第十一章ds区元素~5149D

第十一章ds区元素IB/IIB(n-1)d10ns1-2)本单元内容第一节ds元素概述第二节ds区元素单质第三节

ds区元素的重要化合物

第一节ds区元素概述IB族：Cu Ag Au(n－1)d10ns1IIB族:ZnCdHg(n－1)d10ns2虽然这些元素的最外层电子数分别与IA族和IIA族相同，但它们之间的性质却有很大的差异。这是因为ds区元素的有效核电荷比相应的s区元素高得多(d,f电子对外层电子的屏蔽作用不完全)，所以ds区元素的化学性质远不如s区元素活泼。IB族元素d轨道都是刚好填满10个d电子,由于刚填满的d电子不很稳定,除失去1个s电子外,还有可能失去1个或2个d电子而形成+2或+3氧化态;IIB族元素d轨道电子已比较稳定,只能失去最外层的2个s电子,呈+2氧化态;ds区与s区元素性质对比

IBIIBIAIIA次外层电子181888氧化态1,2,32,112活泼性小小大大同族活泼性从上到下减小从上到下增大成配合物能力大大小小ds区元素的一些基本性质1.自然界中的存在形式—单质、矿物铜矿：最大单粒金属铜42吨；辉铜矿Cu2S，黄铜矿CuFeS2，赤铜矿CuFeS2，孔雀石：Cu2(OH)2CO3

我国铜矿储量世界第三，江西德兴有我国最大铜业基地。银矿：自然界有辉银矿Ag2S、角银矿AgCl深红银矿Ag3SbS3；也有单质银矿。金矿：主要以单质存在，分成岩脉金（散布在岩石中）和冲积金（分散在砂砾中）；山东、黑龙江和新疆有很多金矿，如碲金矿AuTe2

第二节ds区元素单质的重要性质锌矿：

闪锌矿ZnS，菱锌矿ZnCO3镉矿：

镉常与锌共生在一起。汞矿：

辰砂HgS金和银的冶炼首先用NaCN溶液浸取闪银矿或金矿砂然后用Zn粉还原再分别以AgNO3，HAuCl4溶液为电解液,电解精炼得到纯的Ag和Au。2.单质的冶炼锌的冶炼首先将闪锌矿进行浮选，然后焙烧得到ZnO将ZnO与焦炭混合在鼓风炉中于1100－12000C进行还原。将Zn蒸气冷却即得纯度98％锌粉，再通过分馏除去杂质Cd和Pb，可得到99.99%的高纯锌。Cd主要存在于含锌矿中，Cd主要来自于炼锌副产物。单质的物理性质(1)特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)，Zn(白)(2)熔点和沸点较其它过渡金属低,锌族更低

Zn：419℃；Cd：321℃

Hg：-39℃，是室温下唯一的液态金属(3)铜族导电性很好：Ag>Cu>Au(4)易形成合金，可用于提取贵金属黄铜：Cu-Zn；汞齐：Na-Hg,Au-Hg,Ag-Hg

(5)铜族延展性好：Au>Ag>Cu(6)Hg慢性中毒；Cd使蛋白酶失活。4.单质的化学性质与O2反应

Cu,Zn,Cd和Hg在加热条件下生成相应氧化物360℃470℃Au、Ag与O2一般不发生反应，当有沉淀剂或配体存在时，可反应，如：银器年久变黑M=Cu,Ag,AuO2不可用铜器盛氨水室温下，ds区金属在空气中比较稳定。

但是Cu和Zn在潮湿空气中会被氧化(3)与酸碱反应Zn、Cd可与盐酸反应置换出氢气:除Au外均与氧化性酸反应Au只与王水反应:只有Zn可与碱反应:Zn+2H2O+2NaOH Na2[Zn(OH)4]+H2(g)ds区元素单质的化学性质从表中可以看出，IIB族金属的活泼性比IB族金属高，而且每族元素都是从上到下活泼性降低。

+表示发生反应，–表示不发生反应IB,IIB族元素的原子分别失去1个或2个电子后，变成外层为18电子构型的一价或二价阳离子。18电子构型的离子具有较强的极化力，本身变形性又大，所以它们的二元化合物有相当程度的共价性。这两族元素与其它过渡元素类似，易形成配合物。但由于IIB族离子的d轨道已填满，电子不能发生d-d跃迁，因此二价的锌、镉和汞离子都无色，它们的配合物一般也无色。ds区元素化合物特点:第三节

ds区元素的重要化合物一、

氧化物和氢氧化物1.氧化物的性质2[Cu(OH)4]2-+C6H12O6Cu2O(s)+2H2O+4OH-+C6H12O7(葡萄糖酸)3.氢氧化物氢氧化银和氢氧化汞不稳定，立即分解为氧化物：鲜红色，检验糖尿病2Ag++2OH- Ag2O(s)+H2OHg2++2OH- HgO(s)+H2O氢氧化铜呈淡蓝色，受热脱水即变成黑色氧化铜：

