铜族元素锌族元素PPT课件
知识总结——铜族元素和锌族元素
第七节铜族元素和锌族元素．知识梳理1．铜族元素1•1单质的化学性质(1)在空气中：Cu：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2CuCO3Ag：#H2S空气中久置变黑：Ag+H2S+1/2O2=Ag2s+H2OAu：不与空气作用(2)与酸反应：Cu+4HC1(浓)-H3[CuCl4]+1/2H2TAg+HI-Agl；+1/2H2TAu+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO T+2H2O1•2铜族元素的重要化合物1．氧化数为+1的化合物(2)硝酸银[Cu(I)无硝酸盐]制备：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO T+2H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2f+H2O遇蛋白质生成黑色蛋白银，对有机组织有破坏作用，使用时勿使皮肤接触，在医药上用作消毒剂和腐蚀剂。
大量AgNO3用于制造照相底片上的卤化银，是重要的化学试剂。
(3)卤化物：①CuX2Cu2++2X-+SO2+2H2O-CuX；+4H++SO42-Cu2++2Cl-+Cu-2CuCl-2H[CuCl2]2Cu2++4I-=2CuI；+I2；CuX主要性质：在潮湿含氧环境下稳定性差：4CuCl+O2+4H2O=3CuOCuCl2^3H2O+2HCl8CuCl+O2=2Cu2O+4Cu2++8Cl-在相应卤化物中形成较稳定的卤配离子：CuX+X-=^CuX2-(无色)有一定氧化性：4CuI+Hg=Cu2[HgI4]+2Cu白暗红此反应用于检验实验室空气中的汞含量。
②AgX性质：见光分解：AgBr-Ag+Br因此AgBr用作感光材料。
(4)硫化物：Cu2S,Ag2S：黑色；难溶于水；溶于热浓硝酸3Cu2s+16HNO3(浓)一6Cu(NO3)2+3s；+4NO f+8H2O3Ag2s+8HNO3(浓)一6Ag(NO3)2+3S；+2NO f+4H2O2．氧化数为+2的化合物(1)氢氧化铜和氧化铜CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2J+Na2SO4Cu(OH)2O①氧化铜热稳定性：在高温时明显分解2CuO1237K>Cu2O+1/2O2加热可被H2、CO、NH3还原3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2②氢氧化铜(浅蓝色)微显两性(以碱性为主)，可溶于浓强碱：Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-溶于氨水Cu(OH)2+4NH3^^[Cu(NH3)4](OH)2(2)氯化铜CuCl2无水CuCl2为共价化合物，结构为链状，其中Cu采取dsp2杂化方式。
第16章 铜锌族元素
[Ti(H2O)6
]3+的吸收光谱
可见光互补图
14
§16.2 水溶液体系不同氧化态物种 的氧化-还原性质 的氧化 还原性质
见教材p.196图7-1，△Gθ /F-Z图 图 ， 见教材 图
△Gθ /F-Z图： 有关的 φθA / V 图 Cu+/Cu Ag+/Ag Au+/Au (Cu2+/Cu +0.522 +0.80 +1.68 +0.34) Zn2+/Zn Cd2+/Cd Hg2+/Hg (Hg22+/Hg -0.76 -0.40 +0.85 +0.789) M 还 原 性 降 Mn+ 氧 化 性 升
8
主族(除 族金属性、 主族 除IIIA外)和IIIB族金属性、非金 外和 族金属性 因素占主导地位） 因素占主导地位 属性递变规律性 ( r因素占主导地位） IA IIA IIIB……IVA VA VIA VIIA 金 非 属 金 活 属 泼 活 性 泼 渐 性 强 渐 弱
9
4. 熔沸点与升华热 熔沸点与
dx2-y2和 d z2 统称 eg 轨道 群论 ，或dγ 轨道 (晶体场理论）， 轨道(群论 群论) 晶体场理论）， 晶体场理论
