第14章过渡元素(二)
(2)Cu(Ⅱ)
Cu(Ⅰ)
加入还原剂,使Cu2+ 配合物:
Cu+,且转化为沉淀或
2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 白色
Cu 2
0.86V
I2
0.535V
2Cu2+CuI + Cu + 2CI l- = 2CuCl
Cu 2 0.509 CuCl 0.170 Cu
酸碱性:
Cu(OH)2:常温放置或加热脱水
Cu(OH)2
CuO(黑色) + H2O
CuO:弱碱,易溶于酸
CuO + 2H+ Cu2+ + H2O
Cu(OH)2:两性偏碱,易溶于酸,溶于浓的强碱及氨水
Cu(OH)2 + 2H+
Cu2+ + 2H2O
Cu(OH)2 + 2OH-
[Cu(OH)4]2-
Cu(OH)2 + 4NH3
2CuCl + H2O 2AgCl + H2O
生成配合物:
与NaCN或NH3·H2O反应,生成相应配合物 Cu2O + 4CN- + H2O 2[Cu(CN)2]- + 2OHAg2O + 4CN- + H2O 2[Ag(CN)2]- + 2OH-
②氢氧化物 CuOH(黄)
溶解性: 难溶的弱碱 热稳定性:不稳定,易脱水
弱碱
HgO 红或黄 难溶 弱碱
(2)氢氧化物
问题一:Zn2+、Cd2+、Hg2+与强碱作用
生成:
Zn2+ + OHCd2+ + OHHg2+ + OH-
Zn(OH)2 Cd(OH)2 HgO
(白色) (白色) (黄色)
问题二:Zn(OH)2、Cd(OH)2、HgO显什么性质
性质:Zn(OH)2有明显两性,与过量强碱作用生成 [Zn(OH)4]2-,也可溶于NH3水,生成[Zn(NH3)4]2+。
的共价性,不管在程度上或范围上都比IIA族元素的化合物所表 现的共价性为大。IIB族金属离子形成配合物的倾向比IIA族金 属离子强得多。
4.氢氧化物的酸碱性 II B族元素的氢氧化物是弱碱性的,且易脱水分解。 IIA的氢氧化物则是强碱性的,不易脱水分解。 而Be(OH)2和Zn(OH)2都是两性的。
2.化学活泼性 锌族元素活泼性较碱土金属差。 II A族元素在空气中易被氧化,不但能从稀酸中置换出氢气,而且
也能从水中置换出氢气。 II B族在干燥空气中常温下不起反应,不能从水中置换出氢 气,在稀的盐酸或硫酸中,锌易溶解,镉较难,汞则完全不溶解。
3.化合物的键型及形成配合物的倾向 IIB族元素的离子具有18电子构型,因而它们的化合物所表现
Cd(OH)2两性微弱。可溶于NH3水,生成 [Cd(NH3)4]2+
2.氯化物
(1)氯化锌
无水氯化锌为白色固体,易溶于水,水溶液由于 Zn2+的水解而显酸性:
Zn2+ + H2O
ⅠA:密度低、熔点低 硬度小、延展性、导电性差
(2)化学性质 ⅠB:活泼性低 ⅠA:活泼性高 ①与O2反应:ⅠB: 2Cu + O2 CuO(黑)
ⅠA:很易与氧反应,生成M2O(Li2O)、 M2O2(Na2O2)或MO2(KO2) ②与H2O反应: ⅠB:无作用 ⅠA:反应剧烈 ③与酸反应:ⅠB:只与氧化性酸反应 ⅠA:反应剧烈
-0.763V -0.403V +0.851V
M
在水溶液中,金属活泼性减小。
4.配位性:金属离子已形成配离子,一般无色。
5.物理性质:Ⅱb金属的硬度小,熔沸点低。Hg是金 属中唯一液态的金属。
二、重要的化合物 1.氧化物和氢氧化物
(1)氧化物
ZnO
CdO
颜色: 白
棕黄
溶解性: 难溶
难溶
酸碱性: 两性
5.盐的溶解度及水解 两族元素的硝酸盐都易溶于水。II B族元素的硫酸盐易溶,而 钙、锶、 钡的硫酸盐则是微溶。两族元素的碳酸盐又都难溶 于水。
IIB族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解,而钙、锶和 钡的盐则不水解。 6.某些性质的变比规律 II B族元素的金属活泼性自上而下减弱,但它们的氢氧化物 碱性则自上而下增强。 而IIA族元素的金属活泼性以及它们的氢氧化物碱性,自上而 下一致增强。
I A族元素:是极活泼的轻金属,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应, 同族内的活泼性自上而下增大;
3.元素价态
铜族元素:有+1、+2、+3等三种氧化态。铜族水合离子大多数显颜色。 碱金属:只有+1一种。碱金属离子一般是无色的,