80CCu(OH)2 CuO+H2O氢氧化铜略显两性，既溶于酸、也溶于强碱：Cu(OH)2+2OH- [Cu(OH)4]2-氢氧化锌白色，呈两性。氢氧化镉白色，碱性。二、

铜盐1.几种常见的铜化合物2.硫酸铜CuSO4

5H2O，蓝色，俗称胆矾。结构：102C–2H2O113C–2H2O258C–H2OCuSO4

5H2OCuSO4

3H2OCuSO4

H2OCuSO4（白色）

其中4个水分子与二价铜离子配位，第五个水分子通过氢键同时与硫酸根和配位水分子相连，因此受热后，有一个逐步脱水的过程：干燥剂，杀菌剂多为难溶物：

CuClCuBrCuICuSCNCuCN3.亚铜盐4.铜的配合物Cu(I)的配合物多为2配位CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-小大Cu(II)的配合物多为4配位浅蓝深蓝

浅蓝深蓝鉴定铜离子的特效反应(1)水溶液中：稳定性Cu(I)<Cu(II)Cu2+Cu+Cu0.159V0.52V5.

Cu(II)与Cu(I)的转化2Cu+Cu2++CuK=1.0×106Cu2+

0.859V

CuI

-0.185VCuCu2+

0.438VCuCl2-0.241VCuCu2+

0.509V

CuCl

0.171VCu(2)有配体、沉淀剂存在时Cu(I)稳定性提高因此，要使Cu2+——Cu+，必须具备两个条件：（1）还原剂（2）Cu+以沉淀或者配离子的形式存在加热稀释I-碘量法测定铜含量(3)高温、固态时：稳定性Cu(I)>Cu(II)(1)多数难溶

易溶：AgNO3,AgF,AgClO4

难溶：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,AgCO3,Ag2CrO4光照2AgNO3 2Ag+2NO2(g)+O2(g)三、

银盐(2)热稳定性差（见光、受热易分解） 存放在棕色瓶子里(3)颜色

AgClAgBrAgIAg2OAgCrO4Ag2S

白浅黄黄褐砖红黑(4)配合物

Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23－

Ag(CN)2－Ag+序HNO3Ag+的鉴定ZnCl2•H2O固体加热时，得到的是碱式氯化锌：四、

锌盐ZnCl2•H2O：重要锌盐，易潮解，极易溶于水，水溶液因锌离子水解而呈酸性。Zn2++H2OZn(OH)++H+ZnCl2

H2OZn(OH)Cl+HCl(g)必须在氯化氢气氛下加热，方能制得无水氯化锌。氯化锌浓溶液呈显著的酸性，能溶解金属氧化物，如：

FeO+2H[ZnCl2(OH)]Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O因氯化锌能清除金属表面的氧化物，故可用作“焊药”。与S2-的作用：氨碱性条件下沉淀完全，溶于0.3mol/L的HCl稀酸条件下沉淀完全，溶于6mol/L的HCl，是鉴定Cd离子的特征反应。锌、镉离子与NH3•H2O的作用：五、

汞盐金属汞与锌、镉性质差别很大，与此类似，二价汞盐与锌盐或镉盐性质差别也很大。部分原因是由于Hg2+具有极强的形成共价键的倾向。例如：共价化合物硫化汞在水中的溶解度比硫化锌、硫化镉小得多。3HgS+12HCl+2HNO3

3H2[HgCl4]+3S(s)+2NO(g)+4H2OHgS，=4×10-53Hg(II)盐最重要的可溶性二价汞盐是硝酸汞和氯化汞。氯化汞是典型的共价化合物，在水中离解度很小。HgCl2 HgCl++Cl- =3.3

10-7HgCl+ Hg2++Cl- =1.8

10-7氯化汞受热可升华，俗称升汞，极毒。它的稀溶液在外科上用作消毒剂。向氯化汞溶液中加氨水，得白色氯化氨基汞沉淀：HgCl2+2NH3 Hg(NH2)Cl(s)+NH4ClNessler试剂向含有二价汞离子的溶液中加入碘化钾向四碘合汞酸钾溶液中加入氢氧化钾，使溶液显碱性，就成为Nessler试剂。Nessler试剂遇到NH4+会生成红棕色沉淀，用于NH4+鉴定。Hg2+ Hg22+ Hg0.92V0.79VHg2+和Hg22+的转化可见，一价汞离子不应发生歧化反应，而应该是金属汞能把二价汞离子还原为一价汞离子：例如：将硝酸汞和汞一起震荡，就生成硝酸亚汞。Hg+Hg2+ Hg22+只有当溶液中二价汞离子浓度大为