dxy ,dxz 和 dyz 统称 t2g 轨道 群论 ，或dε 轨道 (晶体场理论）。 轨道(群论 群论)， 晶体场理论）。 晶体场理论
13
例. [Ti(H2O)6]3+的颜色
o
自由离子 的d 轨道
假想的球型场中 假想的球型场中 球型场 离子的d 例中心离子的 轨道
正八面体场中 正八面体场中 中心离子的d 中心离子的 轨道
《无机化学》课件——第19章 铜副族元素和锌副族元素
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
铜副族和锌副族优秀课件
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界：
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋ －0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
Hg2＋ 0.92
Hg22＋ 0.789 Hg
自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、 胆矾CuSO4·5H2O等。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S 外，硫化银常与方铅矿共存。
金矿主要是以自然金形式存在，包括散布在岩石中的岩 脉金和存在于沙砾中的冲积金两大类。
而Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在 下方能进行：
2 Cu ＋ 8 NH3＋O2 ＋2 H2O 2 [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 OH－
铜在生命系统中起着重要作用，人体有30多种含 有铜的蛋白质和酶。血浆中的铜几乎全部结合在 铜蓝蛋白中，铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的功能， 成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。 与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼 性是逐渐减弱的。 铜与一些强配体作用放出H2，如CN－
无机化学教学课件 19章 铜、锌副族
元素概述
Instruction to the elements
铜副族元素
Cuprum Subgroup Elements
锌副族元素
Zinc Subgroup Elements
2020/3/11
19-0 元素概述
Instruction to the elements
s区与ds区金属的电子构型的异同
最外层 次外层
H2O 和两个
S
O
2 4
结合。加
热时，先失去两个非氢键水
分子，再失去另外两个氢键
水分子，最后失去以氢键与
结合的水分子。
无水硫酸铜为白色粉末，难溶于乙醇或乙醚，具有很强的吸水性，吸水 后呈现蓝色。
当硫酸铜加热到 923 K 时，发生分解反应：
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ds区 在周期表中 的位置
2020/3/11
本章教学要求
1．了解ds区元素的特点； 2．了解重点元素Cu、Ag、Zn、Hg
的存在、分离、性质和用途； 3. 掌握重点元素单质及化合物的性质，
会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象；
2020/3/11
19-0 19-1 19-2
C u 2 O + 4 N H 3 + H 2 O 2 [ C u ( N H 3 ) 2 ] + + 2 O H
Cu2O 主要用作玻璃、搪瓷工业的红色颜料。 CuOH 极不稳定，至今尚未制得 CuOH。
（2）卤化物
CuX，除CuF（易歧化）是红色外，其余的都是白色，除CuF外都是难溶
Au + 4HCl + HNO3 == HAuCl4 + NO + 2H2O
