极~阳极-粗铜版

溶解Cu-2eCu2+

氧化反应

与外电源负极~阴极-精铜版沉积Cu2++2eCu还原反应电解时注意：①总是粗品作为阳极接外电源正极；纯品作为阴极接外电源负极。②电解液中一般含有与电解物质对应的盐和与盐对应的酸。铜的电解——电解液：10~16%CuSO473铜族单质性质和用途铜、银、金依次是紫红色、银白色和黄色的金属。（重要物理性质见表20-3）铜族单质具有密度较大，熔、沸点较高，延展性很好，传热、导电性优良等共同特点。银的导热性和导电性在金属中占第一位，铜导电性仅次于银；铜是人类最早使用的金属；铜族金属之间以及和其它金属之间，都很容易形成合金：青铜Cu80%，Sn15%,Zn5%;黄铜Cu60%，Zn40%;白铜50~70%Cu,18~20%Ni,13~15%Zn.3铜族单质性质和用途铜、银、金依次是紫红8三铜族元素的重要化合物

1Ag2O:氧化剂2Ag++2OH-2AgOH(易失水)Ag2O棕褐性质：氧化性易配合2AgNO3：最重要的银盐性质：见光分解具氧化性0Ag+/Ag=0.799用途：大量用于制照相业所需的AgBr3卤化物：AgX均具感光性，常用于照相业。4配合物：均可形成配合物5硫酸铜：俗名蓝矾-胆矾三铜族元素的重要化合物1Ag2O:氧化剂9四Cu+和Cu2+的相互转化高温、气态稳定性：Cu+>Cu2+而溶液中的稳定性：Cu2+>Cu+

可见：+1、+2氧化态的铜化合物，各自在一定条件下稳定存在，但改变条件可使它们相互转化。高温下：4CuO(12730K)=Cu2O+O2说明高温下Cu2O稳定溶液中：Cu+Cu2+

很容易相反困难四Cu+和Cu2+的相互转化高温、气态稳定性：Cu10

第二节锌族元素一通性：1基本性质：表20-6、20-7由表可见：与铜族不同，本族原子半径、离子半径从上到下依次增大，但电离势、水合热等变化无规律，有规律的是：升华热、气化热依次减小，电负性依次增大，说明金属性、活泼性依次减弱。金属性、活泼性依次减弱与所有副族相同。金属性、活泼性：ⅡB<ⅠB<ⅡA第二节锌族元素一通性：1基本性质：表20-6112锌族与碱土金属的差别;3锌族元素特性3锌族元素特性：1）金属性、活泼性：ZnCdHg

依次减弱2）形成共价化合物和配合物倾向大：特征氧化数（+2）M+2~18e构型3）熔、沸点：ⅡB<ⅠB2锌族与碱土金属的差别;3锌族元素特性3锌族元素特性12二金属单质1存在：锌族主要以硫化物矿存在于自然界中，可以说它们是亲硫元素。锌有硫化物矿—闪锌矿znS，还有氧化物矿—菱锌矿ZnCO3和红锌矿ZnO。我国的锌矿常与铅矿共存，故称铅锌矿。在1、2副族中，锌在地壳中含量最高。镉—极少单独形成矿物，常以CdS存在于闪锌矿中。汞—主要的汞矿是辰砂，有称朱砂（HgS）。

二金属单质1存在：锌族主要以硫化物矿存在于自然界中，可132冶炼

因为锌族是亲硫元素，所以锌族的冶炼一般采用干法，高温焙烧除硫即可。例：锌的干法冶炼浮选矿石精矿（ZnS)焙烧znO加入焦碳98%粗Zn电解999%纯Zn。

也可以用湿法，将焙烧得到的ZnO与稀硫酸反应，然后加Zn粉使镉离子等杂质还原过滤除去，溶液用碳粉还原得粗锌，电解即可得999%的纯锌。2冶炼因为锌族是亲硫元素，所以锌族的冶炼一般采14第二十章铜族和锌族元素——概述第二十章铜族和锌族元素——概述15概述

铜族和锌族元素是本书首次系统学习的副族元素。铜族位于周期表ⅠB：包括CuAgAu锌族位于周期表ⅡB：包括ZnCdHg它们属于dS区，价e构型为：(n-1)d10n1-2

因为它们最外层电子数分别与ⅠA、ⅡA相同，所以都是金属；但由于它们次外层e为18e构型，与ⅠA、ⅡA次外层8e构型不同，因而有很多性质与ⅠA、ⅡA大不相同。概述铜族和锌族元素是本书首次系16要求

