1、第第 八八 章章銅副族和鋅副族銅副族和鋅副族作業：作業：2、4、6、7、10、11、13、15、16、19元素元素Cu，copperAg，silverAu，goldZn，zincCd，cadmiumHg，mercury本區元素屬于本區元素屬于親硫親硫元素，易與元素，易與S形成穩定礦物形成穩定礦物本區位于本區位于d區和區和p區之間，同時區之間，同時具有二者的某些遞變規律具有二者的某些遞變規律注意本區元素與注意本區元素與s區元素性質區元素性質上的差異上的差異 前前 言言 銅副族銅副族(I B): 原子核外價層電子的構型原子核外價層電子的構型 ：(n-1)d10ns1 常見氧化態常見氧化態: 銅銅

2、(1，2 ) 銀銀 (1) 金金 (1，3) 銅、銀、金被稱為銅、銀、金被稱為“貨幣金屬貨幣金屬”。 在自然界中，銅、銀、金可以以單質狀態、也可以在自然界中，銅、銀、金可以以單質狀態、也可以以化合態存在。以化合態存在。 我國銅儲量居世界第三位。以三種形式于自然界：我國銅儲量居世界第三位。以三種形式于自然界： 自然銅：又稱游離銅，很少；自然銅：又稱游離銅，很少； 硫化物礦：輝銅礦硫化物礦：輝銅礦Cu2S、黃銅礦、黃銅礦CuFeS2 等；等； 含氧礦物：赤銅礦含氧礦物：赤銅礦Cu2O、黑銅礦、黑銅礦CuO、 孔雀石孔雀石CuCO3Cu(OH)2、 膽礬膽礬CuSO45H2O等。等。 黑銅礦黑銅礦輝

3、銅礦輝銅礦黃銅礦黃銅礦孔雀石孔雀石赤銅礦赤銅礦 銀主要是以硫化物形式存在的，除了較少的閃銀礦銀主要是以硫化物形式存在的，除了較少的閃銀礦Ag2S外，硫化銀常與方鉛礦共存。外，硫化銀常與方鉛礦共存。 金礦主要是以自然金形式存在，包括散布在巖石中金礦主要是以自然金形式存在，包括散布在巖石中的巖脈金和存在于沙礫中的沖積金兩大類。的巖脈金和存在于沙礫中的沖積金兩大類。 鋅副族鋅副族(II B): 原子核外價層電子的構型原子核外價層電子的構型 (n1)d10ns2 常見氧化態常見氧化態: 鋅鋅 (2 ) 鎘和汞除鎘和汞除2之外，還有之外，還有 1 氧化態氧化態(Hg22、 Cd22)。但鎘和汞的。但鎘和

4、汞的 1 氧化態不穩定，易發生歧氧化態不穩定，易發生歧 化反應。化反應。 鋅族元素在自然界中主要以硫化物形式存在：鋅族元素在自然界中主要以硫化物形式存在： 鋅的最主要礦物是閃鋅礦鋅的最主要礦物是閃鋅礦ZnS、菱鋅礦、菱鋅礦ZnCO3 汞的最主要礦物是辰砂汞的最主要礦物是辰砂(又名朱砂又名朱砂) HgS 硫化鎘礦常以微量存在于閃鋅礦中。硫化鎘礦常以微量存在于閃鋅礦中。 鋅礦常與鉛、銅、鎘等共存，最常見的是鉛鋅礦。鋅礦常與鉛、銅、鎘等共存，最常見的是鉛鋅礦。閃鋅礦閃鋅礦 辰砂辰砂 硫化汞硫化汞 鉛鋅礦鉛鋅礦CI2T00053.jpgCI2T00006.jpg IA ns1 IIA ns2 IB (