第18章-铜族元素 锌族元素
第18章铜族元素锌族元素18.1 铜族元素18.1.1通性铜族元素：周期表ds区，第IB副族，包括铜(c opper)、银(s ilver)、金(g old)三种元素。
价电子构型为(n-1)d10ns1，最外电子层只有一个s电子，次外层为18个电子。
铜族元素与碱金属元素的性质差异主要体现在以下三点：●铜族元素的最外层电子受到的有效核电荷较大，使铜族元素的电离能高，原子半径小，密度大，化学活性差。
●铜族元素有多种氧化态，主要有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种，而碱金属的氧化态只有+Ⅰ。
●碱金属从Na到Cs，金属活泼性增高；铜族元素恰恰相反，从铜到金化学活性逐渐降低。
从Cu到Au，原子半径增加不大，而核电荷却有明显增加，次外层18电子的屏蔽效应又小，使核对电子的吸引力增大，因而金属活泼性依次减弱。
铜族元素通性及变化规律：●从Cu到Au形成一价水合离子的活性越来越弱，金属的活泼性减弱。
●Cu+在高温和固态时很稳定--- ①d10全充满的稳定构型电子；②铜的第二电离能比第一过渡系任何元素都大的缘故。
但在溶液中Cu+不稳定，易歧化成Cu2+和Cu----Cu2+的水和热很大。
●一价离子具有18电子构型，有很强的极化能力和明显的变形性，本族元素易形成共价化合物；●原子中(n-1)d、n s、n p轨道的能量相差不大，有能级较低的空轨道，所以有很强的形成配合物的倾向。
18.1.2单质的物理性质和化学性质1．物理性质铜族元素单质的密度较大，熔沸点较高，但硬度较小。
它们都有很好的延展性，特别是金，1克金能抽成长达3 km的金丝或压成厚约0.0001mm的金箔，500 张的总厚度比头发丝的直径还薄些。
铜族元素都有良好的导电性和导热性。
银的导电性在金属中位居首位，铜列次席。
铜族金属之间以及和其它金属之间，都很容易形成合金，其中铜合金种类很多，历史也最久远，如青铜（80%Cu,15%Sn, 5%Zn）质地坚韧、易铸；黄铜（60%Cu、40%Zn）广泛用于制作仪器零件；白铜（50～70%Cu,18～20%Ni,13～15%Zn）主要用作刀具等。
第13章过渡元素(一) 铜族和锌族元素
第十三章过渡元素（一）铜族和锌族【内容】13.1 过渡元素的通性13.2 铜族元素13.3 锌族元素13.4 应用微量元素与人体健康（选学内容）【要求】1．掌握铜、银、锌、汞单质、氧化物、氢氧化物、重要盐类及配合物的生成、性质和用途。
2．掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化。
3．了解ⅠA和ⅠB；ⅡA和ⅡB族元素的性质对比。
周期表中ⅠB ~ⅧB族，即ds区和d区元素称为过渡元素，(见表13﹣1)。
它们位于周期表中部，处在s区和p区之间，故而得名，它们都是金属，也称过渡金属。
表13-1 过渡元素通常按周期将过渡元素分成三个过渡系列：位于第4周期的Sc ~ Zn称第一过渡系元素；第5周期的Y ~ Cd为第二过渡系元素；第6周期的La ~ Hg为第三过渡系元素。
过渡元素有许多共同性质，本章先讨论它们的通性，然后介绍ⅠB及ⅡB族元素。
13.1过渡元素的通性1.价层电子构型过渡元素原子的最后一个电子排布在次外层的d轨道(ⅡB除外)中，最外层有1~2个s (Pd除外)电子，它们的价层电子构型为(n-1)d1~10n s1~2。
2. 原子半径过渡元素原子半径（如图13-1所示）一般比同周期主族元素的小，同周期元素从左到右原子半径缓慢减小，到铜族前后又稍增大。
同族元素从上往下原子半径增大，但第二、第三过渡系(除ⅢB外)由于镧系收缩使同族元素原子半径十分接近，导致元素性质相似。
图13-1过渡元素原子半径3. 氧化态过渡元素有多种氧化态，因其最外层s电子和次外层部分或全部d电子都可作为价电子参与成键，一般可由+2依次增加到与族数相同的氧化态(Ⅷ族除Ru、Os外，其它元素尚无Ⅷ氧化态)，这种氧化态的显著特征以第一过渡系最为典型。
表13-2第一过渡系元素的氧化数（下划线表示常见的氧化态）由13-2表可看出随着原子序数的增加，氧化数先是逐渐升高，后又逐渐降低。
