第三章 过渡元素03（课件）《无机化学》同步教学（高教版）

第三章 过渡元素 目录 13.1 Overview 过渡元素概述 13.2 钛族、钒族元素 13.3 铬族元素 13.4 锰族元素 13.5 铁系、铂系元素 13.6 铜族元素 13.7 锌族元素 13.6 铜族元素 13.6.1铜族通性 铜族位于周期系的IB族，包括铜、银、金三种元素。 一、活泼性 IB族的价电子结构为(n-1)d10ns1。最外层电子数虽然与IA族相同但性质上却没有多少共同之处。 IB族的最外层电子的Z*（有效核电荷Z-）高，故第一电离势比碱金属的高。 由于d电子也包含在金属键中，故它们的升华热和熔点也比碱金属的高得多。其较惰性的特点与这些因素有关。结果是其化合物有较多的共价性和较高的晶格能。 二、氧化数 铜、银、金三个元素，每一个元素都有+1、+2和+3三种氧化数。最常见的氧化数：铜为+2、银为+1、金为+3。 原因是IB族的ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大，在与其他元素化合时，不仅ns电子能参加反应，(n-1)d电子也能依反应条件的不同，可以部分参加反应，即表现出不同的氧化态。如：Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾)、AgNO3、AgF2、AgI[AgO2]等。而碱金属主要氧化态是+1。 三、标准电极电势 　Au3++3e-＝Au　=1.42V　Ag2++e-＝Ag+　=1.987V 　Ag++e-＝Ag =0.80V　Cu++e-＝Cu　　=0.52V 　K++e-＝K　　 =-2.925V 化学活泼性远小于碱金属；从上到下，金属活泼性递减；与碱金属的变化规律相反。 四、氢氧化物的碱性和稳定性 氢氧化物的碱性较弱，且极易脱水形成氧化物，而碱金属氢氧化物是强碱，对热非常稳定。 五、配合能力 有很强的配合能力，而碱金属却通常不形成配合物。 单质的存在和制备 六、单质的物理性质 铜族金属密度大、硬度大、熔点高，而碱金属则密度小，硬度小、熔点低。铜主要以金属、硫化物、砷化物、氯化物和碳酸盐的形式广泛分布，最常见的矿物有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]和碱式砷酸铜铝（Ceruleite）Cu2Al7(AsO4)4(OH)13.12H2O等。 银主要以金属、硫化物、砷化物、氯化物的形式广泛分布，常由铅矿、铜矿的加工过程中来回收。 金以单质形式存在。它们都可形成许多合金。 七、化合物 铜族元素有许多二元化合物有相当的共价性。如：AgI是共价分子。而碱金属一般是离子型化合物。 铜银金单质 金铲银锅 银 金 块砷铝铜矿 单质的物理性质 单质的化学性质 铜和银易溶于硝酸或热的浓硫酸中，有氧时Cu能溶于氨水（生成[Cu(NH3)4]2+）中，Cu能直接溶于KCN溶液(生成[Cu(CN)4]3-) 银和金能溶于KCN中，金还能溶于王水 铜和银在加热时能与硫化合为Cu2S及Ag2S，而金不能。 铜族化合物 一、铜(I)和Ag(I)的化学性质 亚铜化合物是反磁性的，d轨道全满,没有d-d跃迁，为无色。 1、氧化物和氢氧化物 在-45℃以下AgOH白色物质稳定存在，高于此温度分解为Ag2O而CuOH为黄色，仅在pH=3左右能暂存，通常得到的是Cu2O红色物质。 Cu2O红色物质，Ag2O暗棕色物质，都为共价型、难溶于水的化合物。 Cu2O很稳定，具有半导体的性质，而Ag2O加热则分解。 Cu2O能溶于氨水、HX形成[Cu(NH3)2]+(不稳定)、[CuCl2]-无色配合物. 2、硫化物 Cu2S和Ag2S两种黑色化合物溶解度很小，不溶于水和非氧化性酸。如可溶于氧化性的硝酸： Cu2S+HNO3＝ Ag2S+HNO3＝ Cu2S可溶于KCN生成[Cu(CN)4]3- 3、AgNO3 Cu(I)不形成硝酸盐，AgNO3是一种重要试剂。 请分析下列反应的产物： Cu2O+H2SO4(稀)＝ Cu2O+HNO3＝ Ag2O+HNO3＝ 4、卤化亚铜 HCl(浓)+Cu+CuCl2＝2[CuCl2]-+2H+ 生成物用水稀释则得CuCl白色沉淀。 2Cu2++4I-＝2CuI↓+I2 除I-,二价铜在有X-及还原剂同时存在时生成CuX。 5、卤化银 AgX中除AgF溶于水外，皆不溶于水及稀硝酸。 AgCN和AgSCN难溶于水，但AgCN易溶于过量的KCN生成[Ag(CN)2]-。　　 6、配合物 Ag+具有5s、5p空轨道，能形成二配位的配合物，如：NH3、S2O32-、CN-等形成稳定程度不同的配离子。 二、铜(II)的化学性质 二、铜(II)的化学性质 1、氢氧化铜和氧化铜 Cu(OH)2+2NaOH(6mol/L)＝Na2[Cu(OH)4] Cu(OH)2+4NH3＝[Cu(NH3)4](