5、n1)d10ns1 IIB (n1)d10ns2 由價電子構型可見，由價電子構型可見，IA、IIA和和IB、IIB在失去最外在失去最外層層 s電子后分別都呈現電子后分別都呈現1和和2價氧化態，所以價氧化態，所以IB與與IA、IIB 與與 IIA 有相似之處。有相似之處。 但是，由于但是，由于 ds 區元素原子的次外層有區元素原子的次外層有18 個電子，而個電子，而 IA與與IIA元素原子次外層有元素原子次外層有8個電子，因此，無論是單質個電子，因此，無論是單質還是化合物都表現出顯著的差異。還是化合物都表現出顯著的差異。 銅副族和鋅副族的元素電勢圖銅副族和鋅副族的元素電勢圖 EA /V 0.15

6、32.0Cu2O3Cu2Cu0.521Cu0.3419 0.7996 1.980 1.8Ag3Ag2AgAgAu2 1.41 1.29 1.681.8Au3AuAu1.49Cu0.3600.08Cu(OH)2Cu2O0.2220.3420.6070.739Ag2O3AgOAg2OAg1.45Au(OH)3Au 0.6Cd2Cd22Cd0.4030 0.92Hg2Hg22Hg 0.789 0.851(飽和液飽和液)HgCl2Hg2Cl2Hg 0.53 0.26810.7618 Zn2Zn1.249 Zn(OH)2Zn0.809Cd(OH)2CdHgO0.0977Hg 1 物理性質物理性質 銅副族

7、元素屬于重金屬，導電性和導熱性在所有金銅副族元素屬于重金屬，導電性和導熱性在所有金屬中是最好的，屬中是最好的， Ag是導電性最好的金屬，銅次之是導電性最好的金屬，銅次之。 Au是延展性最好的金屬是延展性最好的金屬, 如如 1g 金能抽成長達金能抽成長達 3km的的金絲，或壓成厚約金絲，或壓成厚約 0.0001 mm的金箔。的金箔。 容易形成合金，尤其以銅合金容易形成合金，尤其以銅合金居多居多。常見的銅合金有。常見的銅合金有黃銅黃銅(鋅鋅40%)，青銅，青銅(錫錫 15%，鋅，鋅5%)，白銅，白銅(鎳鎳13% 15%)。8 1 銅副族元銅副族元素素8 1 1 銅副族元素單質的性質銅副族元素單質的

8、性質 2 化學性質化學性質 銅副族元素的氧化態有銅副族元素的氧化態有 1，2，3 三種，這是三種，這是銅副族元素原子的銅副族元素原子的 (n1)d和和ns軌道能量相近造成的，不軌道能量相近造成的，不僅僅 4s 電子能參加反應，電子能參加反應，3d 電子在一定條件下也可失去一電子在一定條件下也可失去一個到兩個，所以呈現變價。相比之下，堿金屬個到兩個，所以呈現變價。相比之下，堿金屬 3s 與次外與次外層層 2p 軌道能量相差很大，在一般條件下很難失去次外層軌道能量相差很大，在一般條件下很難失去次外層電子，通常只能為電子，通常只能為 1價。價。 銅副族元素的金屬性遠比堿金屬的弱，且銅副族元素銅副族元

9、素的金屬性遠比堿金屬的弱，且銅副族元素的金屬性隨著原子序數的增加而減弱，而堿金屬恰恰相反。的金屬性隨著原子序數的增加而減弱，而堿金屬恰恰相反。 從從Cu 到到 Au，原子半徑雖增加但并不明顯，而核電荷，原子半徑雖增加但并不明顯，而核電荷對最外層電子的吸引力增大了許多，故金屬活潑性依次減對最外層電子的吸引力增大了許多，故金屬活潑性依次減弱。弱。 銅銅 銀銀 金金 第一電離能第一電離能/kJmol1 745.5 731.0 890.1 銀應比銅稍活潑。實際上如果在水溶液中反應，涉及銀應比銅稍活潑。實際上如果在水溶液中反應，涉及到的能量還有：到的能量還有： 離子的水合熱離子的水合熱 金屬的升華熱金屬