这种变化主要是由于开始时3d轨道中价电子数增加，氧化数逐渐升高，当3d轨道中电子数达到5或超过5时，3d轨道逐渐趋向稳定。
无机化学 第17章铜族和锌族元素
O2
2
不可用铜器盛氨水
7
[Cu(NH3 ) 4 ] (蓝)
4Au O2 8CN 2H 2 O 4[Au(CN)2 ] 4OH
17.3
铜族元素的主要化合物
1 . 氧化物及氢氧化物
加热Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu(NO3)2都可 以得到CuO：
Cu(OH)2 CuCO3 2CuO H2O CO2 Cu(OH)2 CuO H2O
H 2SO 4 Ag 2S(s, 黑)
21
Ag+的鉴定：
HCl AgCl Ag
NH 3
Ag(NH )
3 2
Br AgBr(s)
S2 O 3 3
-
HNO 3
Ag 2S(s) S Ag(CN)
2-
2
CN AgI(s) I Ag(S O ) 3 2 3 2 I AgI（趋势较小） 2
导热率(Hg=1)
51.3
57.2
39.2
3
熔沸点较低（相对于其他过渡金属）： ①原子半径较大、结构不够紧密 ②次外层充满，电子不参与成键，价电 子较少 良好导电导热性和良好的延展性 1gAu可拉3.4km金丝，金也可被压成 0.0001mm厚的金箔 Cu、Ag、Au和许多金属形成合金 Cu-Zn 黄铜 Cu-Sn-Zn 青铜 60-40 80 -15 -5 Cu —— Ni —— Zn 白铜 50~70 - 13~15 - 13~25 4
Au 4HCl(浓) HNO3 (浓) H[AuCl4 ] NO(g) 2H 2 O
6
与沉淀剂、配合剂的作用
4Ag 2H2S O2 2Ag2S 2H2O
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Ksp逐渐减小 2Cu2+ +4I- 2CuI I2
S2O32- I- +S4O62热浓HCl中，铜粉还原CuCl2,最终可得CuCl白色沉淀
Cu2+ +Cu+4HCl(浓) 2[CuCl2 ]- (土黄)+4H+
H2O
CuCl
还原剂还原CuX2，可得CuX
2Cu
2+
+2X-
+SO
2
+2H
2.单质的化学性质
◆ 与氧气反应 2Cu+O2 2CuO(黑) 2Cu+O2 +H2O+CO2 Cu(OH)2 CuCO3 潮湿空气生成铜锈
Ag Au与氧气不反应，当有沉 淀剂或配合剂存在时，可反应
4M+O2 +2H2O+8CN- 4[M(CN)2 ]- +4OH-
M=Cu,Ag,Au
4Cu+O2 +2H2O+8NH3 4[Cu(NH3 )2 ]+ (无色)+4OH-
铜族元素锌族元素
本章主要内容
● (一) Cu Ag Zn Hg的单质及 化合物性质和用途
● (二) Cu+和Cu2+, Hg+和Hg2+的 相互转化
● (三) IA族和IB族，IIA和IIB族 性质的不同
（ds区，I B、IIB族）
周期
四 五 六
IB (n-1)d10ns1
Cu Ag Au 铜族
2O
2CuX
4H
+
+SO
24
2CuCl2 +SnCl2 2CuCl SnCl4 ● Cu+表现一定氧化性
2CuI(白)+2Hg Hg2I2 (黄)+2Cu
检测Hg ● CuCl在空气中可被氧化
4CuCl+O2 +4H2O 3CuO CuCl2 3H2O+2HCl
● 与氢卤酸反应
Cu2O+4HX 2[CuX2 ]- +2H+ +H2O
H2O
CuX
Cu2O + 2HCl ══ 2CuCl(白)↓ + H2O
A(V) Cu2+ 0.56 CuCl 0.124 Cu CuX不歧化
● 与NH3反应
Cu2O + 4NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]+ + 2OH-
红色
无色
(很快被空气中的氧氧化)
4[Cu(NH3 )2 ]+ +8NH3 +2H2O+O2 4[Cu(NH3 )4 ]2+ +4OH-
无色
蓝色
∴ 可用[ Cu(NH3)2 ] + 除去混合气体中的O2
◆ CuX
