第十七部分ds区元素教学课件.ppt
《第十七部分ds区元素教学课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第十七部分ds区元素教学课件.ppt(45页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第十七章 ds 区元素,第一节 铜族元素 第二节 锌族元素,第一节 铜族元素,一、铜族元素概述 二、铜的重要化合物 三、银的重要化合物,一、铜族元素概述,(一) 铜族元素的通性 铜族元素的外层电子组态为 (n-1)d10ns1。由于 18 电子层组态对原子核的屏蔽效应比 8 电子层组态要小,因此铜族元素原子作用在最外层电子上的有效核电荷较多,最外层的 s 电子受原子核的吸引比碱金属元素原子要强得多,所以铜族元素的电离能比同周期碱金属元素显著增大,原子半径也显著减小,铜族元素单质的化学性质远不如相应的碱金属元素的单质活泼。,第 11 族元素包括铜、银、金三种元素,通常称为铜族元素。,铜族元素的基
2、本性质,铜族元素的氧化值有 +1、+2、+3,这是由于铜族元素原子的最外层 s 电子的能量与外次层 d 电子的能量相差较小,在反应中不仅能失去 s 电子,在一定条件下还可以失去一个或两个次外层的 d 电子。 铜族元素离子具有 18 电子组态或 917 电子组态,具有较强的极化力和明显的变形性,所以本族元素容易形成共价化合物。本族元素离子形成配合物的倾向也很显著。 铜族元素单质在水溶液中较不活泼,金属活泼性按铜、银、金的顺序降低。 在酸性溶液中,Cu+ 和 Au+ 均不稳定,容易发生歧化反应。,(二) 铜族元素的单质 纯铜为红色,银为银白色,金为黄色。它们的密度大于 5 g cm-3,都属于重金
3、属,其中金的密度最大,为 19.3 gcm-3。与 d 区元素相比,铜族元素单质的熔点、沸点相对较低,硬度较小,有极好的延展性和可塑性。铜、银、金的导热、导电能力极强,尤以银为最强,铜是最常用的导体。 铜、银、金能与许多金属形成合金,其中铜的合金品种最多。银表面反射光线能力强,过去用作银镜、保温瓶、太阳能反射镜。,铜、银、金的化学性质比较稳定。在干燥空气中不易被氧化,有二氧化碳及湿气存在时,则在表面上生成绿色的碱式碳酸铜:,金是在高温下惟一不与氧气反应的金属,在自然界中仅与碲形成碲化金。银的活泼性介于铜和金之间。银在室温下不与氧气和水反应,即使在高温下也不与氢气、氮气或炭作用,与卤素反应较慢,
4、在室温下与含有硫化氢的空气接触时,表面生成一层黑色的硫化银:,铜、银不溶于非氧化性稀酸溶液,但溶于硝酸和热的浓硫酸溶液中。金不溶于硝酸,但溶于王水中。银不溶于王水,是由于银在王水中表面生成 AgCl 薄膜而阻止反应进行。,铜和银的用途很广,除用作钱币、饰物外,铜大量用来制造电线、电缆,广泛用于电子工业和航天工业及各种化工设备。铜合金主要用于制造齿轮等机械零件、热电偶、刀具等。铜还是生命必需的微量元素, 有 “生命元素” 之称。银主要用于电镀、制镜、感光材料等。 金主要作为黄金储备、铸币、电子工业及制造首饰。为使金饰品变得坚硬且价格便宜,常把金与适量银、铜熔炼成合金,其中金的质量分数用 “K”表
5、示,1 K 表示金的质量分数为 4.166%,纯金为 24 K 金。,二、铜的重要化合物,(一) 氧化物和氢氧化物,CuO 为黑色晶体,不溶于水,但可溶于酸。CuO 的热稳定性很高,加热到 1000 才分解为Cu2O 和 O2。 在 Cu2+ 溶液中加入强碱溶液,析出浅蓝色的Cu(OH)2 沉淀。Cu2(OH)2 受热脱水生成 CuO。 Cu2(OH)2 为两性氢氧化物,但碱性强于酸性,易溶于强酸溶液,也能溶于浓的强碱溶液中。 Cu(OH)2 可溶于过量氨水中,生成深蓝色的配离子 Cu(NH3)42+。,Cu(NH3)2+不稳定,在空气中被氧化为深蓝色的Cu(NH3)42+:,Cu2O 主要用
6、作玻璃、搪瓷工业的红色颜料。 CuOH 极不稳定,至今尚未制得 CuOH。,Cu2O 对热很稳定,在 1235 熔化也不分解。Cu2O 难溶于水,但易溶于酸溶液,并立即歧化为 Cu 和 Cu2+。 Cu2O 与盐酸反应形成难溶于水的 CuCl 白色沉淀。Cu2O 还能溶于过量氨水中,形成无色配离子Cu(NH3)2+:,(二) 盐类 1. 氯化亚铜 氯化亚铜是一种白色晶体,熔点为 430 ,难溶于水,吸湿后变为绿色,溶于氨水。 在热的浓盐酸溶液中,用铜粉还原 CuCl2,生成无色的 CuCl2-,用水稀释即可得到难溶于水的 CuCl 白色沉淀: CuCl 的盐酸溶液能吸收 CO,形成氯化羰基铜(
