铜银锌汞第四组

1、中 药 学 （ 1 ） 第 四 组谢飘 王绿虹 黄冰凡 吴妙梨 叶佩珊教学要求教学要求1. 掌握铜、银、锌、汞的单质性质及用途掌握铜、银、锌、汞的单质性质及用途了解铜银锌汞的使用时间及存在形式2. 掌握铜、银、锌、汞的氧化物，氢氧化物及其重要盐类的性质3. 铜银锌汞离子的鉴定铜、银锌、汞了解铜银锌汞的使用时间及存在方式了解铜银锌汞的使用时间及存在方式铜、银铜、银是是铜族元素铜族元素，位于周期表位于周期表dsds区区BB族；族；锌、汞，是锌族元素，位于锌、汞，是锌族元素，位于周期表周期表dsds区区BB族。（族。（Ps: Ps: 铜、锌族元素价电子层构型为铜、锌族元素价电子层构型为(n-1)d(

2、n-1)d1010nsns1 1、(n-1)d(n-1)d1010nsns2 2) )银的认识银的认识：1 1）存在）存在：单质、硫化物：单质、硫化物(Ag2S)(Ag2S) 2 2）被人们用作钱币，有：被人们用作钱币，有：“货币金属货币金属”之称之称锌的认识锌的认识：1 1）存在）存在：单质、硫化物：单质、硫化物(ZnS)(ZnS)、含氧化合物、含氧化合物(ZnO(ZnO、ZnCO3)ZnCO3)、与铅矿共生、与铅矿共生2 2）我国古代劳动人民首先开始使用，有学者认为，大约在西汉时期已经有铜我国古代劳动人民首先开始使用，有学者认为，大约在西汉时期已经有铜- -锌合锌合金铸造的钱币金铸造的钱币

3、汞的认识汞的认识：1 1）存在）存在：单质、硫化物：单质、硫化物(HgS)(HgS)2 2）人类认识和使用的最早的元素，西方资料显示公元前人类认识和使用的最早的元素，西方资料显示公元前1616公元前公元前1515世纪古埃及人开始世纪古埃及人开始使用水银，中国大约在公元前使用水银，中国大约在公元前33公元前公元前4 4世纪开始使用水银世纪开始使用水银铜的认识铜的认识：1 1）存在）存在： 以金属、硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐的形式广泛分以金属、硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐的形式广泛分布，最常见的矿物有黄铜矿布，最常见的矿物有黄铜矿(CuFeS2)(CuFeS2)、孔雀石、孔雀石CuCO3Cu

4、(OH)2CuCO3Cu(OH)2和碱式砷酸铜铝和碱式砷酸铜铝（CeruleiteCeruleite）Cu2Al7(AsO4)4(OH)13 .12H2OCu2Al7(AsO4)4(OH)13 .12H2O等等 2 2）在公元前在公元前70007000公元前公元前60006000年间，取代石器，也当过钱币使用，有：年间，取代石器，也当过钱币使用，有：“货币金属货币金属”之称之称物理性质物理性质a.铜族金属铜族金属密度密度大大、硬度硬度大大、熔点熔点高高，而，而碱金属碱金属则密度小，则密度小，硬度小、熔点低。硬度小、熔点低。与与碱金属碱金属相比，相比，铜族元素铜族元素的成键电子较多，的成键电子较

5、多，金属键较强。金属键较强。b.铜族元素铜族元素的的导电性导热性导电性导热性在所有金属中是最好的。它们的在所有金属中是最好的。它们的导电导电性顺序为：性顺序为：AgCu。这在于。这在于铜族元素铜族元素的能带宽，能带的能带宽，能带内能级多，电子多，电子跃迁很容易。内能级多，电子多，电子跃迁很容易。C.铜族元素铜族元素都是面心立方紧密堆积结构，有较多的滑移面，都是面心立方紧密堆积结构，有较多的滑移面，故有良好的故有良好的延展性延展性。d.铜铜和和银银都有特征颜色：都有特征颜色：Cu(紫红紫红)、Ag(白白)化学性质化学性质 铜族元素的化学活性从铜族元素的化学活性从Cu至至Au降低，主要表现在与空气

