1、無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)第第22章章 銅副族和鋅副族元素銅副族和鋅副族元素22.1 銅副族元素22.2 鋅副族元素中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)了解了解ds區(qū)元素與區(qū)元素與s區(qū)元素的異同區(qū)元素的異同熟悉銅副族元素與鋅副族元素的單質(zhì)熟悉銅副族元素與鋅副族元素的單質(zhì)掌握掌握Cu（）與）與Cu（）、）、Hg（）與）與Hg（）間的相互轉(zhuǎn)化）間的相互轉(zhuǎn)化掌握掌握Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+的重的重要反應(yīng)和離子鑒定要反應(yīng)和離子鑒定本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.1 銅副族元素銅副族元素22.1.1 銅副族元素簡(jiǎn)介銅副族元素簡(jiǎn)介 22.1.2 銅副族元素的重

2、要化合物銅副族元素的重要化合物22.1.3 銅副族元素的配合物銅副族元素的配合物22.1.4 Cu（I）和）和Cu（II）的相互轉(zhuǎn)化）的相互轉(zhuǎn)化22.1.5 IB族元素與族元素與IA族元素的對(duì)比族元素的對(duì)比22.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué) 銅副族元素位于周期表的銅副族元素位于周期表的ds區(qū)，系第區(qū)，系第IB族元素，包括銅族元素，包括銅Cu (copper)、銀、銀Ag (silver)、金、金Au(gold)三種元素。三種元素。 價(jià)電子構(gòu)型：價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d10ns122.1.1 銅副族元素簡(jiǎn)介銅副族元素簡(jiǎn)介銅、銀、金最常見(jiàn)的氧化數(shù)分別為銅、銀、金最常見(jiàn)的氧化數(shù)分別為+2、+1、+

3、3 。銅副族金屬離子具有較強(qiáng)的極化力，本身變形性又大，銅副族金屬離子具有較強(qiáng)的極化力，本身變形性又大， 所以它們的所以它們的二元化合物一般有相當(dāng)程度的共價(jià)性二元化合物一般有相當(dāng)程度的共價(jià)性。 氧化態(tài)氧化態(tài)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22322.00.1610.5181.81.980.7991.291.291.681.49AECuOCuCuCuAgOAgAgAgAuAuAuAuB-0.08-0.358Cu(OH)Cu OCu220.740.570.344Ag OAgOAg OAg2 32-0.7H AuOAu23E 銅副族元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖銅副族元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.1 銅副族元素存

4、在形式存在形式地殼里的相對(duì)豐度很低，分別為：地殼里的相對(duì)豐度很低，分別為：Cu為為6.810-3，Ag為為810-6，Au為為410-7銅銅主要以硫化物、氧化物和碳酸鹽形式存在。主要礦石主要以硫化物、氧化物和碳酸鹽形式存在。主要礦石是黃銅礦是黃銅礦CuFeS2(占銅礦蘊(yùn)藏量的占銅礦蘊(yùn)藏量的50以上以上)、輝銅礦、輝銅礦Cu2S、赤銅礦赤銅礦Cu2O和孔雀石和孔雀石Cu2(OH)2CO3銀銀廣泛分布在硫化物礦石中，以輝銀礦廣泛分布在硫化物礦石中，以輝銀礦Ag2S為主為主金金雖然稀少，大都以單質(zhì)或碲化物，如碲金礦雖然稀少，大都以單質(zhì)或碲化物，如碲金礦(AuTe2)的形式分布；另外，海水中亦含有相當(dāng)

5、數(shù)量的金。的形式分布；另外，海水中亦含有相當(dāng)數(shù)量的金?？兹甘兹甘疌u2(OH)2CO3輝銀礦輝銀礦Ag2S碲金礦碲金礦AuTe2無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)單質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì) 顏色：顏色：Cu(紫紅紫紅)，Ag(白白)，Au(黃黃)，其固體都呈面心立方結(jié)構(gòu)其固體都呈面心立方結(jié)構(gòu) 熔、沸點(diǎn)較其它過(guò)渡金屬低熔、沸點(diǎn)較其它過(guò)渡金屬低 導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，且導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，且Ag Cu Au 延展性好延展性好Cu22.1 銅副族元素物理性質(zhì)物理性質(zhì)銅、銀、金之間以及與其他金屬都銅、銀、金之間以及與其他金屬都易形成合金易形成合金。其中銅。其中銅的合金品種最多，例如黃銅的合金品種最多，例如黃銅(Cu

