無機化學課件：第十七章d區(qū)元素

1、8/28/20221 17.1 銅族元素17.2 鋅族元素第十七章 d區(qū)元素（二）1. 了解銅族通性。2. 了解Cu的化合物的性質、Cu+Cu2+相互轉化。3. 熟悉銀鹽、重要配合物。4. 了解鋅族元素的通性。5. 熟悉Hg+Hg2+間相互轉化。8/28/20222教學目的8/28/20223論 (n-1)d1-10 ns1-2 ns2 np1-6 ns1-2(n-2) f 1-14 (n-1)d0-2 ns2110 111 112(n-1)d10ns1-2ns1-2 ds 區(qū)(IB IIB)S 區(qū) 價電子構型次外層Z*原子半徑I1活潑性氧化態(tài) (n-1)d10 ns1-2 18e - 大 小

2、 大 弱+1 +2 +3 ns1 -2 8e- 小 大 小 強+1 +28/28/20224（一）S區(qū)與ds區(qū)對比：ds區(qū)：性質不活潑，且同族自上而下活潑性減弱。Cu0.340Ag0.799Au1.83S區(qū)：性質活潑,且同族自上而下活潑性增強。8/28/20225（二）IB與IIB對比IBIIB價電子構型原子半徑pm 活潑性(n-1)d10ns1小Cu 127Ag 144Au 144弱(n-1)d10ns2 大Zn 133Cd 149Hg 151強IBIIB8/28/2022617.1 銅族元素17.1.1 銅族元素的單質17.1.2 銅族元素的化合物8/28/2022717.1.1 銅族元素

3、的單質存在CuAgAu主要礦物輝銅礦(Cu2S)黃銅礦(CuFeS2)赤銅礦(Cu2O)孔雀石(Cu2(OH)2CO3)藍銅礦(Cu3(OH)2(CO3)2輝銀礦(Ag2S)角銀礦(AgCl)巖石(巖脈金)砂礫(沖積金) 我國銅儲量居世界第三，集中在江西、云南、甘肅、湖北、安徽、西藏?，F(xiàn)已在江西德興建立了我國最大的現(xiàn)代化銅業(yè)基地。 銀廣泛存在于硫化物礦中，常與鉛鋅礦共生。凡口鉛鋅礦隸屬于深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司，是中國乃至亞洲已探明地質儲量和鉛鋅精礦產(chǎn)量最大的礦山之一。是以生產(chǎn)鉛、鋅、銀為主的大型地下開采和選礦礦山。于1958年建礦，68年投產(chǎn)。經(jīng)過多次技術改造和擴建，現(xiàn)已具備日處理

4、礦石4500噸的綜合生產(chǎn)能力。 金很稀少，以游離態(tài)散存于巖石和沙礫中，與石英或黃鐵礦共生。我國山東、黑龍江、新疆等26個省、自治區(qū)都有金礦?！疤越稹崩媒鸬拿芏?9.3g/cm3比砂子的密度2.5g/cm3高得多的原理。8/28/20228物理性質Cu赤紅Ag銀白色Au黃色性質CuAgAu熔點/K沸點/K硬度密度g/cm3導電性Hg=1導熱性Hg=11356.428402.5-38.956.951.31234.924852.5-410.55957.21337.433532.5-319.339.639.28/28/202291g Au 能抽成直徑25微米長165m 的絲,壓成230個原子厚（0.

5、0001mm ）約1m2的薄片;它們能與許多金屬形成廣泛系列的合金。硬度小，熔、沸點高;密度大, 其中金的密度最大；優(yōu)良的導電、導熱性，金屬中銀最好，銅第二;8/28/202210銅的合金種類很多，重要有以下幾種：黃銅銅鋅的合金，因色黃而得名。黃銅的機械性能、耐磨性能都很好，可用于制造精密儀器、船舶的零件、各種子彈、炮彈、飛機制造等。黃銅敲起來聲音好聽，因此鑼、鈴、號等樂器都是黃銅制做的。青銅銅錫的合金，因色青而得名。青銅一般具有較好的耐腐蝕性、耐磨性、鑄造性和優(yōu)良的機械性能。用于制造精密軸承、高壓軸承、船舶上抗海水腐蝕的機械零件以及各種板材、管材、棒材等。青銅還有一個反常的特性“熱縮冷脹”，

