无机化学第十七章-d区元素二-课件

第十七章第十七章 d d区元素区元素(二二)17.1 铜族元素铜族元素17.2 锌族元素锌族元素2020/12/2117.1 铜族元素铜族元素17.1.1 铜族元素的单质铜族元素的单质17.1.2 铜族元素的化合物铜族元素的化合物2020/12/22精品资料2020/12/23你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早”2020/12/2417.1.1 铜族元素的单质铜族元素的单质 价电子层结构 (n-1)d10ns1 n=4,5,6,7 氧化数+1、+2、+3 价键特征离子为18e或917e电子构型，具有较强的极化力和变形性。化合物有较高程度的共价性。如：CuCl2、AgI等 铜 银 金29Cu47Ag79Au IB 族族2020/12/25 铜族元素除以单质形式存在外，还以矿物形式存在。如：Cu：辉铜矿（Cu2S）孔雀石（Cu2(OH)2CO3）Ag：辉银矿（Ag2S）Au：碲金矿（AuTe2）2020/12/261.1.物理性质物理性质 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)熔点、沸点较其它过渡金属低 导电性、导热性好，且AgCuAu 延展性好2020/12/27CuAgAu紫红银白黄色熔点1356 12531337沸点2840 24853553密度(g/cm3)8.9610.5019.30导电率(Hg=1)56.95939.6导热率(Hg=1)51.357.239.22020/12/282.2.化学性质化学性质(1)与与O2，H2O作用作用碱式碳酸铜 化学活泼性差，室温下 不与O2，H2O作用；加热时与O2，H2O作用。2020/12/29(2)与与X2作用作用常温下反应活泼性：活泼性：CuAgAu只能在加热条件下进行常温下反应较慢2020/12/210硫脲(3)与酸作用与酸作用 不能置换稀酸中的H+；生成难溶物或配合物，使单质还原能力增强；2020/12/211所以不可用铜器盛氨水。O22020/12/212 与氧化性酸作用与氧化性酸作用2020/12/2131.铜的化合物铜的化合物17.1.2 铜族元素的化合物铜族元素的化合物 Cu()的化合物呈白色或无色，Cu+价电子构型为d10，不发生d-d跃迁。Cu()的化合物呈现颜色，Cu2+价电子构型为d9，发生d-d跃迁。Cu()的化合物：K3CuF6(淡绿色)，具有强氧化性。2020/12/214几种常见的铜的化合物：几种常见的铜的化合物：2020/12/215(1)铜铜()的化合物的化合物2Cu+Cu2+Cu ，=1.0106 Cu+在溶液中不稳定：在溶液中不稳定：固态固态Cu()化合物比化合物比Cu()化合物稳定性高化合物稳定性高1800 +0.153V +0.521VCu2+Cu+Cu2020/12/216CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S Cu()化合物难溶于水，溶解度相对大小：化合物难溶于水，溶解度相对大小：Cu()化合物与氧作用：化合物与氧作用：Cu+为软酸，与下列配位体形成配合物，为软酸，与下列配位体形成配合物，稳定性大小顺序：稳定性大小顺序：Cl-Br-I-SCN-NH3S2O32-CS(NH2)2CN-2020/12/217 Cu()配合物的配位数多为配合物的配位数多为2，配位体，配位体 浓度增大时，也可能形成配位数为浓度增大时，也可能形成配位数为3或或 4的配合物。的配合物。Cu()配合物不易发生歧化反应配合物不易发生歧化反应Cu2+0.447V CuCl2-0.232V Cu稀释0.013V-0.128V2020/12/218 Cu()配合物吸收配合物吸收CO和烯烃：和烯烃：CuCl2-+CO CuCl2(CO)-CuCl2-+C2H4 CuCl2(C2H4)-Cu(NH3)2+CO Cu(NH3)2(CO)+Cu(NH2CH2CH2OH)2+C2H4 Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)+用于石油气中分离出烯烃。2020/12/219 Cu()的沉淀物不易歧化的沉淀物不易歧化Cu2+Cu+Cu0.161 V0.52 VCu2+CuCl Cu0.561 V0.117 V对比：水溶液：(右)(左)，Cu+歧化。2Cu+Cu2+Cu ，=1.01062020/12/220(2)铜铜()的化合物的化合物 CuO的制备与性质的制备与性质熵增2020/12/221浅蓝检验糖的存在。检验糖的存在。Cu(OH)2的性质及的性质及Cu()的氧化性的氧化性2020/12/222I-CN-2020/12/223 CuSO45H2O的结构与性质的结构与性质2020/12/224 Cu(H2O)62+的水解的水解2Cu2+2H2O Cu2(OH)22+2H+=1010.6K Cu2+的鉴定：的鉴定：(弱酸性弱酸性)红棕或微酸性2020/12/225 Cu()的配合物：多为的配合物：多为4配位配位 Cu()配合物不如配合物不如Cu()配合物稳定配合物稳定。CuCl42-CuCl2-lg fK-4.6 4.84-62727222)OCu(P)(OPCuCu-472)(OP过量s浅蓝浅蓝蓝蓝)(适量-472OP+2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH 过量3)(NH 适量浅蓝浅蓝深蓝深蓝H2O2020/12/2262.银和金的化合物银和金的化合物氧化值+1：Ag2O，AgNO3，Ag2SO4。氧化值+2：AgO，AgF2。氧化值+3：Ag2O3。强氧化性2020/12/227几种银和金的常见化合物几种银和金的常见化合物2020/12/228 热稳定性差热稳定性差 难溶于水的居多难溶于水的居多易溶于水：AgClO4,AgF,AgNO3,AgBF4,难溶于水：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4。(1)银银()化合物的特点：化合物的特点：2020/12/229 具有颜色具有颜色，显色机理为电荷迁移。AgCl AgBr AgI Ag2O Ag2CrO4 Ag2S白 浅黄 黄 褐 砖红 黑 对光敏感对光敏感AgI人工增雨，AgBr 用于照相底片，印相纸。2020/12/230(2)Ag()离子的离子的反应反应银镜反应：银镜反应：2020/12/2312020/12/232鉴定鉴定S2O32-：)S(s,AgSOH OH)(s,OSAg2422322黑白+2020/12/233(3)Ag+序序2020/12/2347231067.1)Ag(NH(=+133=-232109.2)OAg(S(2021048.2)Ag(CN)(=-(AgCl)=1.810-10(AgBr)=5.310-13(AgI)=8.310-17(Ag2S)=6.310-502020/12/235(4)Ag+的鉴定的鉴定I-HNO32020/12/236思考：已知：E(I2/I-)=0.535 V，E(Ag+/Ag)=0.799 V，在Ag+溶液中加入I 时，为何不能把I 氧化为I2？2020/12/23717.2 锌族元素锌族元素17.2.2 锌族元素的化合物锌族元素的化合物17.2.1 锌族元素的单质锌族元素的单质2020/12/23817.2.1 锌族元素的单质锌族元素的单质 锌族元素以矿物形式存在：闪锌矿(ZnS)，辰砂(HgS)。30Zn 48Cd 80Hg 锌锌 镉镉 汞汞u原子价电子层构型(n-1)d10ns2；uM2+为18电子构型，离子及化合物无色；u氧化数通常为+2，汞也可呈+1氧化态，以Hg22+形式存在。6s2惰性电子对效应惰性电子对效应B2020/12/239 熔点低：Zn：419，Cd：321，Hg：-39。汞是室温下惟一的液态金属。易形成合金黄铜：Cu-Zn汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg 用于提取贵金属。1.单质的物理性质：单质的物理性质：2020/12/2402.单质的化学性质单质的化学性质与与O2的作用：的作用：（在干燥空气中稳定）稳稳定定性性下下降降360470加热：潮湿：2020/12/241与与S的作用的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂)2020/12/242 与酸反应与酸反应 Zn与碱的反应与碱的反应2020/12/243思考：思考：1.