10、的升華熱 若考慮整個過程的能量，從若考慮整個過程的能量，從Cu 到到 Au越來越大，越來越大，銅銅 銀銀 金金化學活潑性越來越差。化學活潑性越來越差。銅副族元素電離能遠大于堿金屬？銅副族元素電離能遠大于堿金屬？銅副族元素銅副族元素(n-1)d10ns1，其外層，其外層ns電子能夠鉆穿電子能夠鉆穿(n-1)d，從而感受到較，從而感受到較大的有效電荷大的有效電荷或者說，或者說，(n-1)d不能完全屏蔽增加不能完全屏蔽增加的核電荷的核電荷為何為何I(Au)極高？極高？Au最外層最外層6s電子，不僅能夠鉆穿電子，不僅能夠鉆穿5d，還能夠鉆穿，還能夠鉆穿4f 銅在干燥空氣中比較穩定，在水中幾乎看不出反應

11、，銅在干燥空氣中比較穩定，在水中幾乎看不出反應，與含有二氧化碳的潮濕空氣接觸，在銅的表面會慢慢生與含有二氧化碳的潮濕空氣接觸，在銅的表面會慢慢生成一層銅綠，其反應為：成一層銅綠，其反應為： 2 Cu O2 H2O CO2 Cu(OH)2CuCO3 銅綠可防止金屬進一步腐蝕。銅綠可防止金屬進一步腐蝕。 孔雀石孔雀石 銀和金的活性差，不會發生上述反應。空氣中若含有銀和金的活性差，不會發生上述反應。空氣中若含有H2S氣體，與銀接觸后，銀的表面很快會生成一層氣體，與銀接觸后，銀的表面很快會生成一層Ag2S黑黑色薄膜而使銀失去銀白色光澤。這是由于色薄膜而使銀失去銀白色光澤。這是由于Ag是軟酸，它是軟酸，

12、它與軟堿結合特別穩定，所以銀對與軟堿結合特別穩定，所以銀對 S 和和H2S很敏感。很敏感。Cu、Ag與空氣中與空氣中H2S反應，生成黑色硫化物反應，生成黑色硫化物 銅、銀、金都不能與稀酸作用而放出氫氣。銅、銀、金都不能與稀酸作用而放出氫氣。 銅和銀可溶于硝酸或熱的濃硫酸：銅和銀可溶于硝酸或熱的濃硫酸： Cu 4HNO3 (濃濃) Cu(NO3)2 2NO2 2H2O 3 Cu 8 HNO3 (稀稀) 3Cu(NO3)2 2NO 4H2O Cu 2 H2SO4 (濃濃) CuSO4 SO2 2H2O 金的金屬活性最差，只能溶于王水中：金的金屬活性最差，只能溶于王水中： Au 4 HCl HNO3

13、 HAuCl4 NO 2 H2O 銅在紅熱時與空氣中的氧氣反應生成銅在紅熱時與空氣中的氧氣反應生成CuO。在高溫下。在高溫下CuO又分解為又分解為Cu2O。 銀和金沒有銅活潑，高溫下在空氣中也是穩定的。銀和金沒有銅活潑，高溫下在空氣中也是穩定的。 與鹵素作用，與硫作用，都反映出銅、銀、金的活潑與鹵素作用，與硫作用，都反映出銅、銀、金的活潑性是逐漸減弱的。性是逐漸減弱的。 銅與一些強配體作用放出銅與一些強配體作用放出H2，如，如CN Cu 4 CN H2O Cu (CN)43 OH 1/2 H2其他化學性質其他化學性質本族元素均溶于本族元素均溶于NaCN中中4Au+8CN-+O2+2H2O=4A

14、u(CN)2-+4OH-溶解溶解Cu可不必通入空氣可不必通入空氣2Cu+4CN-+2H2O=2Cu(CN)2-+2OH-+H2在通入空氣時，在通入空氣時，Cu亦可溶于氨水亦可溶于氨水2Cu+8NH3+O2+2H2O=2Cu(NH3)42+4OH-不可用銅質容器存放氨水不可用銅質容器存放氨水 銅在生命系統中起著重要作用，人體有銅在生命系統中起著重要作用，人體有30多種含有多種含有銅的蛋白質和酶。血漿中的銅幾乎全部結合在銅藍蛋白銅的蛋白質和酶。血漿中的銅幾乎全部結合在銅藍蛋白中，銅藍蛋白具有亞鐵氧化酶的功能，在鐵的代謝中起中，銅藍蛋白具有亞鐵氧化酶的功能，在鐵的代謝中起著重要的作用。著重要的作用。