6、60%, Zn 40%)；青銅；青銅(Cu 80%；Sn 15%，Zn 5%)；白銅；白銅(Cu 50%70%, Ni 13%15%,Zn 13%25%)等。等。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Cu與與O2反應(yīng)，加熱時(shí)，反應(yīng)，加熱時(shí)， Au和和Ag不與不與O2發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng))(CO(OH)Cu COOHO2Cu)2CuO( O2Cu3222222銅綠黑22.1 銅副族元素化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)堿式碳酸銅堿式碳酸銅當(dāng)有沉淀劑或配合劑時(shí)，當(dāng)有沉淀劑或配合劑時(shí)，Cu、Ag、Au均可與均可與O2反應(yīng)反應(yīng)OH)()4Cu(NH8NHO2HO4CuAuAg,Cu,M4OH4M(CN)8CNO2HO4M23322222無(wú)色）（

7、)()Cu(NH243藍(lán)O2O2HS2AgOS2H2Ag2222所以不可用銅器盛氨水所以不可用銅器盛氨水。銀器年久變黑。銀器年久變黑。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)與與X2 反應(yīng)反應(yīng)222ClAuClAgClCu常溫下反應(yīng)常溫下反應(yīng)常溫下反應(yīng)較慢常溫下反應(yīng)較慢只能在加熱條件下進(jìn)行只能在加熱條件下進(jìn)行活潑性：活潑性：Cu Ag Au22.1 銅副族元素(g)H)2CuCS(NH)4CS(NH2H2Cu(g)H2AgI4I2H2Ag(g)HS(s)AgSH2Ag222 2 222-2222硫脲硫脲與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)Cu，Ag，Au不能置換稀酸中的不能置換稀酸中的H+（還原性差）（還原性差）生成沉淀或配合物時(shí)，單質(zhì)

8、還原能力增強(qiáng)生成沉淀或配合物時(shí)，單質(zhì)還原能力增強(qiáng)二硫脲合銅（硫脲合銅（）配離子）配離子無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Cu，Ag，Au可溶于氧化性酸可溶于氧化性酸OHNO(g)HAuCl )(HNO)4HCl(AuO2HSO(s)SOAg)(SO2H2AgO2HSOCuSO)(SO2HCuOHNOAgNO)(2HNOAgO2H2NO)Cu(NO)(4HNOCu24322424222442223322233濃濃濃濃濃濃22.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Cu()為為d10構(gòu)型，其化合物一般白色或無(wú)色構(gòu)型，其化合物一般白色或無(wú)色Cu()為為d9構(gòu)型，其化合物一般呈現(xiàn)顏色構(gòu)型，其化合物一般呈現(xiàn)顏色22.1.2 銅副

9、族元素的化合物銅副族元素的化合物22.1 銅副族元素氧化態(tài)+2+2+2+2+1化合物氧化銅CuO硫酸銅CuSO4 5H2O硝酸銅Cu(NO3)23H2O氯化銅CuCl22H2O氯化亞銅CuCl顏色和狀態(tài)棕黑色粉末藍(lán)色晶體藍(lán)色晶體綠色晶體白色四面體晶體密度(g/cm-2)6.326.432.292.052.503.533.68熔點(diǎn)/受熱時(shí)的情況11481000時(shí)分解為，加熱時(shí)能被 H2、CO 還原為Cu2O 或 Cu260以上變?yōu)闊o(wú)水白色CuSO4粉末，653以上分解為CuO 和 SO31145熔化，強(qiáng)熱時(shí)分解為堿式鹽。后變?yōu)?。用和乙醇溶液浸濕的紙，干后可自燃?140150時(shí)在干燥的 HCl

10、氣流中加熱可得無(wú)水CuCl2，呈黃褐色，比重為 3.05425熔化約 1000沸騰溶解度(g/100gH2O)(無(wú)水鹽)幾乎不溶于水(2.310-3%)，易溶于氨水20.7，無(wú)水CuSO4易吸水137.8(0)在濕空氣中易潮解，能溶于乙醇77.0，能溶于乙醚和丙醇中，易溶于甲醇和乙醇中1.5（25） ，難溶于水。在空氣中吸濕后變綠，溶于氨水常常見(jiàn)見(jiàn)的的銅銅的的化化合合物物無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)氧化銀硝酸銀硫酸銀三氯化金顏色和狀態(tài)暗棕色粉末無(wú)色菱形片狀晶體白色晶體深紅色吸水性固體密度(g/cm-2)7.524.3555.402.44熔點(diǎn)/受熱時(shí)的變化300以上即分解為Ag和O2208.5，強(qiáng)熱時(shí)分解，

