ds区铜族与锌族元素.ppt

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1、性质元素符号价电子构型电负性M+(g)水化能/(kJ·mol–1)M2+(g)水化能/(kJ·mol–1)铜Cu3d104s11.90-582-2121银Ag4d105s11.93-485-金Au5d106s12.54-644-铜族元素最外电子层结构与碱金属一样，都只有一个S电子。但是次外层电子数不同，铜族元素为18电子构型。由于18电子构型对核的屏蔽效应比8电子构型的小得多，使得铜族元素的原子有效核电荷较多，对最外层的一个S电子吸引力比碱金属要强得多，因而同族元素原子相应的电离能高得多，具有金属半径小密度大等

2、特点。铜族元素的氧化态有+1、+2、+3三种，而碱金属氧化态只有+1一种。这是由于铜族元素最外层nS和次外层的(n-1)d电子能量相差不大的缘故。Cu+和Ag2+不稳定。这可以从它们离子的大小、电荷、电离能、水化能等因素来解释。（Cu2+离子半径比Cu+离子的小，电荷多一倍，所以Cu2+的溶剂化作用比Cu+的强得多；Cu2+的水化能-2121kJ/mol已超过铜的第二电离能，所以Cu2+在水溶液中比Cu+更稳定。Ag2+和Ag+的离子半径都较大，其水化能相应就小，而且银的第二电离能又比铜的第二电离能大，因此Ag

3、+比较稳定。由于金的离子半径明显比银大，金的第三个电子比较容易失去，再加上d8离子的平面正方型结构具有较高的晶体场稳定化能，这使得金容易形成+3氧化态。铜族原子转化为M+(aq)时的能量变化能量/kJmol-1铜银金升华能/kJmol-1340285385电离能/kJmol-1745.3730.8889.9水化能/kJmol-1-582-485-644总能量/kJmol-1503.3530.8630.9从总能量看出，由M(s)、M+(aq)所需总能量按铜、银、金顺序越来越大，即单质形成M+(aq)的活性依次降低

4、，所以铜、银、金的金属性质愈来愈不活泼。由于铜族元素的离子具有18电子构型，有很强的极化力和明显的变形性，所以本族元素易形成共价化合物；另一方面，本族元素离子的d、S、P轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很明显。2Cu+4HCl+O2==2Cu+O2+CO2+H2O==Cu(OH)2·CuCO34Ag+2H2S+O2==2Ag2S+2H2O2CuCl2+2H2OAu+4HCl+HNO3==HAuCl4+NO+2H2O2Cu+8HCl(浓)==2H2[CuCl4]+H2↑△22.1.2

5、铜族金属单质22.1.3铜族元素化合物1.氧化铜和氧化亚铜2Cu2++5OH–+C6H12O6==Cu2O↓+C6H11O7–+3H2OCuO和Cu2O都不溶于水Cu(OH)2→CuO+CO2+H2OCu2O↘2.卤化铜和卤化亚铜CuCl2不但溶于水，而且溶于乙醇和丙酮。在很浓的溶液中呈黄绿色，在稀溶液中显蓝色。CuCl2·2H2O△Cu(OH)2·CuCl2+2HCl所以制备无水CuCl2时，要在HCl气流中加热脱水，无水CuCl2进一步受热分解为CuCl和Cl2。无水为棕黄色卤化亚铜都是白色的难溶化物，其溶

6、解度依Cl、Br、I顺序减小。拟卤化亚铜也是难溶物，如：CuCN的Ksp=3.2×10–20CuSCN的Ksp=4.8×10–15卤化亚铜是共价化合物Cu(CN)2棕黄色沉淀，易分解用还原剂还原卤化铜可以得到卤化亚铜：2CuCl2+SnCl2==2CuCl↓+SnCl42CuCl2+SO2+2H2O==2CuCl↓+H2SO4+2HClCuCl2+Cu==2CuCl↓2Cu2++2I–==2CuI+I2CuI可由和直接反应制得：有大量Cl-时，得棕黑色溶液CuCl2-干燥的CuCl在空气中比较稳定，但湿的CuC

7、l在空气中易发生水解和氧化：4CuCl+O2+4H2O==3CuO·CuCl2·3H2O+2HCl8CuCl+O2==Cu2O+4Cu2++8Cl–CuCl易溶于盐酸，由于形成配离子（棕黑色），溶解度随盐酸浓度增加而增大。用水稀释氧化亚铜的浓盐酸溶液则又析出CuCl沉淀：CuCl32–+CuCl2–冲稀浓HCl2CuCl↓+3Cl–3.硫酸铜CuSO4·5H2O（dsp2杂化，Cu的一个d电子进入P轨道）俗称胆矾。可用铜屑或氧化物溶于硫酸中制得。CuSO4·5H2O在不同温度下可逐步失水。375KCuSO4·5

8、H2OCuSO4·3H2O+2H2OCuSO4·3H2OCuSO4·H2O+2H2O386K531KCuSO4·H2OCuSO4+H2O加热CuSO4，高于600oC，分解为CuO、SO2、SO3和O2。无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很强，吸水后呈蓝色，利用这一性质可检验乙醇和乙醚等有机溶剂中的微量水，并可作干燥剂。非氢键水氢键水4.氧化银和氢氧化银在温度低于–45oC