大連理工大學(xué)無機(jī)化學(xué)第17章課件

第十七章d區(qū)元素(二)§17.1銅族元素*§17.3含有害金屬廢水的處理§17.2鋅族元素§17.1銅族元素17.1.1

銅族元素的單質(zhì)17.1.2

銅族元素的化合物銅族元素(ⅠB)：Cu，Ag，Au價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d10ns117.1.1

銅族元素的單質(zhì)銅族元素除以單質(zhì)形式存在外，還以礦物形式存在。如：

Cu：輝銅礦（Cu2S）孔雀石（Cu2(OH)2CO3）

Ag：輝銀礦（Ag2S）

Au：碲金礦（AuTe2）1.物理性質(zhì)特征顏色：Cu(紫紅)，Ag(白)，Au(黃)

熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較其它過渡金屬低導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好，且Ag>Cu>Au

延展性好2.化學(xué)性質(zhì)(1)與O2，H2O作用堿式碳酸銅化學(xué)活潑性差，室溫下不與O2，H2O作用；加熱時(shí)與O2，H2O作用?！鳌?2)與X2作用常溫下反應(yīng)活潑性：Cu>Ag>Au只能在加熱條件下進(jìn)行常溫下反應(yīng)較慢(3)與酸作用

不能置換稀酸中的H+；生成難溶物或配合物,使單質(zhì)還原能力增強(qiáng)；

與氧化性酸作用1.銅的化合物17.1.2

銅族元素的化合物

Cu(Ⅰ)的化合物呈白色或無色，Cu+價(jià)電子構(gòu)型為d10，不發(fā)生d-d躍遷。

Cu(Ⅱ)的化合物呈現(xiàn)顏色，Cu2+價(jià)電子構(gòu)型為d9，發(fā)生d-d躍遷。(1)銅(Ⅰ)的化合物2Cu+Cu2++Cu，

=1.0×106

Cu+在溶液中不穩(wěn)定：固態(tài)Cu(Ⅰ)化合物比Cu(Ⅱ)化合物穩(wěn)定性高1800℃CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S

Cu(Ⅰ)化合物難溶于水，溶解度相對大?。?/p>

Cu(Ⅰ)化合物與氧作用：

Cu+為軟酸，與下列配體形成配合物，穩(wěn)定性大小順序：

Cl-＜Br-＜I-＜SCN-＜NH3＜S2O32-＜CS(NH2)2＜CN-

Cu(Ⅰ)配合物的配位數(shù)多為2，配體濃度增大時(shí)，也可能形成配位數(shù)為3或4的配合物。

Cu(Ⅰ)配合物不易發(fā)生歧化反應(yīng)Cu2+

0.447V

[CuCl2]-

0.232V

Cu△稀釋

Cu(Ⅰ)配合物吸收CO和烯烴：[CuCl2]-+CO[CuCl2(CO)]-[CuCl2]-+C2H4[CuCl2(C2H4)]-[Cu(NH3)2]++CO[Cu(NH3)2(CO)]+[Cu(NH2CH2CH2OH)2]++C2H4

[Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)]+用于石油氣中分離出烯烴。

Cu(Ⅰ)的難溶物不易歧化Cu2+

CuCl

Cu0.561V0.117V(2)銅(Ⅱ)的化合物CuSO4·5H2O的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)淺藍(lán)檢驗(yàn)糖的存在。

Cu(OH)2的性質(zhì)及Cu(Ⅱ)的氧化性△

[Cu(H2O)6]2+的水解2Cu2++2H2O[Cu2(OH)2]2++2H+=10－10.6K

I-

Cu2+的鑒定：(弱酸性)紅棕或微酸性

Cu(Ⅱ)的配合物：多為4配位

Cu(Ⅱ)配合物不如Cu(Ⅰ)配合物穩(wěn)定。

[CuCl4]2-[CuCl2]-lg

fK-4.64.84-62727222)OCu(P)(OPCuCu-472)(OP過量s淺藍(lán)藍(lán))(適量-472OP+++2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH過量3)(NH適量淺藍(lán)深藍(lán)H2O2.銀、金的化合物在銀的化合物中，Ag(Ⅰ)的化合物種類較多，如：Ag2O，AgNO3，Ag2SO4等。金有氧化值為+1和+3的化合物。與Cu(Ⅰ)的化合物相似，Au(Ⅰ)的化合物幾乎也都是難溶于水的。在水溶液中，Au(Ⅰ)的化合物很不穩(wěn)定，容易歧化為Au(Ⅲ)和Au。Au(Ⅲ)的化合物較穩(wěn)定，在水溶液中多以配合物形式存在。熱穩(wěn)定性差難溶于水的居多易溶于水：AgClO4,AgF,AgNO3,AgBF4,難溶于水：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4。(1)

