[理学]铜族元素和锌族元素by啥子一家

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1、§17—1铜族元素§17—2锌族元素第十七章d区元素（二）HEXIUNIVERSITY由于铜、锌族元素价电子层构型为(n-1)d10ns1、(n-1)d10ns2，都属ds区，故一并进行讨论。铜族元素包括铜、银、金，位于周期表ⅠB族；锌族元素包括锌、镉、汞，位于周期表ⅡB族。第十七章　铜、锌副族本章要求：1.掌握铜族和锌族元素单质的性质和用途。2.掌握铜、银、锌、汞的氧化物氢氧化物重要盐类以及配合物的生成与性质。3.掌握Cu(I)、Cu(II);Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化。4.掌握IA和IB，IIA和IIB

2、族元素的性质对比。§17－1铜族元素1－1铜族元素的通性1－2铜、银、金的单质1－3铜族元素的重要化合物1－4IB族元素和IA族元素性质的对比电子构型：铜族元素价电子构型为(n-1)d10ns1。通性：（1）铜族元素都有+1、+2、+3三种氧化态。（但由于其稳定性不同，铜常见的氧化态为+2，银为+1，金为+3。）原因：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，就是说铜族元素原子不仅可以失去ns电子，也可进一步

3、失去部分d电子。所以表现出不同的氧化态。如：Cu2O、CuO、AgNO3、AgF2等。举例第一电离能第二电离能Cu750kJ/mol1970kJ/molNa499kJ/mol4591kJ/mol（2）铜族元素半径小于同周期的碱金属元素。是d轨道全满，对核的屏蔽作用小，有效核电荷较大造成的；（*同族元素相比，从Cu、Ag、Au，半径增大，但Ag、Au半径相差很小，即Au的半径相对而言几乎没有增大，原因在于所谓的“镧系收缩”。）（3）按Cu、Ag、Au的顺序金属活泼性递减。（与碱金属从Na到Cs的顺序恰好相反。）1.从Cu

4、→Au，原于半径增加不大，核电荷确明显增加，而次外层18电子的屏蔽效应又较小，有效核电荷对价电子的吸引力增大，因而金属活泼性依次减弱。2.如果在水溶液中反应，就应依电极电势的大小来判断。用玻恩哈伯循环（10章318页）计算M(s)→M+(aq)能量变化，可见从固体金属形成一价水合阳离子所需的能量随Cu—Au的顺序越来越大，所以从Cu—Au性质越来越不活泼（4）容易形成共价化合物由于18电子层结构的离子，具有很强的极化力和明显的变形性（5）易形成配合物1、外层、次外层空轨道的能量相近，易于成键；2、次外层d电子部分或全充

5、满，屏蔽作用小，有效核电荷较大，对配体提供的电子对有较强的吸引力，使得形成的配合物很稳定。CuAgAu电子构型3d104s14d105s15d106s1常见氧化态＋1＋2＋1＋1＋3金属半径/pm128144144I1/kJ·mol-1745.3730.8889.9I2/kJ·mol-11957.32072.61973.3I3/kJ·mol-13577.63359.42895电负性1.901.932.541－1铜族元素的通性二、铜、银、金的单质存在和冶炼性质和用途（一）、存在和冶炼（1）存在铜主要以金属、硫化物、砷化物

6、、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。金金铲银锅银它们都可形成许多合金。氰化法提炼金属，反应如下：4M+8NaCN+2H2O+O2=4Na[M(CN)2]+4NaOH（M代表Cu，Ag，Au）然后用锌或铝把银还原出来：2Na[M(CN)2]+Zn=2M+Na2[

7、Zn(CN)4]然后用电解法制成纯金属。氰毒性强，故现在一般不会用这种方法提炼银或者金。物理性质a.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。与碱金属相比，铜族元素的成键电子较多，金属键较强。b.铜族元素的导电性导热性在所有金属中是最好的。它们的导电性顺序为：Ag＞Cu＞Au。这在于铜族元素的能带宽，能带内能级多，电子多，电子跃迁很容易。C.铜族元素都是面心立方紧密堆积结构，有较多的滑移面，故有良好的延展性。d.铜、银、金都有特征颜色：Cu(紫红)、Ag(白)、Au(黄)化学性质铜族元素的化学活

8、性从Cu至Au降低，主要表现在与空气中氧的反应和与酸的反应。（1）与氧反应室温时，在纯净干燥的空气中，铜、银、金都很稳定。加热时，铜形成黑色氧化铜，但银和金不与空气中的氧结合。2Cu+O2==2CuO在含有CO2的潮湿空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2-CuCO3铜制品如有锈