6、用來鑄造塑像，冷卻后膨脹，可以使眉目更清楚。白銅銅鎳鋅的合金，其色澤和銀一樣，銀光閃閃，不易生銹。常用于制造電器、儀表和裝飾品。 銅廣泛應用于制造開關、高導電性零件、無線電設備、高強度和高韌性鑄件等，大量銅用于制造電線。8/28/2022111.與O2作用 而Ag、Au須有沉淀劑或配合劑存在時，才發(fā)生反應。化學性質8/28/2022122.都與鹵素作用常溫活潑性：CuAgAu加熱反應較慢8/28/2022133. Cu Ag 溶于氧化性酸，Au溶于王水。8/28/202214氧化物 CuO常作玻璃、陶瓷、搪瓷的綠、紅、藍色顏料，光學玻璃磨光劑、有機合成催化劑等。Cu2O作船舶底漆、紅色玻璃、瓷

7、釉等著色劑。17.1.2 銅族元素化合物8/28/202215氫氧化物 兩性：以堿性為主 Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (淺蘭色)Cu(OH)2 + 2OH- Cu(OH)42-(亮蘭色)Cu(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH-8/28/202216CuCl2：棕黃色固體, 共價化合物易溶于水和有機溶劑常用作消毒劑、食品添加劑、催化劑等鹽類8/28/202217無水CuSO4：白色粉末，吸水性強，吸水后呈藍色，可檢驗或除去有機液體中的少量水分。CuSO4CuSO45H2O：膽礬，較強殺菌力，防止蓄水池藻類的生長，制備波爾多液。易水解Cu2+ H2O Cu

8、(OH)+ + H+ 用于原電池、電鍍、印染、木材防腐、電子復印技術、選礦和制備無機顏料，醫(yī)藥上的收斂劑等。 1882年秋天，法國人“米拉德氏”在法國波爾多城附近發(fā)現(xiàn)各處葡萄樹都受到病菌的侵害，只有公路兩旁的葡萄樹依然果實累累，沒有遭到危害。他感到很奇怪，就去請教管理員。他們把石灰水和硫酸銅溶液分別撒到路旁的葡萄樹上，在葡萄葉上留下白色和藍色的痕跡，使路人以為是噴撒過了藥，從而打消可能偷食葡萄的念頭。8/28/202218Cu+ Cu2+ 價層電子構型 3d10 3d9I2=1958kJ/mol 很高， Cu+固態(tài)時穩(wěn)定Cu()與Cu()的穩(wěn)定性比較電荷 +1 +2半徑/pm 96 72 水合

9、焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中Cu2+穩(wěn)定；Cu+固體穩(wěn)定、水中歧化。 I1=745kJ/mol8/28/202219鹵化銀AgFAgClAgBrAgI顏色無色白淺黃黃溶解性溶于水 難溶于水鍵型離子鍵 共價鍵過渡鹵化銀具有感光性，可作照相底片感光物質不穩(wěn)定，713K或微量有機物存在見光后分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2硝酸銀Ag+離子的反應Ag鏡反應的原理。8/28/202222配合物 過量NH3過量Na2S2O3過量KCNAgCl溶溶溶AgBr溶溶AgI溶產(chǎn)物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- Kf1.671072.910132.51

10、0218/28/202223Ag+序17.2 鋅族元素17.2.3 水溶液中鋅族元素的 離子及反應17.2.2 鋅族元素的化合物17.2.1 鋅族元素的單質17.2.1 鋅族元素的單質熔點低： Zn Cd Hg 419 321 -39 Hg能溶解許多金屬成汞齊： Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg 其中的金屬仍保持原有性質，也可用于提取貴金屬8/28/2022261.與O2的作用：穩(wěn)定性下降加熱：化學性質Zn Cd相似，Hg活潑性較差-0.762-0.4030.85358/28/2022272.與S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黃)HgS (紅，朱砂) (黑，辰砂)8/28/202

11、2283.與酸反應4.Zn兩性Zn + 2H+ Zn2+ + H2 Zn +2OH-+2H2O Zn(OH)42- + H28/28/202229鹽類氯化鋅(ZnCl2)Fe2O3+6H+Fe3+3H2O常用于錫焊之前清除金屬表面氧化物吸水性強，且水解顯酸性。Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+8/28/202230鹽類硫化鋅(ZnS)白色顏料，ZnSBaSO4混合晶體稱為鋅鋇白(即立德粉)，是優(yōu)良的白色顏料。在晶體ZnS中摻入微量Cu、Mn、Ag做活化劑，光照時可發(fā)出不同顏色的熒光，此材料可作熒光粉。8/28/202231Zn2+的鑒定在強堿性溶液中：Zn2+ + 二苯硫腙 粉紅色沉淀(水層) CCl4溶液綠色汞的化合物 直線型共價分子,有甜味,難溶于水,無毒。Hg2Cl2：甘汞 直線型共價分子,易升華,微溶于水,劇毒。HgCl2：升汞,