除CuF 为红色外,其它都为白色, 都难溶于水, 溶解度逐渐减小
CuCl CuBr CuI CuSCN CuCN Cu2S
● 银反应相似 (困难些) 2Ag+2H2SO4 (浓) Ag2SO4 +SO2 2H2O
● 金与HNO3， 浓H2SO4不反应,但Au可溶于“王水”
Au+HNO3 +4HCl H[AuCl4 ]+NO 2H2O
18.1.3 存在和冶炼
1. 存在 2. 冶炼
单质：Cu，Ag，Au 矿物：孔雀石：Cu2(OH)2CO3
18.1.4 铜族化合物
铜的化合物 (+1 +2) 1. 铜(+I)的化合物 ◆ Cu2O
● 碱性铜酸盐溶液用葡萄糖还原,得Cu2O 2[Cu(OH)4 ]2- CH2OH(CHOH)4CHO
Cu2O 4OH- +CH2OH(CHOH)4COOH+H2O 测定醛含量,检测糖尿病
● CuO加热分解，得Cu2O 4CuO(黑) 2Cu2O(红) O2
O2
[Cu(NH3)4 ]2+ (蓝)
不可用铜器盛氨水
2Ag+2H2S+O2 2Ag2S+2H2O 银器年久变黑
◆ 与卤素反应 程度逐渐下降
Cu(常温) Ag(慢) Au(加热,干燥)
◆ 与酸反应
非氧化性酸
● Cu、Ag、Au不与稀酸反应,但在空气
中Cu可以缓慢溶于稀H2SO4,HCl
2Cu+2H2SO4 +O2 2CuSO4 +2H2O 2Cu+4HCl+O2 2CuCl2 +2H2O ● Cu与热浓HCl反应
同族比较 （Z*与r互相制约）
IB IIB Cu Zn Ag Cd Au Hg
Z*显著增大占主导 r 增大占次要 金属性渐弱
与主族规律相反！
§18.1 铜 族 元 素 18.1.1 铜族元素的通性
● 电离能高，原子半径小，密度大， 化学活性差
● 多种氧化态(+1, +2, +3) ● 离子有很强的极化能力和变形性，
易形成共价化合物 ● 很强的形成配合物的倾向
相似性
递变性
随着原子序数递增
● 金属活泼性依次减弱 ● Cu+在高温和固态时很稳定，
溶液中Cu+不稳定，易歧化
18.1.2 单质的性质
1. 单质的物理性质
● 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄) ● 铜族元素密度大 ● 熔点、沸点较其它过渡金属低 ● 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au ● 延展性好；易形成合金
与过渡金属 接近一些,氧 化态可变
II B (n-1)d10ns2
Zn Cd Hg 锌族
与主族金属接 近一些,氧化 态以+2为主
同周期，IB---IIB族比较
性质
IB
价电子构型 (n-1)d10ns1
原子半径r/pm
<
金属活泼性
<
II B (n-1)d10ns2
(n-1)d电子未参与 成键，性质与过渡 元素有较大差别
2Cu+8HCl(浓) 2H3[CuCl4 ]+H2
氧化性酸 ● 铜与HNO3， 浓H2SO4反应
Cu+4HNO3 (浓) Cu(NO3 )2 +2NO2 2H2O 3Cu+8HNO3 (稀) 3Cu(NO3 )2 +2NO 4H2O Cu+2H2SO4 (浓) CuSO4 +SO2 2H2O
◆ Cu2O
● 因晶粒大小不同呈黄,桔黄,鲜红或深棕,不溶于水 ● 热稳定性非常高(1508K熔化)，基本属共价化合物 ● 碱性氧化物,遇酸歧化
Cu2O+H2SO4 (稀) CuSO4 +Cu H2O A(V) Cu2+ 0.153 Cu+ 0.521 Cu
3Cu2 O +14HNO3 ══ 6Cu(NO3)2 + 2NO + 7H2O
辉银矿：Ag2S 碲金矿：AuTe2
氰化法提炼金和银
Ag2S+ 4NaCN= Na[Ag(CN)2] + Na2S 4Ag + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH 4Au+8NaCN+2H2O+O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH 2Na[Ag(CN)2] + Zn = 2Ag + 4Na2[Zn(CN)4]