1掌握副族元素与主族元素的差别；2掌握ⅠA与ⅠB,ⅡA与ⅡB元素性质的对比；3掌握Cu(+1)

Cu(+2)

Hg22+(+1)Hg(+2)之间的相互转化；4掌握Cu、Ag、Zn、Hg单质及重要化合物的性质和用途；5了解Cu、Ag、Zn、Hg的冶炼原理。要求1掌握副族元素与主族元素的差别；17

第一节铜族元素

一通性：1基本性质：表20-1

由表可见：本族最外层只有1个电子，次外层有18个电子。铜族元素从上到下“原子半径”、“离子半径”不像主族那样呈现有规律的变化，引起“电离势”和“水合热”等也无规律；但有的也有规律：例如：电负性CuAu增大0M+/M

CuAu增大说明金属性减弱，还原性减弱。这种同族元素从上到下性质递变规律与主族相反。第一节铜族元素一通性：1基本性质：表182铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别

1)金属性、活泼性：CuAgAu减弱2)铜族有多种氧化态：+1、+2、+3因为次外层与最外层能量差小d电子参与成键。3)铜族形成许多具有明显共价性的化合物；例如：AlCl3CuCl2-----

4)铜族元素一般均能形成较稳定的配合物：例如：[Cu(CN)4]2-[Ag(NH3)2]+、[AuCl4]-

2铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别1)金属性、活泼性：19二金属单质1存在：铜、银、金是人类发现最早最熟悉的金属，因化学性质不活泼，有单质存在。2冶炼：铜主要从黄铜矿提炼——富集矿石黄铜矿焙烧精矿（Cu2S和2FeS)反射炉焙烧冰铜转炉熔炼98%粗铜精炼（电解）精铜。

二金属单质1存在：20铜的电解——电解液：10~16%CuSO410~17%H2SO4P电解时：与外电源正极~阳极-粗铜版

溶解Cu-2eCu2+

氧化反应

与外电源负极~阴极-精铜版沉积Cu2++2eCu还原反应电解时注意：①总是粗品作为阳极接外电源正极；纯品作为阴极接外电源负极。②电解液中一般含有与电解物质对应的盐和与盐对应的酸。铜的电解——电解液：10~16%CuSO4213铜族单质性质和用途铜、银、金依次是紫红色、银白色和黄色的金属。（重要物理性质见表20-3）铜族单质具有密度较大，熔、沸点较高，延展性很好，传热、导电性优良等共同特点。银的导热性和导电性在金属中占第一位，铜导电性仅次于银；铜是人类最早使用的金属；铜族金属之间以及和其它金属之间，都很容易形成合金：青铜Cu80%，Sn15%,Zn5%;黄铜Cu60%，Zn40%;白铜50~70%Cu,18~20%Ni,13~15%Zn.3铜族单质性质和用途铜、银、金依次是紫红22三铜族元素的重要化合物

1Ag2O:氧化剂2Ag++2OH-2AgOH(易失水)Ag2O棕褐性质：氧化性易配合2AgNO3：最重要的银盐性质：见光分解具氧化性0Ag+/Ag=0.799用途：大量用于制照相业所需的AgBr3卤化物：AgX均具感光性，常用于照相业。4配合物：均可形成配合物5硫酸铜：俗名蓝矾-胆矾三铜族元素的重要化合物1Ag2O:氧化剂23四Cu+和Cu2+的相互转化高温、气态稳定性：Cu+>Cu2+而溶液中的稳定性：Cu2+>Cu+

可见：+1、+2氧化态的铜化合物，各自在一定条件下稳定存在，但改变条件可使它们相互转化。高温下：4CuO(12730K)=Cu2O+O2说明高温下Cu2O稳定溶液中：Cu+Cu2+

很容易相反困难四Cu+和Cu2+的相互转化高温、气态稳定性：Cu24

第二节锌族元素一通性：1基本性质：表20-6、20-7由表可见：与铜族不同，本族原子半径、离子半径从上到下依次增大，但电离势、水合热等变化无规律，有规律的是：升华热、气化热依次减小，电负性依次增大，说明金属性、活泼性依次减弱。金属性、活泼性依次减弱与所有副族相同。金属性、活泼性：ⅡB<ⅠB<ⅡA第二节锌族元素一