11、混有機(jī)物時(shí)見(jiàn)光變黑660，1085時(shí)分解為Ag，SO2和O2196溶解度(g/100gH2O)0.0020.005(20)，微溶于水，呈堿性，易溶于HNO3和NH3水中2.22(20)，水溶液呈中性，易溶于甘油，可溶于乙醇，幾乎不溶于濃HNO30.75(18)，1.4（100） ，易溶于NH3水，不溶與醇類(lèi)，較易溶于濃H2SO4中溶于少量水中呈紅棕色，在大量水中呈紅黃色，易溶于醇、醚中，在酸性溶液中穩(wěn)定，中性溶液中則析出Au常見(jiàn)的銀和金的化合物常見(jiàn)的銀和金的化合物22.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.1 銅副族元素氧化物及氫氧化物氧化物及氫氧化物銅可以形成銅可以形成黃色或紅色的氧化亞銅黃色

12、或紅色的氧化亞銅(Cu2O)和和黑色的氧化黑色的氧化銅銅(CuO)兩種氧化物，它們都不溶于水。兩種氧化物，它們都不溶于水。CuO具有氧化性，具有氧化性，在高溫時(shí)，在有機(jī)分析中常使有機(jī)物的氣體從熱的在高溫時(shí)，在有機(jī)分析中常使有機(jī)物的氣體從熱的CuO上上通過(guò)，將氣體氧化成通過(guò)，將氣體氧化成CO2和和H2O。將堿加到將堿加到Cu2+溶液中，便可以得到淺藍(lán)色的溶液中，便可以得到淺藍(lán)色的Cu(OH)2沉沉淀。淀。Cu(OH)2 微顯兩性微顯兩性 (但以弱堿性為主但以弱堿性為主)。 銀和金對(duì)氧的親和力比較弱。銀和金對(duì)氧的親和力比較弱。Ag2O是一種暗棕色沉淀，是一種暗棕色沉淀，可將堿加到可溶性的可將堿加到

13、可溶性的Ag()鹽中制得。鹽中制得。Ag2O加熱到加熱到160以上時(shí)，就分解成金屬銀。以上時(shí)，就分解成金屬銀。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)鹵化物鹵化物 CuCl2是最重要的鹵化物，是共是最重要的鹵化物，是共價(jià)化合物，易溶于水，亦易溶價(jià)化合物，易溶于水，亦易溶于乙醇及丙酮等有機(jī)溶劑。于乙醇及丙酮等有機(jī)溶劑。 x-射線(xiàn)測(cè)定表明其結(jié)構(gòu)為鏈狀射線(xiàn)測(cè)定表明其結(jié)構(gòu)為鏈狀CuClClCuClClCuClCuCl22.1 銅副族元素 CuCl2濃的水溶液中，可形成黃色的濃的水溶液中，可形成黃色的CuCl42-，此時(shí)溶液，此時(shí)溶液中同時(shí)含有中同時(shí)含有CuCl42-和和Cu(H2O)42+ ，通常為黃綠色或綠，通常為黃綠色或

14、綠色。色。 CuCl2的稀溶液為淺藍(lán)色，主要是的稀溶液為淺藍(lán)色，主要是Cu(H2O)42+ 亞銅的鹵化物都是白色的難溶化合物亞銅的鹵化物都是白色的難溶化合物，其溶解度按，其溶解度按Cl、Br、I的順序減少。的順序減少。鹵化亞銅可以通過(guò)還原劑，如鹵化亞銅可以通過(guò)還原劑，如Na2S2O3，SO2、Cu及及SnCl2等將等將CuCl2還原還原得到。得到。2CuCl2+SO2+H2O2CuCl+H2SO4+HCl無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.1 銅副族元素AgCl、AgBr及及AgI都難溶于水，溶解度依都難溶于水，溶解度依AgCl、AgBr、AgI的順序降低，顏色順序加深。的順序降低，顏色順序加深。AgF為無(wú)