7、) CuCl(CO) H2O,此反应在气体中用于测定混合气体中 CO 的含量。,2. 氯化铜 无水氯化铜为棕黄色晶体,在空气中潮解,它易溶于水,也易溶于乙醇和丙酮。从溶液中结晶出的二水合氯化铜为蓝色晶体。 CuCl2 溶液浓度不同时,溶液呈现的颜色也不同。很浓的 CuCl2 溶液呈黄绿色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色。CuCl42- 呈黄色,Cu(H2O)42- 呈蓝色,当两种配离子共存时溶液呈黄绿色或绿色。 氯化铜可用氧化铜与盐酸反应制得。CuCl2 是共价化合物,与碱金属卤化物或盐酸发生反应,生成 CuCl42- 配离子。由于 CuCl42- 不够稳定,只能在 Cl- 过量时形成。,CuCl
8、2 加热至 773 K 时,分解为 CuCl 和 Cl2。,3. 硫酸铜 五水合硫酸铜俗称胆矾或蓝矾。CuSO4 5H2O 是蓝色晶体,受热后逐步脱水,最后生成无水硫酸铜:,在 CuSO4 5H2O 中,五个 H2O 的结合力是不同的。其中四个 H2O 和两个 位于变形八面体的六个顶点,四个 H2O 处于平面正方形的四个角上,两个 位于平面正方形的上方和下方,第五个 H2O 以氢键与两个配位 H2O 和两个 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。,CuSO4 5H2O 的几何构型,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
9、,吸水后呈现蓝色。 当硫酸铜加热到 923 K 时,发生分解反应:,硫酸铜具有杀菌能力,用作蓄水池、游泳池净化水的除藻剂;在医学上用作收敛剂、防腐剂和催吐剂;在农业上,硫酸铜与石灰乳的混合液用作果树和农作物的杀虫剂和杀菌剂。,(三) 配合物 1. Cu+ 的配合物 Cu+ 形成的配离子有 CuCl2-、Cu(SCN)2-、Cu(NH3)2+、 Cu(CN)2-、 Cu(S2O3)23-。大多数 Cu+ 的配合物溶液具有吸收烯烃、炔烃和一氧化碳的能力。例如:,上述反应是可逆反应,受热时放出 CO。,Cu2+ 与单齿配体一般形成配位数为 4 的配位个体。Cu2+ 是交界酸,它与 OH-、Cl- 等
10、硬碱离子形成的配位个体的稳定性较差。 Cu2+ 还能与一些有机配体形成稳定的螯合物。,2. Cu2+ 的配合物,(四) Cu2+ 与 Cu+ 的相互转化,Cu+ 的组态是 3d10,Cu2+ 的组态是 3d9,Cu+ 应该比Cu2+ 稳定。铜元素的第二电离能(1970 kJmol-1)较高,因此在气态时 Cu+ 的化合物是稳定的。由于 Cu2+ 的电荷数大、半径小,标准摩尔水合焓 (-2100 kJmol-1)比 Cu+ 的 (-513 kJmol-1)小得多,因此在水溶液中 Cu+ 没有 Cu2+ 稳定,它将歧化为 Cu2+ 和 Cu:,只有当 Cu+ 生成沉淀或配位个体时,Cu+ 浓度非常
11、低,反歧化反应才能进行。例如:,Cu2+ 的极化作用比 Cu+ 强,在高温下,Cu2+ 的化合物不稳定,转变为稳定的 Cu+ 的化合物。例如:,其他 Cu2+ 化合物加热至高温都有分解为相应的亚铜化合物的现象。甚至有些化合物在常温下就不能存在,分解为 Cu+ 的化合物。,1273 K,三、银的重要化合物,(一) 氧化银 在 AgNO3 溶液中加入 NaOH 溶液,先析出白色 AgOH 沉淀,它极不稳定,立即脱水生成暗棕色 Ag2O 沉淀。Ag2O 微溶于水,其溶液呈弱碱性。 氧化银的稳定性较差,573 K 时分解。氧化银具有较强氧化性,容易被 CO 或H2O2 还原。,Ag2O 和 MnO2、
12、Co2O3、CuO 的混合物在室温下就能将 CO 迅速氧化成 CO2,因此常用于防毒面具中。,(二) 硝酸银 硝酸银是最重要的可溶性银盐。将银溶于硝酸溶液中,蒸发、结晶,得到硝酸银晶体。 AgNO3 加热到 713 K 时,按下式分解:,在日光照射下,AgNO3 也会按上式缓慢分解,因此 AgNO3 晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。 硝酸银具有氧化性,遇微量的有机化合物即被还原为黑色的单质银。 AgNO3 主要用于制造照相底片所需的溴化银乳剂,它还是一种重要的分析试剂。医药上常用它作消毒剂和腐蚀剂。,(三) 卤化银 卤化银中只有 AgF 易溶于水,其他卤化银均难溶于水。卤化银的颜色依 AgCl、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第十七 部分 ds 元素 教学 课件
链接地址:https://www.31doc.com/p-2530985.html