6、中降低，主要表现在与空气中氧氧的反应和与的反应和与酸酸的反应的反应。（1）与氧反应）与氧反应 室温室温时，在纯净干燥的空气中，铜和银都很时，在纯净干燥的空气中，铜和银都很稳定。稳定。 加热加热时，时，铜铜形成黑色氧化铜，但形成黑色氧化铜，但银银不与空气中的氧结合。不与空气中的氧结合。 2Cu + O2 = 2CuO在含有在含有CO2的潮湿空气的潮湿空气中放久后，中放久后，铜铜表面会慢慢生成一层表面会慢慢生成一层绿色的绿色的铜锈铜锈： 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2-CuCO3铜制品如有锈斑可用食醋擦洗。铜制品如有锈斑可用食醋擦洗。银和金不发生上述反应银和金不发生上

7、述反应.此所谓此所谓“真金不怕火炼真金不怕火炼”！ （2 2）. .与酸反应与酸反应它们电极电势都高于氢的电极电势，因此它它们电极电势都高于氢的电极电势，因此它CuCu、AgAg、Au Au 不能置换不能置换稀酸中的稀酸中的H+H+离子，离子，CuCu、Ag Ag 可溶于氧化性酸，可溶于氧化性酸，Au Au 只溶于王水。只溶于王水。 例如：例如：铜、银可以与具有氧化性的酸作用铜、银可以与具有氧化性的酸作用 2Cu + 2H2Cu + 2H2 2SOSO4 4( (浓浓)= 2CuSO)= 2CuSO4 4 + SO + SO2 2+ 2H+ 2H2 2O O 2Ag + 2H 2Ag + 2H

8、2 2SOSO4 4( (浓浓) =Ag) =Ag2 2SOSO4 4 + SO + SO2 2+ 2H+ 2H2 2O O（4 4）. .与卤素反应与卤素反应 铜族元素均能和卤素反应。铜在常温下就能与卤素反应，银铜族元素均能和卤素反应。铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢。反应很慢。( (从铜到银越老越难反应从铜到银越老越难反应) )（3）.与硫反应与硫反应 铜可以被硫腐蚀铜可以被硫腐蚀，特别是，特别是银对硫及硫化物（银对硫及硫化物（H2S）极为敏感）极为敏感，这，这是银器暴露在含有这些物质的空气层中生成一层是银器暴露在含有这些物质的空气层中生成一层Ag2S的黑色薄膜而的黑色薄膜而使银失去银

9、白色光泽的主要原因。使银失去银白色光泽的主要原因。化学性质：（锌和汞）化学性质：（锌和汞）与非金属反应与非金属反应：2Zn + O2 = 2ZnO (1273K) 2Hg + O2 = 2HgO (773K)Zn + S = ZnS Hg + S = HgS (亲硫元素) Zn + X2 = ZnX2 4Zn + 2O2 + 3H2O +CO2 = ZnCO33Zn(OH)2与酸反应： Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Hg + 2H2SO4(浓) = HgSO4 + SO2 + 2H2O (加热)3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O与碱反应与碱反

10、应： Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2Zn(OH)4 + H2Zn + 4NH3 + 2H2O = Zn(NH3)4(OH)2 + H2 (不同于铝) 锌是两性金属，既溶于酸也溶于碱，与氨能形成配离子溶于氨水。汞与氧化合较慢，而与硫、卤素则容易反应， Hg只能溶于氧化性酸锌汞单质的性质锌汞单质的性质物理性质：物理性质： 都是都是银白色银白色的金属，的金属，锌表面因有一层锌表面因有一层ZnCO33Zn(OH)2而略显而略显蓝灰色蓝灰色，熔沸点较低，不仅，熔沸点较低，不仅低于碱土金属，还低于铜族元素，按锌到汞的顺序低于碱土金属，还低于铜族元素，按锌到汞的顺序下降。这是由于锌族元素的下

11、降。这是由于锌族元素的d 电子不参与成键，且电子不参与成键，且s 电子成对，成键能力较弱，因此，电子成对，成键能力较弱，因此， 锌族元素参与形锌族元素参与形成金属键的电子少，成金属键的电子少，金属键较弱金属键较弱。其中，。其中，Hg 的的6s2 电子相对最难参与形成金属键，金属键最弱，汞是电子相对最难参与形成金属键，金属键最弱，汞是金属中熔点最低的，是唯一的液体金属，有流动性。金属中熔点最低的，是唯一的液体金属，有流动性。汞蒸气有毒，吸入人体会产生慢性中毒。汞蒸气有毒，吸入人体会产生慢性中毒。处理方法：处理方法：1.临时存放时，必须在汞上面上覆盖临时存放时，必须在汞上面上覆盖10%的的NaCl

12、溶液，以溶液，以免汞蒸气蒸发。免汞蒸气蒸发。2. 使用时要注意，撒落到地面上应尽量收使用时要注意，撒落到地面上应尽量收集，再用集，再用S粉处理使汞变为硫化汞。粉处理使汞变为硫化汞。3.室温下，汞的蒸气室温下，汞的蒸气与碘的蒸气相遇时，能生成碘化汞，因此可以把碘升华为与碘的蒸气相遇时，能生成碘化汞，因此可以把碘升华为气体，以除去空气中的汞蒸气。气体，以除去空气中的汞蒸气。1.铜的化合物铜的化合物Cu(+1)、 Cu(+2)的化合物主要是的化合物主要是氧化物及其氢氧化物、卤氧化物及其氢氧化物、卤化物、硫化物和配合物。化物、硫化物和配合物。Cu()的化合物：的化合物： 特点：特点：亚铜化合物是反磁性

13、的亚铜化合物是反磁性的，d轨道全满轨道全满,没有没有d-d跃迁，通常为无色。跃迁，通常为无色。 Cu()的化合物在固态时稳定的化合物在固态时稳定性高于性高于Cu()，但在溶液中容易被氧化为，但在溶液中容易被氧化为Cu()。几几乎所有的乎所有的Cu()化合物都难溶于水化合物都难溶于水，其溶解度顺序为：其溶解度顺序为：CuClCuBrCuICuSCNCuCNCu2S 氧化物：氧化物：由于极化，由于极化，Cu2O 是共价型化合物。热稳定性高，不溶于水，是一种有毒的物质，是共价型化合物。热稳定性高，不溶于水，是一种有毒的物质，具有半导体性质。具有半导体性质。卤化物：卤化物：除氟因其电负性很大而不能形成

14、除氟因其电负性很大而不能形成CuF外，其他三种都是白色难溶于水的化合物，外，其他三种都是白色难溶于水的化合物，其溶解度按其溶解度按CuX(X=Cl、Br、 I)顺序降低顺序降低.卤化亚铜的制备：卤化亚铜的制备： 加热加热HCl(浓浓)+Cu+CuCl2=2CuCl2-+2H+生成物用水稀释则得生成物用水稀释则得CuCl白色沉淀。白色沉淀。硫化亚铜 2Cu+S=Cu2SCu2S可溶于热浓硝酸和可溶于热浓硝酸和KCN:3Cu2S+16HNO3(浓)=6Cu(NO3)2+3S+4NO+8H2O Cu2S+4CN-=2Cu(CN)2-+S2-配合物 Cu(+1)能与X-（除F-外）NH3、CN-等配体

15、形成配位数为2、3、4的配合物。这可以从Cu为d10构型，具有空的外层ns、np轨道，能量相近的轨道有利于形成sp杂化轨道。 Cu()的化合物：在固态或水溶液中都稳定，且易溶于水。的化合物：在固态或水溶液中都稳定，且易溶于水。氧化铜：氧化铜：性质：碱性氧化物、具有一定的氧化性（能被还原）、热稳定性质：碱性氧化物、具有一定的氧化性（能被还原）、热稳定性高（性高（1273K以上分解成以上分解成Cu2O）。）。氢氧化铜：氢氧化铜：性质：两性偏碱：性质：两性偏碱： Cu(OH)2 + OH- Cu(OH)42- 作为沉淀，作为沉淀，Cu(OH)2 在溶液中存在的在溶液中存在的pH 范围是范围是5-15

