铜族与锌族元素.于斯敏等.2004.ppt

铜族元素的基本性质 铜银金的物理性质 金属单质 1物理性质 在常温下,铜银金都是晶体,纯铜为紫红色，金为黄色，银为银白色。它们的硬度小，熔沸点高，这可能与d电子也参与形成金属键有关；有良好的延展性和优良的导电导热性，在所有金属中，银的导电性最强。 2.化学性质 铜族元素的化学活泼性远较碱金属低，并按Cu，Ag，Au的顺序递减。这与它们的原子半径，外电子结构和有效核电荷有关。 锌、镉、汞元素的某些性质 锌、镉、汞元素的某些性质 元素的通性 锌、镉、汞的熔点和沸点都比较低 汞：唯一在室温下为液态的金属；蒸汽为单原子单质，剧 毒 锌、镉、 汞的结构进本上都是典型的金属六方密堆积，但是有较大畸变 使得金属原子之间相互作用力小，因此升华热小，熔沸点比铜族金属要低的多。 锌和镉的化学性质比较相似，汞较特殊 三种元素的第一和第二电离能之和都较小，而第三电离能明显较高。 三种元素很少表现过渡金属的性质，极化作用强 Mg2+ Zn2+ Cd2+ Hg2+ 易形成配合物 导致：这些单质比前面的铜族元素密度小的多，抗拉强度也比较低（d电子稳定性） 2.2单质 Zn， Cd ， Hg都是白色金属，由于ｄ电子未参与成键，本族元素都较软－汞是常温下唯一的液体金属。 本族元素与其他金属间易形成合金。 3299 3616 3837 第三电离势/ kJ/mol 1820 1641 1743 第二电离势/ kJ/mol 1013 873 915 第一电离势/ kJ/mol 151 151 134 金属半径/pm 1.9 1.7 1.6 电负性 5d106s2 4d105s2 3d104s2 电子组态 200.59 112.41 65.38 原子量 80 48 30 原子序 Hg Cd Zn 648 1038 1182 沸点/K 234 594 693 熔点/K －1833 －1316 －2054 M2+ g 水合热/ kJ/mol +1, +2 +2 +2 氧化态 61.3 111.9 129.3 ?Hf/ kJ/mol 59.1 100.0 114.2 ?H气化/ kJ/mol 2.30 6.40 7.28 ?H熔点/ kJ/mol +0.8545 -0.4030 -0.7619 E M2+/M /V Hg Cd Zn 与其他的d区元素不同，本族中Zn和Cd很相似而同Hg有很大差别： 锌族元素的标准电势图 E0A Zn2+ Zn –0.7628 Cd2+ Cd22+ Cd –0.6 –0.2 +0.851 HgCl2 Hg2Cl2 Hg +0.63 +0.26 E0B ZnO22- Zn –1.216 Cd OH 2 Cd –0.809 HgO Hg +0.0984 4Zn＋2O2＋3H2O＋CO2 ZnCO3·3Zn OH 2 Zn＋2NaOH＋2H2O Na2[Zn OH 4]＋H2↑ Zn＋4NH3＋2H2O [Zn NH3 4]2+＋H2↑＋2OH－ Hg只能溶于氧化性酸，汞与氧化合较慢，而与硫、卤素则很容易反应： 3Hg＋8HNO3 3Hg NO3 2＋2NO↑＋4H2O 6Hg 过 ＋8HNO3 冷、稀 3Hg2 NO3 2＋2NO↑＋4H2O 2.2 单质 2.3 锌族元素的主要化合物： 锌和镉在常见的化合物中氧化数为＋2 。 汞有＋1和＋2两种氧化数。 多数盐类含有结晶水，形成配合物倾向也大。 1. 氧化物与氢氧化物： ZnCO3 ZnO＋CO2↑ 568K CdCO3 CdO＋CO2↑ 600K 2HgO 2Hg＋O2↑ 573K ZnO受热时是黄色的，但冷时是白色的。ZnO俗名锌白，常用作白色颜料 。 氧化镉在室温下是黄色的，加热最终为黑色，冷却后复原。这是因为晶体缺陷（金属过量缺陷）造成的。 黄色HgO在低于573K加热时可转变成红色HgO 。两者晶体结构相同，颜色不同仅是晶粒大小不同所致。黄色晶粒较细小，红色晶粒粗大。 Zn2+ Cd2+ +OH– Zn OH 2 Cd OH 2 Hg2++2OH – HgO+H2O Zn OH 2 Cd OH 2 HgO 两性） （两性偏碱性） 碱性增强 Zn OH 2＋4NH3 [Zn NH3 4]2+＋2OH－ Cd OH 2＋4NH3 [Cd NH3 4]2+＋2OH－ 2. 硫化物 溶于2mol/L HCl 白 1.2×10－23 ZnS 溶于6mol/L HCl 黄 3.6×10－29 CdS 溶于王水与Na2S 黑 3.5×10－53 HgS 溶解情况 颜 色 Ksp 3HgS＋8H+＋2NO3－＋12Cl－