15、色，易溶于水；為無(wú)色，易溶于水；AgCl為白色，為白色，AgBr為淺黃色，為淺黃色，AgI為黃色。只有為黃色。只有AgF易溶易溶鹵化銀的溶解性及顏色變化特性，可用離子極化理論來(lái)解鹵化銀的溶解性及顏色變化特性，可用離子極化理論來(lái)解釋?zhuān)横專(zhuān)蝴u素離子的變形性從鹵素離子的變形性從F-到到I-隨離子半徑的增加而依次增大。隨離子半徑的增加而依次增大。F-離子變形性小，離子變形性小，AgF為離子型晶體，所以它易溶于水且無(wú)色。為離子型晶體，所以它易溶于水且無(wú)色。I-離子變形性大，受離子變形性大，受Ag+的極化作用而使的極化作用而使AgI變?yōu)楣矁r(jià)型晶體，變?yōu)楣矁r(jià)型晶體，故故AgI難溶于水、顏色也深。難溶于水、顏

16、色也深。鹵化銀在含鹵化銀在含X-的溶液中的溶解度比水中的溶解度大的溶液中的溶解度比水中的溶解度大，這是因，這是因?yàn)闉锳g+離子生成了離子生成了AgX2-，AgX32-和和AgX43-等配離子。等配離子。 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)硫化物及硫酸鹽硫化物及硫酸鹽 硫酸銅是最常見(jiàn)的銅鹽，無(wú)水是最常見(jiàn)的銅鹽，無(wú)水硫酸銅硫酸銅(CuSO4)為白色粉末，但為白色粉末，但從水溶液中結(jié)晶時(shí)，得到的是從水溶液中結(jié)晶時(shí)，得到的是藍(lán)色五水合硫酸銅藍(lán)色五水合硫酸銅(CuSO45H2O)晶體（晶體（膽礬膽礬）。）。22.1 銅副族元素結(jié)構(gòu)兩種解釋的示意圖結(jié)構(gòu)兩種解釋的示意圖銅、銀、金的硫化物都是黑色或接近黑色的。銅、銀、金的硫化

17、物都是黑色或接近黑色的。其氧化態(tài)為其氧化態(tài)為+1+1的硫化物比較穩(wěn)定。的硫化物比較穩(wěn)定。 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)銀的化合物的特點(diǎn)銀的化合物的特點(diǎn)難溶鹽多難溶鹽多l(xiāng)易溶：易溶：AgNO3, AgF, AgClO4l難溶：難溶：AgX, AgCN, AgSCN, Ag2S, AgCO3, Ag2CrO4熱穩(wěn)定性差熱穩(wěn)定性差 （見(jiàn)光、受熱易分解）（見(jiàn)光、受熱易分解）顏色：顏色：AgCl AgBr AgI Ag2O AgCrO4 Ag2S 白白 淺黃淺黃 黃黃 褐褐 磚紅磚紅 黑黑22.1 銅副族元素I) Br, Cl,(X X21AgAgXO212AgC300OAgO2NO2AgC4402AgNO2222

18、23h無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)配合物：CuCl2-, CuBr2-, CuI2-, Cu(SCN)2-, Cu(CN)2- Kf ： 小小 大大)(2CuCl)4HCl(CuCu-22泥黃色濃Cu(I)的配合物多為的配合物多為2配位配位22.1.3 銅、銀、金的配合物銅、銀、金的配合物)CuCl(s,白H2O22.1 銅副族元素形成形成Cu(NH3)2+，但不穩(wěn)定，但不穩(wěn)定,易被空氣氧化而非歧化易被空氣氧化而非歧化243)Cu(NH23)Cu(NHCu0.013V- 0.128VOH)()4Cu(NH8NHO2HO4Cu23322無(wú)色)()Cu(NH243藍(lán)O2無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)2422Cu(OH),(

19、OH(s)Cu(OH)(OHCu濃過(guò)量適量淺藍(lán)淺藍(lán)深藍(lán)深藍(lán)24334232)Cu(NH)(NH(s)SOCu(OH)(NHCu過(guò)量適量淺藍(lán)淺藍(lán)深藍(lán)深藍(lán)6272-472722-4722)OCu(P)(OP)(OPCu)(OPCu過(guò)量適量s淺藍(lán)淺藍(lán)藍(lán)藍(lán)22.1 銅副族元素Cu(II)的配合物多為的配合物多為4配位配位)10( )(CuCl)(4ClCu-4.64-242黃濃242O)Cu(HH2O4OHO2HOHCO(s)Cu OHC2Cu(OH)271262612624(暗紅暗紅)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Ag(I)通常以通常以sp雜化軌道與配體雜化軌道與配體Cl-，NH3，S2O32-，CN-等形成配位

20、數(shù)為等形成配位數(shù)為2的直線(xiàn)型配合物的直線(xiàn)型配合物Ag(NH3)2+、Ag(SCN)2-、Ag(S2O3)23-、Ag(CN)2-銀鏡反應(yīng)：銀鏡反應(yīng)：Ag(NH3)2+具有弱氧化性，可以被醛或具有弱氧化性，可以被醛或葡萄糖還原為銀，工業(yè)上利用銀鏡反應(yīng)為鏡子和保溫葡萄糖還原為銀，工業(yè)上利用銀鏡反應(yīng)為鏡子和保溫瓶膽鍍銀；在有機(jī)化學(xué)上用它來(lái)鑒定醛基。瓶膽鍍銀；在有機(jī)化學(xué)上用它來(lái)鑒定醛基。 Ag()的配合物的配合物OH4NH2AgOHC 2OHOHC)2Ag(NHO2H4NH2AgHCOO 3OHHCHO)2Ag(NH237126-61262323-23無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)OHCuCuSOSOHOCu244

21、22(1) 水溶液中：穩(wěn)定性水溶液中：穩(wěn)定性 Cu(I) E(左左) ，Cu+易歧化，不穩(wěn)定易歧化，不穩(wěn)定2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.010622.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Cu2+ 0.859V CuI - 0.185V CuCu2+ 0.438V CuCl2- 0.241V CuCu2+ 0.509V CuCl 0.171V CuCu(NH3)42+ 0.013V Cu(NH3)2+ -0.128V CuOH2CuCl(s)2HClOCu22(2) 有配合劑、沉淀劑時(shí)，有配合劑、沉淀劑時(shí)，Cu(I)穩(wěn)定性提高穩(wěn)定性提高22.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)(3) 高溫，固態(tài)時(shí)

22、：穩(wěn)定性高溫，固態(tài)時(shí)：穩(wěn)定性 Cu(I) Cu(II)2222322O21)O(s,CuC10002CuO(s)OHCO)2CuO(s,C200CO(OH)Cu暗紅棕黑2O212Cu(s)22Cl21CuCl(s)C990(s)CuCl180022.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Cu2+的氧化性的氧化性2-2(CN)2CuCN(s,4CN2Cu白Cu(CN)222I)2CuI(s,4I2Cu白) 色 無(wú)(CuI-2I-CN-水溶液中銅副族元素的離子及反應(yīng)水溶液中銅副族元素的離子及反應(yīng)22.1 銅副族元素Cu2+的鑒定：的鑒定：(弱酸性弱酸性)(s)Fe(CN)CuFe(CN)2Cu62462紅

23、棕紅棕?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Ag(I)離子的反應(yīng)離子的反應(yīng)-23232422322-2OH)2Ag(NHOH4NHOAg 2NHO(s)AgOH2NH2Ag (2)OH)O(s,Ag2OH2Ag (1)褐22.1 銅副族元素-323223222322-232-2423342422-272)OAg(S)(OSAg )S(s,AgOH )(s,OSAg)(OSAg (4)CrO)2Ag(NH4NHCrOAg 2H(s)CrO2AgOHOCr4Ag (3)過(guò)量黑白少量 鑒定S2O32-)S(s,AgSOH OH)(s,OSAg2422322黑白無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Ag+的沉淀與溶解的沉淀與溶解AgAgCl23

24、)Ag(NHAgBr(s)3232)OAg(SAgI(s)2Ag(CN)S(s)Ag23HNOHCl3NH-Br332OS-I-2AgICN-2S-I22.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Ag+的鑒定的鑒定3234232332NHAgI(s)I)Ag(NH2NHAgCl(s)Cl2H)Ag(NHCl)Ag(NH2NHAgClClAgCl(s)HClAg 233)Ag(NHNH ) AgCl(s,HClAg白)AgCl(s,白),AgI(s 黃I-HNO322.1 銅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.1.5 IB族元素和族元素和IA族元素性質(zhì)對(duì)比族元素性質(zhì)對(duì)比物理性質(zhì)：IA族單質(zhì)金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度

25、均較低；而族單質(zhì)金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、硬度均較低；而IB族金屬則具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，并且有良好的延展性，族金屬則具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，并且有良好的延展性，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。一般化學(xué)性質(zhì)：IA族是極活潑的輕金屬，在空氣中極易氧族是極活潑的輕金屬，在空氣中極易氧化，能與水劇烈反應(yīng)，同族內(nèi)的活潑性隨原子序數(shù)增大而增化，能與水劇烈反應(yīng)，同族內(nèi)的活潑性隨原子序數(shù)增大而增加；而加；而IB族都是不活潑的重金屬。在空氣中比較穩(wěn)定，與水族都是不活潑的重金屬。在空氣中比較穩(wěn)定，與水幾乎不反應(yīng)，同族內(nèi)的活潑性隨原子序數(shù)增大而減小。幾乎不反應(yīng)，同族內(nèi)的活潑性隨原子序數(shù)增大而減小。原因解釋?zhuān)哼@些與它們的標(biāo)準(zhǔn)

26、電極電勢(shì)有關(guān)，這些與它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)有關(guān)，IA族金屬的族金屬的E（M+/M）值很負(fù)，是很強(qiáng)的還原劑，能從水中置換出氫）值很負(fù)，是很強(qiáng)的還原劑，能從水中置換出氫氣；而氣；而IB族金屬的族金屬的E（M+/M）很正，不能從水中和稀酸中）很正，不能從水中和稀酸中置換出氫氣。置換出氫氣。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)化合物與顏色lIA族所形成的化合物大多是無(wú)色的離子型化合物；而族所形成的化合物大多是無(wú)色的離子型化合物；而IB族的化合物有相當(dāng)程度的共價(jià)性，大多數(shù)顯顏色。族的化合物有相當(dāng)程度的共價(jià)性，大多數(shù)顯顏色。lIA族的氫氧化物都是極強(qiáng)的堿，且非常穩(wěn)定；而族的氫氧化物都是極強(qiáng)的堿，且非常穩(wěn)定；而IB族族的氫氧化物堿

27、性較弱，并且不穩(wěn)定，易脫水形成氧化物。的氫氧化物堿性較弱，并且不穩(wěn)定，易脫水形成氧化物。lIA族的離子一般很難成為配合物的形成體；而族的離子一般很難成為配合物的形成體；而IB族的族的離子則有很強(qiáng)的配合能力。離子則有很強(qiáng)的配合能力。原因解釋?zhuān)?IA和和IB族單質(zhì)和化合物性質(zhì)上的差別都和族單質(zhì)和化合物性質(zhì)上的差別都和IB族元素的次外層族元素的次外層d電子也能參與成鍵，它們的離子具有電子也能參與成鍵，它們的離子具有d10、d9、d8等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)。 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué) 22.2 鋅副族元素鋅副族元素22.2.1 鋅副族元素簡(jiǎn)介鋅副族元素簡(jiǎn)介 22.2.2 鋅副族元素的化合物鋅副族元素的

28、化合物22.2.3 Hg(II)和和Hg(I)的相互轉(zhuǎn)化的相互轉(zhuǎn)化22.2 鋅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)22.2.1 鋅副族元素的單質(zhì)鋅副族元素的單質(zhì)鋅族元素的最大特點(diǎn)是其鋅族元素的最大特點(diǎn)是其d軌道完全填滿(mǎn)軌道完全填滿(mǎn)，從滿(mǎn)層失去，從滿(mǎn)層失去電子較困難，所以它們一般不參與成鍵。電子較困難，所以它們一般不參與成鍵。常見(jiàn)氧化值：常見(jiàn)氧化值：+2 ，(Hg22+為為+1)22.2 鋅副族元素鋅族元素系周期表中第鋅族元素系周期表中第B族元素，包括鋅族元素，包括鋅Zn(zinc)，鎘，鎘Cd(cadmium)，汞，汞Hg (mercury)三種元素。三種元素。價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型：(n-1)d10 ns

29、2 氧化態(tài)氧化態(tài)物理性質(zhì)物理性質(zhì)低熔點(diǎn)：低熔點(diǎn)：Zn：419 Cd：321 Hg：-39 （室溫下唯一的液態(tài)金屬）（室溫下唯一的液態(tài)金屬） 易形成合金：易形成合金：黃銅黃銅Cu-Zn； 汞齊汞齊Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg，用于提取貴金屬，用于提取貴金屬無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)閃鋅礦朱砂22.2 鋅副族元素存在形式存在形式鋅族元素在自然界中多以硫化鋅族元素在自然界中多以硫化物形式存在。鋅的主要礦石有：物形式存在。鋅的主要礦石有：閃鋅礦閃鋅礦ZnSZnS、菱鋅礦（、菱鋅礦（ZnCO3ZnCO3）、）、紅鋅礦（紅鋅礦（ZnOZnO），且常與方鉛），且常與方鉛礦（礦（PbSPbS）共生而成鉛鋅礦。）共

30、生而成鉛鋅礦。汞礦主要有辰砂汞礦主要有辰砂( (又名朱又名朱砂砂)HgS)HgS紅，黑兩種變體。鋅礦紅，黑兩種變體。鋅礦常與鉛、銀、鎘等共存，成為常與鉛、銀、鎘等共存，成為多金屬礦。大部分鎘是在煉鋅多金屬礦。大部分鎘是在煉鋅時(shí)以副產(chǎn)品形式得到的。時(shí)以副產(chǎn)品形式得到的。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)與與O2反應(yīng)（在干燥空氣中穩(wěn)定）反應(yīng)（在干燥空氣中穩(wěn)定）潮濕：潮濕：加熱：加熱： 3Zn(OH)ZnCO O3HCO2O4Zn2322222.2 鋅副族元素)2CdO(s,O2Cd)2ZnO(s,O2Zn22紅棕色白穩(wěn)穩(wěn)定定性性下下降降360470)2HgO(s, O2Hg2紅、黃與與S

31、反應(yīng)反應(yīng)M + S MSZnS (白白)CdS (黃黃)HgS (朱砂，辰砂朱砂，辰砂)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Zn與與OH-，NH3反應(yīng)反應(yīng)2OHH)Zn(NHO2H4NHZnHZn(OH)O2H2OHZn2243232-24222.2 鋅副族元素與酸反應(yīng)與酸反應(yīng)O4H2NO )(NO3Hg)(8HNO)6Hg(O4H2NO)Hg(NO),(8HNO3HgO2H2NO)Hg(NO)(4HNOHgO2HSOHgSO)(SO2HHgCd)Zn,(M HM)(2HM223232233222332244222冷稀過(guò)量過(guò)量稀濃濃稀無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué) 鋅族的鋅族的M2+為為18電子型離子，均為無(wú)色，其化合物一般也

32、電子型離子，均為無(wú)色，其化合物一般也無(wú)色。但依無(wú)色。但依Zn2+、Cd2+、Hg2+的順序，離子的極化力和變的順序，離子的極化力和變形性逐漸加強(qiáng)，形性逐漸加強(qiáng)，Cd2+，特別是，特別是Hg2+與易變形的陰離子如與易變形的陰離子如S2-、I-等形成的化合物往往有顯著的共價(jià)性，呈現(xiàn)很深的顏色等形成的化合物往往有顯著的共價(jià)性，呈現(xiàn)很深的顏色和較低的溶解度。和較低的溶解度。這種顯色是由于這種顯色是由于S2-、I-離子的變形性大，離子的變形性大，容易發(fā)生電荷遷移的緣故。容易發(fā)生電荷遷移的緣故。22.2.2 鋅副族元素的化合物鋅副族元素的化合物硫化物硫化物 )CdS(s,SHCd )ZnS(s,SHZn2

33、222黃白向向Zn2+、Cd2+、Hg2+的溶液中通入的溶液中通入H2S氣體時(shí)，都會(huì)氣體時(shí)，都會(huì)生成相應(yīng)的硫化物沉淀生成相應(yīng)的硫化物沉淀.無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物ZnS+3O22ZnO+2SO2CdO + CO2CdCO3氧化物：氧化物：氧化鋅氧化鋅(ZnO)，俗稱(chēng)鋅白，為白色粉末；氧化，俗稱(chēng)鋅白，為白色粉末；氧化汞汞(HgO)有紅、黃兩種變體，都不溶于水，有毒。有紅、黃兩種變體，都不溶于水，有毒。 Zn(OH)2為兩性為兩性，既可溶于酸又可溶于堿。溶于酸成鋅，既可溶于酸又可溶于堿。溶于酸成鋅鹽，溶于堿則成四羥基合鋅配離子鹽，溶于堿則成四羥基合鋅配離子規(guī)律：氧化物和氫氧