銀(Ⅰ)化合物的特點(diǎn)：具有顏色，顯色機(jī)理為電荷遷移。AgCl

AgBr

AgIAg2OAg2CrO4Ag2S白淺黃黃褐磚紅黑對光敏感AgI——人工增雨，AgBr

用于照相底片，印相紙。(2)Ag(Ⅰ)離子的反應(yīng)銀鏡反應(yīng)：鑒定S2O32-：)S(s,AgSOH

OH)(s,OSAg2422322黑白++(3)Ag+的常見反應(yīng)序列7231067.1))Ag(NH(×=+133=-232109.2))OAg(S(×2021048.2)Ag(CN)(×=-(AgCl)=1.8×10-10(AgBr)=5.3×10-13(AgI)=8.3×10-17(Ag2S)=6.3×10-50§17.2鋅族元素17.2.2

鋅族元素的化合物17.2.1

鋅族元素的單質(zhì)17.2.1

鋅族元素的單質(zhì)鋅族元素以礦物形式存在：閃鋅礦(ZnS)，辰砂(HgS)。鋅族元素(ⅡB)：Zn，Cd，Hg價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d10ns2鋅族元素單質(zhì)的物理性質(zhì)：熔點(diǎn)低：

Zn：419℃，Cd：321℃，Hg：-39℃。汞是室溫下惟一的液態(tài)金屬。易形成合金 黃銅：Cu-Zn

汞齊：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg

用于提取貴金屬。鋅族元素單質(zhì)的化學(xué)活潑性從鋅到汞降低與O2的作用：（在干燥空氣中穩(wěn)定）穩(wěn)定性下降360℃470℃加熱：潮濕：與S的作用M+SMSZnS(白)CdS(黃)HgS(紅，朱砂)(黑，辰砂)

Zn與堿的反應(yīng)17.2.2

鋅族元素的化合物鋅、鎘的化合物，氧化值多為+2，性質(zhì)比較相似。汞的化合物，氧化值為+2，+1。其性質(zhì)與鋅、鎘的化合物有許多不同之處。1.鋅、鎘的化合物(1)Zn2+

，Cd2+的水解[Zn(H2O)6]2+[Zn(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.66K

[Cd(H2O)6]2+[Cd(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.0K

ZnO既溶于酸又溶于堿。

Zn(OH)2為兩性：

Cd(OH)2為堿性：(2)Zn2+

，Cd2+與強(qiáng)堿的反應(yīng)稀酸溶性硫化物的特征反應(yīng)。為鑒定+2Cd鋅鋇白(立德粉)黃++22

)CdS(s,SHCd+2H+(3)硫化物的生成稀酸不溶性硫化物(4)常見配合物

Zn2+，Cd2+與X-，NH3，CN-形成配合物[Zn(NH3)4]2+，[Cd(NH3)4]2+，[Zn(CN)4]2-，[Cd(CN)4]2-，[CdCl4]2-等。

特點(diǎn)：配位數(shù)為4，穩(wěn)定，四面體構(gòu)型，多為無色。Cd2+的配合物相對Zn2+的同配體配合物穩(wěn)定。例如：F-

Cl-Br-I-lg

f1K0.730.43-0.60<-1Zn2+lg

f1K0.461.951.752.10Cd2+(5)Zn2+的鑒定（堿性條件）二苯硫腙(CCl4溶液)綠色粉紅色(水層)上棕色(CCl4層)下21

Hg(Ⅰ)的化合物：

Hg2Cl2，Hg2(NO3)2，氯化亞汞(甘汞)硝酸亞汞難溶于水易溶于水2.汞的化合物(2)Hg(Ⅱ)的化合物：

HgCl2，Hg(NO3)2，HgO

氯化汞(升汞)硝酸汞氧化汞直線形共價(jià)分子易溶于水400℃分解為劇毒Hg和O2

劇毒229pm229pm與S2-的反應(yīng)與OH-的反應(yīng)(3)汞的重要反應(yīng)Hg2+0.9083VHg22+0.7955VHgHgS-0.758VHg2S-0.598VHgHg(I)

形成沉淀或配合物時(shí)歧化。氨基氯化汞與NH3的反應(yīng)-4232ClNHHgCl(s,白)NH2NHHgCl

++++2433223Cl])[Hg(NH2NH]Cl)[Hg(NH+NH4ClHgCl2+2NH3

[

Hg(NH3)2]Cl2]NH4Cl4-24NHNesslerHgI

+試劑的主要成分，用于鑒定為-I與I-的反應(yīng)2-2)(s,HgI2IHg

++金紅色+-24-2)(aq,HgI2IHgI

無色222-22HgHgI)(s,IHg2IHg

+++草綠色2-O3H7I++2--244)I(s,