无机化学课件：第十七章d区元素

1、8/28/20221 17.1 铜族元素17.2 锌族元素第十七章 d区元素（二）1. 了解铜族通性。2. 了解Cu的化合物的性质、Cu+Cu2+相互转化。3. 熟悉银盐、重要配合物。4. 了解锌族元素的通性。5. 熟悉Hg+Hg2+间相互转化。8/28/20222教学目的8/28/20223论 (n-1)d1-10 ns1-2 ns2 np1-6 ns1-2(n-2) f 1-14 (n-1)d0-2 ns2110 111 112(n-1)d10ns1-2ns1-2 ds 区(IB IIB)S 区 价电子构型次外层Z*原子半径I1活泼性氧化态 (n-1)d10 ns1-2 18e - 大 小

2、 大 弱+1 +2 +3 ns1 -2 8e- 小 大 小 强+1 +28/28/20224（一）S区与ds区对比：ds区：性质不活泼，且同族自上而下活泼性减弱。Cu0.340Ag0.799Au1.83S区：性质活泼,且同族自上而下活泼性增强。8/28/20225（二）IB与IIB对比IBIIB价电子构型原子半径pm 活泼性(n-1)d10ns1小Cu 127Ag 144Au 144弱(n-1)d10ns2 大Zn 133Cd 149Hg 151强IBIIB8/28/2022617.1 铜族元素17.1.1 铜族元素的单质17.1.2 铜族元素的化合物8/28/2022717.1.1 铜族元素

3、的单质存在CuAgAu主要矿物辉铜矿(Cu2S)黄铜矿(CuFeS2)赤铜矿(Cu2O)孔雀石(Cu2(OH)2CO3)蓝铜矿(Cu3(OH)2(CO3)2辉银矿(Ag2S)角银矿(AgCl)岩石(岩脉金)砂砾(冲积金) 我国铜储量居世界第三，集中在江西、云南、甘肃、湖北、安徽、西藏。现已在江西德兴建立了我国最大的现代化铜业基地。 银广泛存在于硫化物矿中，常与铅锌矿共生。凡口铅锌矿隶属于深圳市中金岭南有色金属股份有限公司，是中国乃至亚洲已探明地质储量和铅锌精矿产量最大的矿山之一。是以生产铅、锌、银为主的大型地下开采和选矿矿山。于1958年建矿，68年投产。经过多次技术改造和扩建，现已具备日处理

4、矿石4500吨的综合生产能力。 金很稀少，以游离态散存于岩石和沙砾中，与石英或黄铁矿共生。我国山东、黑龙江、新疆等26个省、自治区都有金矿。“淘金”利用金的密度19.3g/cm3比砂子的密度2.5g/cm3高得多的原理。8/28/20228物理性质Cu赤红Ag银白色Au黄色性质CuAgAu熔点/K沸点/K硬度密度g/cm3导电性Hg=1导热性Hg=11356.428402.5-38.956.951.31234.924852.5-410.55957.21337.433532.5-319.339.639.28/28/202291g Au 能抽成直径25微米长165m 的丝,压成230个原子厚（0.

5、0001mm ）约1m2的薄片;它们能与许多金属形成广泛系列的合金。硬度小，熔、沸点高;密度大, 其中金的密度最大；优良的导电、导热性，金属中银最好，铜第二;8/28/202210铜的合金种类很多，重要有以下几种：黄铜铜锌的合金，因色黄而得名。黄铜的机械性能、耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、各种子弹、炮弹、飞机制造等。黄铜敲起来声音好听，因此锣、铃、号等乐器都是黄铜制做的。青铜铜锡的合金，因色青而得名。青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。青铜还有一个反常的特性“热缩冷胀”，

6、用来铸造塑像，冷却后膨胀，可以使眉目更清楚。白铜铜镍锌的合金，其色泽和银一样，银光闪闪，不易生锈。常用于制造电器、仪表和装饰品。 铜广泛应用于制造开关、高导电性零件、无线电设备、高强度和高韧性铸件等，大量铜用于制造电线。8/28/2022111.与O2作用 而Ag、Au须有沉淀剂或配合剂存在时，才发生反应。化学性质8/28/2022122.都与卤素作用常温活泼性：CuAgAu加热反应较慢8/28/2022133. Cu Ag 溶于氧化性酸，Au溶于王水。8/28/202214氧化物 CuO常作玻璃、陶瓷、搪瓷的绿、红、蓝色颜料，光学玻璃磨光剂、有机合成催化剂等。Cu2O作船舶底漆、红色玻璃、瓷