4.化合物 I B族元素: IB族化合物有相当程度的共价性。氢氧化物碱性
较弱,且不稳定,易脱水形成氧化物。 IA族元素:IA族形成的化合物多数是离子型化合物,氢氧化物
都是极强的碱,并且非常稳定。
5.配合物 IB族的离子有很强的配合能力。 IA族的离子一般很难成为配合物的形成体。
二、II B族元素和II A族元素性质的对比
1.物理性质 IIB族金属的熔、沸点都比II A族低,汞在常温下是液体。II A 族和II B族金属的导电性、导热性、延展性都较差(只有镉有延 展性)。
2CuOH Cu2O + H2O
AgOH(白)
难溶的弱碱
不稳定,极易脱水
2AgOH Ag2O + H2O
Ag+ + OH-
Ag2O (棕)
(2)氧化数为+2的化合物
溶解性: CuO:难溶于水 Cu(OH)2:难溶于水
热稳定性:CuO:大于1000℃分解 4CuO 1000℃ 2Cu2O(红色) + O2
学习ⅠB、ⅡB族元素 时, 可分别与ⅠA、ⅡA对比学习。
一、 I B族元素和I A族元素性质的对比
1.与同周期的碱金属相比
铜族元素:原子半径较小,第一电离势较大。 熔点和沸点较 高,有良好 的延展性、导热性和导电性。
I A族元素:单质金属的熔点、沸点、硬度均低;
2.化学活泼性
铜族元素:铜族元素标准电极电势比碱金属为正。IB族都是不活泼的重金 属,在空气中比较稳定,与水几乎不起反应,同族内的活泼性自上而下减小。
黄血盐
Cu2[Fe(CN)6] 红棕色
第三节 锌族元素的重要化合物 一、锌族元素的通性
1.阶层电子构型:Zn
Cd
3d104s2 4d105s2
Hg 5d106s2
2.氧化态:他们均可形成氧化数为+2的化合物。Hg还 可形成氧化数为+1的化合物,两个Hg以共价键相连
3.金属活泼性: Zn
Cd
Hg
M 2
3.化合物
(1)氧化态: (2)氢氧化物:
ⅠB
+1,+2,+3 不稳定、易脱水
为弱碱
ⅠA
+1 稳定、为强碱
(3)卤化物: 多数为共价化合物 (4)盐的溶解性: 大多数难溶
少数易溶
多数为离子化合物 大多数易溶 少数难溶
(5)配合物:
易形成
难形成
二、铜族元素化合物
1.氧化物与氢氧化物
(1)氧化数为+1的化合物
①氧化物 Cu2O(红或黄)
溶解性:
难溶
Ag2O(暗棕) 难溶
酸碱性: 弱碱性
弱碱性
与酸反应:Cu2O溶于稀硫酸而被岐化
Cu2O + 2H+
Cu2+ + Cu + H2O
Ag2O溶于稀硫酸生成相应的盐
Ag2O + H2SO4
Ag2SO4 + H2O
与HX反应均生成相应卤化物沉淀
Cu2O + 2HCl Ag2O + 2HCl
淡黄色
[Ag(S2O3)2]3-
I- AgI CN- [Ag(CN)2]-
黄色
S2- Ag2S
黑
4.Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相互转化
(1)Cu(Ⅰ) Cu(Ⅱ)
A
: Cu 2
0.170
Cu
0.522
Cu
高温、干态时,Cu(Ⅰ)的盐稳定,水溶液中Cu+ 歧化分解为Cu2+及Cu。
2Cu+ = Cu2+ + Cu
锌族:(n-1)d10ns2
从最外层电子来看: 铜族和IA族的碱金属元素都只有1个电子,失去S电子后都呈现+1氧化态。 锌族和II A族的碱土金属元素都有两个S电子,失去S电子后都能呈+2氧化态。 因此在氧化态和某些化合物的性质方面I B与I A、II B与II A族元素有一些相似之 处,但由于I B与IIB族元素的次外层比I A与II A族元素多出10个d电子,它们又有一 些显著的差异。
[Cu(NH3)4]2+、[CuCl4]2-、[Cu(OH)4]2-、[Cu(H2O)4]2-
Ag(Ⅰ):
[Ag(NH3)2]+、[Ag(SCN)2]-、[Ag(S2O3)2]3-、[Ag(CN)2]-
4)银的沉淀与配离子间的相互转化
Ag++Cl-
AgCl
白色
NH3·H2O [Ag(NH3)2]+ Br - AgBr S2O32-
2CuCl
(Ⅱ)性质
(a)难溶于水、硫酸及稀硝酸
(b)形溶成于[浓Cu盐(N酸H生3)2成]+ 配位数不同的配离子;溶于NH3·H2O、
②Cu(Ⅱ)盐
(Ⅰ)氯化铜(CuCl2·2H2O) 在卤化铜中,CuCl2较为重要,由氧化铜或硫酸铜 与盐酸反应获得,也可由单质直接合成。性质如下: