第十七章d区元素(二) 教学基本要求 (1)了解铜族元素的通性 (2)掌握铜的氧化物、氢氧化物、重要铜盐的性质,Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)的相互转化,铜的配合 物 (3)熟悉铜的氧化物,氢氧化物的性质、银的重要配合物。 4)了解锌族元素的通性。掌握氢氧化锌的性质,水溶液中的重要反应。锌的重要配合物 (5)熟悉锌、镉、汞的氧化物,镉、汞的氢样化物的性质Hg(I)和Hg(Ⅱ)间的相互转化,镉、 汞的配合物 重点内容概要 本章讨论IB族和ⅡB族的元素,它们的外层电子构型为(n-1)dns42也称为ds区元素。 ⅠB族元素包括铜、银、金,也称为铜族元素。 ⅡB族元素包括锌、镉、汞,也称为锌族元素。 1.铜族元素单质 铜、银、金都是重金属,熔点和沸点并不高,它们的导电性,导热性和延展性好 铜、银、金的化学活波性差,并按铜>银>金的次序递减。 1常温下它们与O2不反应,加热时,铜与O2反应生成氧化铜。 2它们能与卤素反应生成相应的卤化物。 3它们与稀酸不反应,铜、银都能与硝酸或热的浓硫酸反应。金只能溶于王水。当有配位剂时,铜 能从非氧化性酸中置换出氢气。 4在空气存在下,铜、银、金都能溶于氰化钾或氰化钠溶液 5在空气中银能与硫化氢反应生成硫化银 2.铜的化合物 铜原子的价层电子构型为343。铜主要形成氧化值为+1和+2的化合物。 (1)Cu(I)的化合物 Cu(I)的化合物的特点如下 1在水溶液中Cu不稳定,易发生歧化反应,生成Cu2和Cu 2Cu(I)的难溶化合物和配合物是稳定的,不易发生岐化反应。 3Cu(I)的化合物难溶于水,多数是白色的,Cu(I)的配离子多数是无色的 4Cu(Ⅰ)化合物的热稳定性比Cu(Ⅱ)的化合物高
第十七章 d 区元素（二） ·教学基本要求· （1）了解铜族元素的通性 （2）掌握铜的氧化物、氢氧化物、重要铜盐的性质，Cu（Ⅱ）和 Cu（Ⅰ）的相互转化，铜的配合 物。 （3）熟悉铜的氧化物，氢氧化物的性质、银的重要配合物。 （4）了解锌族元素的通性。掌握氢氧化锌的性质，水溶液中 的重要反应。锌的重要配合物。 （5）熟悉锌、镉、汞的氧化物，镉、汞的氢样化物的性质 Hg(Ⅰ)和 Hg（Ⅱ）间的相互转化，镉、 汞的配合物。 ·重点内容概要· 本章讨论ⅠB 族和ⅡB 族的元素，它们的外层电子构型为(n1)d 10 ns 1~2也称为 ds 区元素。 ⅠB 族元素包括铜、银、金，也称为铜族元素。 ⅡB 族元素包括锌、镉、汞，也称为锌族元素。 1.铜族元素单质 铜、银、金都是重金属，熔点和沸点并不高，它们的导电性，导热性和延展性好。 铜、银、金的化学活波性差，并按铜＞银＞金的次序递减。 1 常温下它们与 O2不反应，加热时，铜与 O2反应生成氧化铜。 2 它们能与卤素反应生成相应的卤化物。 3 它们与稀酸不反应，铜、银都能与硝酸或热的浓硫酸反应。金只能溶于王水。当有配位剂时，铜 能从非氧化性酸中置换出氢气。 4 在空气存在下，铜、银、金都能溶于氰化钾或氰化钠溶液。 5 在空气中银能与硫化氢反应生成硫化银。 2.铜的化合物 铜原子的价层电子构型为 3d 104s 1。铜主要形成氧化值为+1 和+2 的化合物。 （1） Cu（Ⅰ）的化合物 Cu（Ⅰ）的化合物的特点如下： 1 在水溶液中,Cu +不稳定，易发生歧化反应，生成 Cu 2+和 Cu。 2 Cu(Ⅰ)的难溶化合物和配合物是稳定的，不易发生岐化反应。 3 Cu（Ⅰ）的化合物难溶于水，多数是白色的，Cu（Ⅰ）的配离子多数是无色的。 4 Cu（Ⅰ）化合物的热稳定性比 Cu（Ⅱ）的化合物高
(2)Cu(Ⅱ)的化合物 1CuO和Cu(OH2 Cu2+与适量的OH反应生成浅蓝色的Cu(OH2沉淀。Cu(OH)2两性偏碱,它能溶于较浓 (6mol·L)的NaOH溶液,生成深蓝色的CuOH)2,。CuOH2受热分解为CuO,H2OCuO是碱 性氧化物 2CuSO4·5H2O(胆矾) 蓝色的CuSO4·5H2O受热逐步脱水得到CuSO4白色粉末。无水CuSO4具有强吸水性 3Cu2+的氧化性 水溶液中,Cu2能与r反应生成Cu沉淀和L2 4Cu(Ⅱ)的配合物 水溶液中,Cu2能与许多配体形成配合物,Cu2的配位数大多为4,由于发生dd跃迁而成蓝 色,例如,[Cu(NH)42,[CuOH)2[Cu(P2On)等。[Cu(OH2与葡萄糖反应生成暗红色的Cu2O 沉淀 5Cu2+的鉴定 在中性或弱碱性溶液中,Cu2与[Fe(CN)反应生成红棕色的CuFe(CN沉淀。 3.银的化合物 银原子的价层电子构型为4d5s5。银主要形成氧化值为+1的化合物。 (1)Ag(I)的化合物的特点 1Ag(I)的化合物热稳定性差,受热,见光易分解 2Ag(I)的化合物大多数难溶于水。AgCI、AgBr、Ag在水中的溶解度因离子极化而减小 3Ag(Ⅰ)的化合物一般呈白色或无色。水溶液中Ag(I)的配合物是无色的。AgBr和AgI等因 发生电荷迁移而呈现颜色。 (2)Ag(I)化合物间的相互转化(Ag+序) Ag-->AgCl(s)NHs(ag)>[Ag(NH3)2]*-Br- AgBr(s) AgS(s)<-[Ag(N)2]: ( CN- Ag(s)I Ag(S2O3)213 4锌族元素的单质 锌、镉、汞是银白色金属、熔点不高 锌、镉、汞的化学活波性依次降低。 1锌、镉、汞在空气中加热生成相应的氧化物
（2）Cu（Ⅱ）的化合物 1 CuO 和 Cu(OH)2 Cu 2+与适量的 OH -反应生成浅蓝色的 Cu(OH)2 沉淀。Cu(OH)2 两性偏碱，它能溶于较浓 （6mol·L 1）的 NaOH 溶液，生成深蓝色的[Cu(OH)4] 2，。Cu(OH)2受热分解为 CuO，H2O.CuO 是碱 性氧化物。 2 CuSO4 g 5H2O（胆矾） 蓝色的 CuSO4 g 5H2O 受热逐步脱水得到 CuSO4白色粉末。无水 CuSO4具有强吸水性。 3 Cu 2+的氧化性 水溶液中，Cu 2+能与 I-反应生成 CuI 沉淀和 I2。 4 Cu（Ⅱ）的配合物 水溶液中，Cu 2+能与许多配体形成配合物，Cu 2+的配位数大多为 4，由于发生 dd 跃迁而成蓝 色，例如，[Cu(NH3)4] 2+，[Cu(OH)4] 2 [Cu(P2O7)2] 6等。[Cu(OH)4] 2 与葡萄糖反应生成暗红色的 Cu2O 沉淀。 5 Cu 2+的鉴定 在中性或弱碱性溶液中，Cu 2+与[Fe(CN)6] 4反应生成红棕色的 Cu2[Fe(CN)2]沉淀。 3 .银的化合物 银原子的价层电子构型为 4d 105s 1。银主要形成氧化值为+1 的化合物。 （1）Ag（Ⅰ）的化合物的特点 1 Ag（Ⅰ）的化合物热稳定性差，受热，见光易分解。 2 Ag（Ⅰ）的化合物大多数难溶于水。AgCI、AgBr、AgI 在水中的溶解度因离子极化而减小。 3 Ag（Ⅰ）的化合物一般呈白色或无色。水溶液中 Ag(Ⅰ)的配合物是无色的。AgBr 和 AgI 等因 发生电荷迁移而呈现颜色。 （2） Ag（Ⅰ）化合物间的相互转化（Ag + 序） Ag æCæl- Æ + AgCl(s) æNæH3 (aq) æÆ [Ag(NH3 ) 2 ]+ ææBrÆ AgBr(s) [Ag (S 2 O 3 ) 2 ] ¨æIæ 3 AgI(s) ¨æCNæ [Ag(CN) 2 ] AgS(s) ¨æS2æ S 2 O 3 2 4.锌族元素的单质 锌、镉、汞是银白色金属、熔点不高。 锌、镉、汞的化学活波性依次降低。 1 锌、镉、汞在空气中加热生成相应的氧化物
2锌、镉、汞能于硫反应生成硫化物 3锌、镉能从盐酸或稀硫酸中置换出氢气。汞能与氧化性酸反应生成相应的汞盐 4锌能与强碱溶液或氨水反应,生成配离子和H2 5.锌族元素的化合物 锌、镉、汞原子的价层电子构型为(n1)dns2它们都能形成氧化值为+2的化合物,汞还能形成氧 化值为+1的化合物。 (1)Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的化合物 锌族元素的M2为18电子构型。具有较强的极化力,变形性也较大,其二元化合物有相当程度的共 价性。特别是Hg2与易变形的阴离子形成的不少化合物是有颜色的,其溶解度也较小。 氧化物和氢氧化物ZnO、CdO、HgO均难溶于水。ZnO显两性,CdO和HgO显碱性 在Zn2、Cd2+的溶液中分别假如适量的碱,生成相应的氢氧化物Zn(OH)2、CdOH)2 而在Hg(Ⅱ)盐溶液中加碱得到的是HgO,而不是Hg(OH2。ZmOH2显两性,能溶于过量的碱生成 Zn(OH)2。Zn(OH2和CdOH、受热分解得到ZnO和CdO。 2卤化物锌的卤化物中,除ZnF2微溶于水外,其他ZnX2都易溶于水。例如,ZnCl2溶解度 很大,其水解反应为: ZnCl+H,O= Zn(oh)CI+HCI 的浓溶液中因生成配合酸而具有显著的酸性 ZnCl2+H2OFhZnCI2(OH) 它能溶解金属氧化物,例如 HZnCI2(OH)+H2O-FelZncI(oH)2+H2O 在焊接金属时用ZnCl2清除金属表面的氧化物。 除HgF2外,HgX2都是共价型分子,空间构型为直线形。HgCl2俗称升泵,易升华,有剧毒。HgCl2 在水溶液中解离度很小。它与氨水反应生成NH2HgCl白色沉淀和NHCl。在酸性溶液中,HgCl具 有一定的氧化性,它与SnCl2的反应用于鉴定Hg2或Sn 3硫化物ZnS、CdS、HgS都是难溶于水。ZnS溶于稀酸,CdS溶于较浓的盐酸,HgS 溶于王水或浓的Na2S溶液。常利用黄色的CdS沉淀的生成反应来鉴定溶液中Cd的存在。 4配合物Zn2、Cd2+、Hg2能与许多配体形成配合物,配为数大多围,Zn2和Cd分别与 过量的氨水反应都能生成MNH),Hg2则需要在NH4Cl存在下才能与氨水反应生成 Hg(NH3)42。 Hg2与过量的r反应生成口gl,其碱性溶液即 Nessler(奈斯勒)试剂,用与鉴定NH。 Zn2在碱性条件下与二苯硫腙反应生成粉红色的内配盐,这一反应用于鉴定Zn2。 (2)Hg(I)的化合物 在Hg(I)的化合物中含有Hg-Hg键 在水溶液中,Hg2的歧化反应Hg2=Hg2+Hg的平衡常数非常小,Hg2不易发生歧化反
2 锌、镉、汞能于硫反应生成硫化物 3 锌、镉能从盐酸或稀硫酸中置换出氢气。汞能与氧化性酸反应生成相应的汞盐。 4 锌能与强碱溶液或氨水反应，生成配离子和 H2。 5. 锌族元素的化合物 锌、镉、汞原子的价层电子构型为（n1）d 10 ns 2它们都能形成氧化值为+2 的化合物，汞还能形成氧 化值为+1 的化合物。 （1） Zn（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）的化合物 锌族元素的 M 2+为 18 电子构型。具有较强的极化力，变形性也较大，其二元化合物有相当程度的共 价性。特别是 Hg 2+与易变形的阴离子形成的不少化合物是有颜色的，其溶解度也较小。 1 氧化物和氢氧化物 ZnO、CdO、HgO 均难溶于水。ZnO 显两性，CdO 和 HgO 显碱性。 在 Zn 2+、 Cd 2+的溶液中分别假如适量的碱，生成相应的氢氧化物 Zn(OH)2、Cd(OH)2， 而在 Hg(Ⅱ)盐溶液中加碱得到的是 HgO，而不是 Hg(OH)2。Zn(OH)2显两性，能溶于过量的碱生成 [Zn(OH)4] 2。Zn(OH)2和 Cd(OH)2、受热分解得到 ZnO 和 CdO。 2 卤化物 锌的卤化物中，除 ZnF2微溶于水外，其他 ZnX2都易溶于水。例如，ZnCl2溶解度 很大，其水解反应为： ZnCl2+H2OÉZn(OH)Cl+HCI 的浓溶液中因生成配合酸而具有显著的酸性： ZnCl2+H2OÉH[ZnCl2(OH)] 它能溶解金属氧化物，例如： H[ZnCl2(OH)]+H2OÆFe[ZnCl(OH)]2+H2O 在焊接金属时用 ZnCl2清除金属表面的氧化物。 除 HgF2外，HgX2都是共价型分子， 空间构型为直线形。HgCl2俗称升泵， 易升华， 有剧毒。HgCl2 在水溶液中解离度很小。它与氨水反应生成 NH2HgCl 白色沉淀和 NH4Cl。在酸性溶液中，HgCl 具 有一定的氧化性，它与 SnCl2的反应用于鉴定 Hg 2+或 Sn 2+。 3 硫化物 ZnS、CdS、HgS 都是难溶于水。ZnS 溶于稀酸，CdS 溶于较浓的盐酸，HgS 溶于王水或浓的 Na2S 溶液。常利用黄色的 CdS 沉淀的生成反应来鉴定溶液中 Cd 2+的存在。 4 配合物 Zn 2+、Cd 2+、Hg 2+能与许多配体形成配合物，配为数大多围，Zn 2+和 Cd 2+分别与 过量的氨水反应都能生成[M(NH3)4] 2+，Hg 2+则需要在 NH4Cl 存在下才能与氨水反应生成 [Hg(NH3)4] 2+。 Hg 2+与过量的 I-反应生成[HgI4] 2-，其碱性溶液即 Nessler （奈斯勒）试剂，用与鉴定 NH4+。 Zn 2+在碱性条件下与二苯硫腙反应生成粉红色的内配盐，这一反应用于鉴定 Zn 2+。 （2）Hg（Ⅰ）的化合物 在 Hg（Ⅰ）的化合物中含有 Hg—Hg 键。 在水溶液中，Hg2 2+的歧化反应 Hg2 2+ ÉHg 2++Hg 的平衡常数非常小，Hg2 2+不易发生歧化反
除Hg(NO)外,(I)的化合物都难溶于水,例如甘汞Hg2Cl2,Hg2l2等。 Hg(I)的化合物不稳定,见光或受热易发生歧化反应,生成Hg(Ⅱ)的化合物和Hg。 所以在Hg2(NO3)2溶液中加入沉淀试剂或配位剂时得到的是Hg(Ⅱ)的相应的化合物和Hg,而不是 Hg(I)的相应化合物。例如 Hg2*+20H+HgO(s)+Hg+H2O Hg2 C12+2NH3-(NH)2HgCI(S)+Hg+NH4Cl Hg2l2+2r→Hgl4]2+H Hg2+s2→HgS(s)+Hg
应。 除 Hg2(NO3)2外，（Ⅰ）的化合物都难溶于水，例如甘汞 Hg2Cl2，Hg2I2等。 Hg（Ⅰ）的化合物不稳定，见光或受热易发生歧化反应，生成 Hg（Ⅱ）的化合物和 Hg。 所以在 Hg2(NO3)2溶液中加入沉淀试剂或配位剂时得到的是 Hg（Ⅱ）的相应的化合物和 Hg，而不是 Hg（Ⅰ）的相应化合物。例如： Hg2 2++2OH - ÆHgO(s)+Hg+H2O Hg2Cl2+2NH3 Æ (NH)2HgCl(s)+Hg+NH4Cl Hg2I2+2I - Æ[HgI4] 2-+Hg Hg2 2++S 2- ÆHgS(s)+Hg