铜副族和锌副族课件.ppt

前 言 铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态: 铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3) 铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界： 自然铜：又称游离铜，很少； 硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、 孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、 胆矾CuSO4·5H2O等。 银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S外，硫化银常与方铅矿共存。 锌副族(II B): 原子核外价层电子的构型 (n－1)d10ns2 常见氧化态: 锌 (＋2 ) 镉和汞除＋2之外，还有 ＋1 氧化态(Hg22＋、 Cd22＋)。但镉和汞的 ＋1 氧化态不稳定，易发生歧 化反应。 锌族元素在自然界中主要以硫化物形式存在： 锌的最主要矿物是闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3 汞的最主要矿物是辰砂(又名朱砂)HgS 硫化镉矿常以微量存在于闪锌矿中。 锌矿常与铅、铜、镉等共存，最常见的是铅锌矿。 IA ns1 IIA ns2 IB (n－1)d10ns1 IIB (n－1)d10ns2 由价电子构型可见，IA、IIA和IB、IIB在失去最外层 s电子后分别都呈现＋1和＋2价氧化态，所以IB与IA、IIB 与 IIA 有相似之处。 但是，由于 ds 区元素原子的次外层有18 个电子，而 IA与IIA元素原子次外层有8个电子，因此，无论是单质还是化合物都表现出显著的差异。 铜副族和锌副族的元素电势图 EA? /V 1 物理性质 铜副族元素属于重金属，导电性和导热性在所有金属中是最好的，银占首位，铜次之。 具有很好的延展性。如 1 g 金能抽成长达 3 km的金丝，或压成厚约 0.0001 mm的金箔。 容易形成合金，尤其以铜合金居多。常见的铜合金有黄铜(锌40%)，青铜(锡～15%，锌5%)，白铜(镍13%～ 15%)。 2 化学性质 铜副族元素的氧化态有 ＋1，＋2，＋3 三种，这是铜副族元素原子的 (n－1)d 和 ns 轨道能量相近造成的，不仅 4s 电子能参加反应，3d 电子在一定条件下也可失去一个到两个，所以呈现变价。相比之下，碱金属 3s 与次外层 2p 轨道能量相差很大，在一般条件下很难失去次外层电子，通常只能为 ＋1价。 铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。 从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。 铜 银 金 第一电离能/kJ·mol－1 745.5 731.0 890.1 银应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及到的能量还有： 离子的水合热 金属的升华热 若考虑整个过程的能量，从Cu 到 Au越来越大， 铜