7、釉等着色剂。17.1.2 铜族元素化合物8/28/202215氢氧化物 两性：以碱性为主 Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (浅兰色)Cu(OH)2 + 2OH- Cu(OH)42-(亮兰色)Cu(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH-8/28/202216CuCl2：棕黄色固体, 共价化合物易溶于水和有机溶剂常用作消毒剂、食品添加剂、催化剂等盐类8/28/202217无水CuSO4：白色粉末，吸水性强，吸水后呈蓝色，可检验或除去有机液体中的少量水分。CuSO4CuSO45H2O：胆矾，较强杀菌力，防止蓄水池藻类的生长，制备波尔多液。易水解Cu2+ H2O Cu

8、(OH)+ + H+ 用于原电池、电镀、印染、木材防腐、电子复印技术、选矿和制备无机颜料，医药上的收敛剂等。 1882年秋天，法国人“米拉德氏”在法国波尔多城附近发现各处葡萄树都受到病菌的侵害，只有公路两旁的葡萄树依然果实累累，没有遭到危害。他感到很奇怪，就去请教管理员。他们把石灰水和硫酸铜溶液分别撒到路旁的葡萄树上，在葡萄叶上留下白色和蓝色的痕迹，使路人以为是喷撒过了药，从而打消可能偷食葡萄的念头。8/28/202218Cu+ Cu2+ 价层电子构型 3d10 3d9I2=1958kJ/mol 很高， Cu+固态时稳定Cu()与Cu()的稳定性比较电荷 +1 +2半径/pm 96 72 水合

9、焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中Cu2+稳定；Cu+固体稳定、水中歧化。 I1=745kJ/mol8/28/202219卤化银AgFAgClAgBrAgI颜色无色白浅黄黄溶解性溶于水 难溶于水键型离子键 共价键过渡卤化银具有感光性，可作照相底片感光物质不稳定，713K或微量有机物存在见光后分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2硝酸银Ag+离子的反应Ag镜反应的原理。8/28/202222配合物 过量NH3过量Na2S2O3过量KCNAgCl溶溶溶AgBr溶溶AgI溶产物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- Kf1.671072.910132.51

10、0218/28/202223Ag+序17.2 锌族元素17.2.3 水溶液中锌族元素的 离子及反应17.2.2 锌族元素的化合物17.2.1 锌族元素的单质17.2.1 锌族元素的单质熔点低： Zn Cd Hg 419 321 -39 Hg能溶解许多金属成汞齐： Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg 其中的金属仍保持原有性质，也可用于提取贵金属8/28/2022261.与O2的作用：稳定性下降加热：化学性质Zn Cd相似，Hg活泼性较差-0.762-0.4030.85358/28/2022272.与S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS (红，朱砂) (黑，辰砂)8/28/202

11、2283.与酸反应4.Zn两性Zn + 2H+ Zn2+ + H2 Zn +2OH-+2H2O Zn(OH)42- + H28/28/202229盐类氯化锌(ZnCl2)Fe2O3+6H+Fe3+3H2O常用于锡焊之前清除金属表面氧化物吸水性强，且水解显酸性。Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+8/28/202230盐类硫化锌(ZnS)白色颜料，ZnSBaSO4混合晶体称为锌钡白(即立德粉)，是优良的白色颜料。在晶体ZnS中掺入微量Cu、Mn、Ag做活化剂，光照时可发出不同颜色的荧光，此材料可作荧光粉。8/28/202231Zn2+的鉴定在强碱性溶液中：Zn2+ + 二苯硫腙 粉红色沉淀(水层) CCl4溶液绿色汞的化合物 直线型共价分子,有甜味,难溶于水,无毒。Hg2Cl2：甘汞 直线型共价分子,易升华,微溶于水,剧毒。HgCl2：升汞,