34、化物的堿性按鋅、鎘、汞的順序氧化物和氫氧化物的堿性按鋅、鎘、汞的順序遞增。遞增。Zn(OH)2和和Cd(OH)2 均易受熱脫水變?yōu)榫资軣崦撍優(yōu)閆nO和和CdO。銅族、鋅族的所有氫氧化物均易脫水成為氧化物。銅族、鋅族的所有氫氧化物均易脫水成為氧化物。Zn(OH)2 + 2H+Zn2+2H2OZn(OH)42-Zn(OH)2+2OH-無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)鹵化物：鹵化物：HgBr2，HgI2為共價(jià)分子為共價(jià)分子 ，而而 HgF2 為離子型化合物為離子型化合物HgCl2：升汞，直線(xiàn)型共價(jià)分子，：升汞，直線(xiàn)型共價(jià)分子，易升華，微溶于水，易升華，微溶于水，劇毒劇毒Hg2Cl2：甘汞，直線(xiàn)型共價(jià)分子，：甘汞

35、，直線(xiàn)型共價(jià)分子，有甜味，難溶于水，有甜味，難溶于水，無(wú)毒無(wú)毒ClHgHgCl汞的化合物汞的化合物ClHgCl22.2 鋅副族元素硝酸鹽：硝酸鹽：Hg(NO3)2、Hg 2(NO3)2是離子型化合物是離子型化合物,易溶于水。易溶于水。23223222332233)(NOHg)Hg(NOHgOHNO)Hg(NO) 濃(4HNOHgOH)Hg(NO2HNOHgOHg2+ 0.92V Hg22+ 0.793V Hg）不歧化，（不同Cu于Hg 142 HgHgHg22222K無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)鋅和鎘的重要反應(yīng)鋅和鎘的重要反應(yīng)與與OH-反應(yīng)反應(yīng)2Zn) 白s,(Zn(OH)2-24Zn(OH)ZnO(s)

36、H)(OH-適量)(OH-過(guò)量398K2Cd2Cd(OH)CdO(s)-OHH523K22.2.3 水溶液中鋅副族元素的離子及反應(yīng)水溶液中鋅副族元素的離子及反應(yīng)22.2 鋅副族元素與與NH3H2O 反應(yīng)反應(yīng)O2H)M(NH2NH2NHM(OH)Cd)Zn,(M 2NHM(OH)OH2NHM224334242232無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)與與S2-反應(yīng)反應(yīng)的特征反應(yīng)此反應(yīng)為鑒定溶于稀酸性條件沉淀完全，黃溶于氨堿性條件沉淀完全，白21 -221 -22CdHClLmol6 )CdS(s,SHCdHClL0.3mol )ZnS(s,SHZn)(s,BaSOZnSBaS(aq)(aq)ZnSO44白鋅鋇白鋅鋇

37、白(立德粉立德粉)22.2 鋅副族元素?zé)o機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)Zn2+的鑒定（堿性條件）的鑒定（堿性條件）22.2 鋅副族元素二苯硫腙二苯硫腙 ( (CCl4 溶液溶液) )綠色綠色螯合物螯合物上層上層( (水水) ) 粉紅色粉紅色下層下層( (CCl4) ) 棕色棕色無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)汞的重要反應(yīng)汞的重要反應(yīng)與與OH-反應(yīng)反應(yīng)HgHgO(s)O(s,HgHgO21Hg(s)C400)HgO(s,OHHg22222褐黃22.2 鋅副族元素-26-222-2622-22SnCl)2Hg(l,4ClSn(s)ClHgSnCl)(s,ClHg8ClSnHg2黑白亦可利用亦可利用HgCl2鑒定鑒定Sn2+。Hg2+的鑒定的鑒定無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)EA Hg2+ 0.92V Hg22+ 0.793V Hg HgS - -0.758V Hg2S - -0.598V Hg可見(jiàn)：可見(jiàn)：Hg(I) 在游離時(shí)不歧化，形成沉淀在游離時(shí)不歧化，形成沉淀 (除除Hg2Cl2)或配合物時(shí)歧化?；蚺浜衔飼r(shí)歧化。 若若Hg2+由由Hg(NO3)2溶液提供，則：溶液提供，則：-3-223232-322NO)3HgS(s,S2HgS)Hg(NO)(s, 2HgS)Hg(NO2S2NO3Hg黑黃色22.2 鋅副族元素與與S2- 反應(yīng)反應(yīng)HgHgSS)(Hg)Hg