已知：E(Zn2+/Zn)=0.7621 V，室温下锌不能从水中置换出H2，为什么？日常生活中如何利用锌的这一性质？2.锌是否可以从碱液中置换出氢气？试计算pH=14时，E(H+/H2)=？，E(Zn(OH)42-/Zn)=？2020/12/24417.2.2 锌族元素的化合物锌族元素的化合物 锌、镉的化合物，氧化值多为+2，性质比较相似。汞的化合物，氧化值为+2，+1。其性质与锌、镉的化合物有许多不同之处。1.锌、镉的化合物锌、镉的化合物(1)Zn2+，Cd2+的水解的水解Zn(H2O)62+Zn(OH)(H2O)5+2H+=109.66K Cd(H2O)62+Cd(OH)(H2O)5+2H+=109.0K 2020/12/245ZnO既溶于酸又溶于碱。Zn(OH)2为两性为两性：Cd(OH)2为碱性为碱性：(2)氢氧化物氢氧化物2020/12/246稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)黄+22 )CdS(s,SHCd+2H+(3)硫化物硫化物稀酸不溶性硫化物2020/12/247(4)配合物配合物 Zn2+，Cd2+与X-，NH3，CN-形成配合物Zn(NH3)42+，Cd(NH3)42+，Zn(CN)42-，Cd(CN)42-，CdCl42-等。特点：配位数为特点：配位数为4，稳定，四面体构型，稳定，四面体构型，多为无色。多为无色。Cd2+的配合物相对Zn2+的同配体配合物稳定。例如：F-Cl-Br-I-lg f1K0.73 0.43 -0.60 -1 Zn2+lg f1K0.46 1.95 1.75 2.10 Cd2+2020/12/248(5)Zn2+的鉴定的鉴定（碱性条件）二苯硫腙 (CCl4溶液)绿色粉红色 (水层)上棕色 (CCl4层)下212020/12/249(1)Hg()的化合物：的化合物：Hg2Cl2，Hg2(NO3)2，氯化亚汞(甘汞)硝酸亚汞 难溶于水 易溶于水2.汞的化合物汞的化合物(2)Hg()的化合物：的化合物：HgCl2，Hg(NO3)2，HgO 氯化汞(升汞)硝酸汞 氧化汞直线形共价分子 易溶于水 400分解为 剧毒 Hg和O2 剧毒229 pm229 pm2020/12/250 与与S2-的反应的反应 与与OH-的反应的反应(3)汞的重要反应汞的重要反应2020/12/251Hg2+0.9083 V Hg22+0.7955 V HgHgS -0.758 V Hg2S -0.598 V HgHg(I)形成沉淀或配合物时歧化。形成沉淀或配合物时歧化。2020/12/252胺基氯化汞 与与NH3的反应的反应-4232ClNHHgCl(s,白)NH2NHHgCl+2433223Cl)Hg(NH2NHCl)Hg(NH+NH4ClHgCl2+2NH3 Hg(NH3)2Cl2NH4Cl2020/12/253加加 有利于平衡右移有利于平衡右移2020/12/2544-24NHNesslerHgI +试剂的主要成分，用于鉴定为-I 与与I-的反应的反应2-2)(s,HgI2IHg+金红色+-24-2)(aq,HgI2IHgI 无色222-22HgHgI)(s,IHg2IHg +草绿色2-O3H7I+2-244)I(s,NH HgHg 4OH2HgINH+红棕色O2020/12/255反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+Hg2+的鉴定的鉴定)(aq,Hg(SCN)2SCNHg(SCN)-24-2无色+(s)Hg(SCN)2SCNHg 2-2+与与SCN-的反应的反应2020/12/256HgS：=1.610-52 HgS的溶解的溶解2020/12/257(4)汞的配合物汞的配合物 Hg(SCN)42-，Hg(NH3)42+，HgI42-，HgCl42-等。特点：配位数多为4，反磁性。f1K和 较接近，它们比 ，大得多。f2Kf3Kf4K HgCl42-106.74 106.48 100.85 101.00 f1Kf2Kf3Kf4K2020/12/258