第二十章铜族和锌族元素.ppt

第二十章 铜族和锌族元素 —— 概述 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 Cu Ag Au 锌族位于周期表ⅡB：包括 Zn Cd Hg 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。 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。 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 Cu ? Au 增大 ?0M+/M Cu ? Au 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。 2 铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别 1)金属性、活泼性： Cu ? Ag ? Au 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： AlCl3 CuCl2 ----- 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]- 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 。 铜 的 电 解 —— 电解液：10 ~ 16% CuSO4 10 ~ 17% H2SO4P 电解时：与外电源正极 ~ 阳极 - 粗铜版 溶解 Cu - 2e ? Cu2+ 氧化反应 与外电源负极 ~ 阴极 - 精铜版 沉积 Cu2+ + 2e ? Cu 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 。 3 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 . 三 铜族元素的重要化合物 1 Ag2O : 氧化剂 2Ag+ + 2OH-?2AgOH?(易失水)?Ag2O?棕褐 性质： 氧化性 易配合 2 AgNO3 ： 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AgBr 3 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 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 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