16、。 卤化物：卤化物： 没有没有CuI2。由于极化的原因，固态时，从。由于极化的原因，固态时，从CuF2（白色）（白色）CuCl2（棕色）（棕色） CuBr2（黑色），颜色加深。其中重要的是（黑色），颜色加深。其中重要的是CuCl2（共价型化合物）。（共价型化合物）。 硫酸铜硫酸铜CuSO45H2O胆矾，胆矾，最重要的二价铜盐。最重要的二价铜盐。水解显微酸性，可与水解显微酸性，可与较活泼金属反应、与碱较活泼金属反应、与碱或氨水反应，还可作农或氨水反应，还可作农药。如：波尔多液药。如：波尔多液将将CuSO45H2O、CaO及水按及水按1:1:100配制的乳配制的乳液。液。2 2、银的化合物、银的化

17、合物银的化合物具有以下特点： 难溶的多。 易溶：AgNO3, AgF, AgClO4 难溶：AgCl, AgBr, AgI, AgCN, AgSCN, Ag2S, Ag2CO3, Ag2CrO4等。 热稳定性差(见光，受热易分解)。 有颜色。 AgCl AgBr AgI Ag2O Ag2CrO4 Ag2S 白 浅黄 黄 褐 砖红 黑水溶液中Cu()的歧化是有条件的相对的：CuCu+ + 较大时，平衡向生成较大时，平衡向生成CuCu2+2+方向移动，发生歧化；方向移动，发生歧化；2Cu+ Cu2+Cu歧化歧化 反歧化反歧化1.有还原剂存在(如Cu、SO2、I等)。2.有能降低Cu+的沉淀剂或配合

18、剂(如Cl、I、CN等)。CuCu+ + 降低到非常低时，降低到非常低时，( (如生成难溶盐，稳定的配离如生成难溶盐，稳定的配离子等子等) )，反应将发生倒转，反应将发生倒转( (用反歧化表示用反歧化表示) )。在水溶液中，要使Cu(I)的歧化朝相反方向进行，必须具备两个条件:1. 1. 氧化物与氢氧化物氧化物与氢氧化物： 2Zn + O2 = 2ZnO ZnCO3 = ZnOCO2 568K ZnO是白色粉末，难溶于水，俗名锌白，常用作白色颜料 。ZnO是两性化合物，溶于酸形成锌（II）盐，溶于碱形成锌酸盐如Zn(OH)42- 。在锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，可以得到它们的氢氧化物。Zn（

19、OH）2是两性氢氧化物， Zn(OH)2和Cd(OH)2均可溶于氨水生成氨配离子。Zn2+/Cd2+2OH = Zn(OH)2 /Cd(OH)2 Zn(OH)22OH- =Zn(OH)42- Zn(OH)24NH3 = Zn(NH3)42+2OHCd(OH)2 4NH3 = Cd(NH3)42+ +2OH-2. 2. 硫化物硫化物 Ksp 颜颜 色色 溶解情况溶解情况HgS3.51053黑黑溶于王水与溶于王水与Na2SCdS 3.61029 黄黄 可溶于浓可溶于浓HClZnS1.21023白白可溶于稀可溶于稀 HCl3HgS8H+2NO312Cl = 3HgCl423S2NO4H2O HgSN

20、a2S = Na2HgS2（ 二硫合汞酸钠）二硫合汞酸钠） 3. 3. 卤化物卤化物 (1)ZnCl2 是固体盐中溶解度最大的（283K，333g/100g水），溶于水有少量水解如将氯化锌溶液蒸干 ：ZnCl2H2O Zn(OH)ClHCl ZnCl2吸水性强，可在有机合成上用作脱水剂（2）HgCl2 HgCl2熔点低（熔点低（549K），加热能升华，俗称升汞。极毒，内服），加热能升华，俗称升汞。极毒，内服0.20.4g可致死，可致死，微溶于水微溶于水，是共价型化合物，其晶体为分子型，是共价型化合物，其晶体为分子型晶体。在水中很少电离，主要以晶体。在水中很少电离，主要以HgCl2分子形式存在分子形