大学课件元素无机化学铜锌分族元素.ppt
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1、 周期周期 IB IIB 四四 Cu Zn 五五 Ag Cd 六六 Au Hg价层价层电子排布电子排布特点:特点:(n-1) d10ns1-2 (ds区区)铜锌分族铜锌分族(I B、II B族族: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg)2医学上鉴定糖尿病:2Cu(OH)42+C6H12O6=2CuOH+H2O+C6H12O7 Cu2O(S)(红色)+H2O ZnO CdO 温敏元件温敏元件6-1 6-1 铜、锌分族通性铜、锌分族通性一、基本性质一、基本性质元元素素价电子价电子结构结构r/ pmI1/ kJ.mol-1升华升华热热/ kJ.mol-1元元素素价电子价电子结构结构r/ pm
2、I1/ kJ.mol-1升华升华热热/ kJ.mol-1Cu 3d104s1128750340Zn3d104s2133915126Ag 4d105s1144735285Cd4d105s2149873112Au 5d106s1144895385Hg5d106s2151164162rIB rIIA原因:影响原子半径的因素原因:影响原子半径的因素 有效核电荷;有效核电荷; 核外电子排斥力。核外电子排斥力。ds区区: (n-1)d10ns1-2 (n = 4-7)1. 同周期,同周期,I B I A,II B II A的比较:的比较:性质性质 I B、II B I A、II A价电子构型价电子构型 (
3、n-1)d10ns12 ns12次外层电子构型次外层电子构型 18e 8e (n-1) s2 (n-1) p6(n-1)d10 (n-1)s2(n-1)p6 Z* 大大 小小原子半径原子半径r 小小 小小金属活泼性金属活泼性 二、金属性的递变规律二、金属性的递变规律同周期同周期IB族族元素与元素与IA族族元素的比较元素的比较物理化学性质物理化学性质IAIB比较比较价电子构型价电子构型ns1(n-1)d10ns1密度、熔点、密度、熔点、沸点及金属键沸点及金属键较较IB低,低,金属键较弱金属键较弱较较IA高,高,金属键较强金属键较强IB IA导电导热及延展性导电导热及延展性不如不如IB很好很好IB
4、 IA第一电离能、第一电离能、升华热、水合能升华热、水合能较较IB低低较较IA高高IB IA第二、三电离能第二、三电离能较较IB高高较较IA低低IB IIB IBIA IIBIIB IBIA IIBIIA5. 颜色颜色 (d-d 跃迁引起跃迁引起)IB(+1) : 3d10 4d10 5d10 Cu +, Ag +, Au + 均无色均无色IB(+2) : Cu2+ 3d9, Ag3+ 4d8 , Au3+ 5d8 有色有色 蓝色蓝色 棕色棕色 棕色棕色IIB: Zn2+ 3d10 、 Cd2+ 4d10 、Hg2+ 5d10 均无色均无色d1 - d9 化合物化合物或或配离子配离子有颜色有颜
5、色(d-d 跃迁引起跃迁引起);d0 和和d10 化合物化合物或或配离子配离子多数无色多数无色。HgI2黄色:黄色:I- Hg2+ 电荷迁移跃迁电荷迁移跃迁引起。引起。 Hg(II) d10 见教材见教材p.196图图7-1,G /F-Z图图 G /F-Z图:图: 有关的有关的 A / VCu+/Cu+0.522Zn2+/Zn-0.76 Ag+/Ag+0.80Cd2+/Cd-0.40 Au+/Au+1.68Hg2+/Hg+0.85 (Cu2+/Cu +0.34)(Hg22+/Hg+0.789) M 还原性还原性 ,Mn+氧化性氧化性M Mn+还还 氧氧原原 化化性性 性性降降 升升6.2 水溶
6、液体系不同氧化态物种的水溶液体系不同氧化态物种的氧化氧化-还原性质还原性质一、一、金属金属单质单质金属性金属性: 同周期:同周期: IB 1.73 10-6 mol.dm-3, Cu2+ Cu+ Cu2+ 1.73 10-6 mol.dm-3, Cu2+ 0,反应自发,反应自发例例22 CuS(s) +10 CN- = 2 Cu(CN)43- + (CN)2+2S2- 还原剂还原剂 + 配体配体 其中,其中, K稳稳 Cu(CN)43- = 2.01030例例3 2Cu2(aq) + 10 CN- = 2 Cu(CN)43- + (CN)2 CN- 拟卤素阴离子,拟卤素阴离子, 似似 I- ;
7、 (CN)2 拟卤素,拟卤素, 似似I2例例4 CuCl2和和Cu(s)在热、浓在热、浓HCl中逆歧化:中逆歧化: CuCl2 + Cu(s) 2 CuCl (逆歧化)(逆歧化)CuCl + 2 HCl(浓浓 ) H2CuCl3 强酸强酸(2) 固态高温固态高温 Cu(II) Cu(I) 1000 2 CuO(s) Cu2O(s) + 1/2 O2(g) rG 298 = +108 kJmol-1 0 rH 298 = +143.7 kJmol-1 0 rS 298 = 0.119 kJmol-1K-1 0 熵驱动的反应!熵驱动的反应!T ,rG T 据据吉布斯吉布斯-赫姆霍兹方程赫姆霍兹方程
8、: rG T rH 298 - TrS 298 求求rG T ? rH 298 143.7 kJmol-1 T = = 1208 K rS 298 0.119 kJmol-1K-1 T 1208 K, 上述正反应自发进行。上述正反应自发进行。 注注: R.T. CuO(s) 、Cu2O都稳定,高温都稳定,高温Cu2O更稳定更稳定。 常温时,固态常温时,固态Cu(I)Cu(I)和和Cu(II)Cu(II)的化合物都很稳定。的化合物都很稳定。Cu2O (s) = CuO(s) + Cu(s)rG m = 113.4 kJ mol1 高温时,固态的高温时,固态的Cu(II)Cu(II)化合物能分解为
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- 大学 课件 元素 无机化学 铜锌分族