15、 3 銅副族元素的提取銅副族元素的提取 (1) 銅的冶煉銅的冶煉 （黃銅礦黃銅礦） 礦石粉碎礦石粉碎(增大處理面積增大處理面積)， “浮選法浮選法” 將將Cu富集到富集到15 20%。 焙燒，除去部分的硫和揮發性雜質，如焙燒，除去部分的硫和揮發性雜質，如As2O3等，并等，并 將部分硫化物氧化成氧化物將部分硫化物氧化成氧化物: 2 CuFeS2 O2 Cu2S 2 FeS SO2 2 FeS 3O2 FeO 2 SO2必須控制空氣量，不能使必須控制空氣量，不能使Cu2S進一步被氧化進一步被氧化 所謂浮選，是將礦粉浸入溶有所謂浮選，是將礦粉浸入溶有“浮選劑浮選劑”的水中，并的水中，并向體系中鼓入

16、空氣泡，從而利用含有硫化物的礦石顆粒與向體系中鼓入空氣泡，從而利用含有硫化物的礦石顆粒與硅酸鹽廢石顆粒的表面性質的不同對二者加以分離的過程。硅酸鹽廢石顆粒的表面性質的不同對二者加以分離的過程。浮選劑分子的親硫端與黃銅礦石顆粒結合，其另一端為烴浮選劑分子的親硫端與黃銅礦石顆粒結合，其另一端為烴基，屬于憎水端，插入空氣泡中。于是礦粒隨空氣泡上浮基，屬于憎水端，插入空氣泡中。于是礦粒隨空氣泡上浮至體系表層，收集起來稱為精礦。硅酸鹽廢石顆粒不為浮至體系表層，收集起來稱為精礦。硅酸鹽廢石顆粒不為浮選劑分子捕獲，沉于體系底部。選劑分子捕獲，沉于體系底部。 將焙燒過的礦石與沙子混合，在反射爐中加熱到將焙燒過

17、的礦石與沙子混合，在反射爐中加熱到1273 K 左右，左右，FeS 進一步氧化為進一步氧化為FeO，大部分，大部分FeO與與SiO2形成形成熔渣熔渣FeSiO3，因密度小而浮在上層。而，因密度小而浮在上層。而Cu2S和剩余的和剩余的FeS熔融在一起形成所謂熔融在一起形成所謂“冰銅冰銅”，冰銅較重，沉于下層，將，冰銅較重，沉于下層，將冰銅放入轉爐熔煉，鼓入大量的空氣，得到大約含銅冰銅放入轉爐熔煉，鼓入大量的空氣，得到大約含銅98%的粗銅的粗銅.FeO SiO2 FeSiO3 m Cu2S n FeS 冰銅冰銅2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + 2SO2Cu2S + 2Cu2O = 6Cu

18、 + 2SO2 以游離態和以化合態形式存在的銀以游離態和以化合態形式存在的銀都可以用氰化鈉浸都可以用氰化鈉浸 取：取： 4 Ag 8 NaCN 2 H2O O2 4 NaAg(CN)2 4 NaOH Ag2S 4 NaCN 2 NaAg(CN)2 Na2S 再用鋅等較活潑的金屬，還原再用鋅等較活潑的金屬，還原Ag(CN)2, 即可得到即可得到單質銀單質銀, 最后用電解法精煉得到純銀最后用電解法精煉得到純銀. 2 Ag(CN)2 Zn Zn (CN)42 2 Ag (2) 銀的提取銀的提取閃銀礦閃銀礦 淘金是人類從自然界獲取黃金的較為古老的方法。淘金是人類從自然界獲取黃金的較為古老的方法。 從礦

19、石中煉金的方法有兩種，即汞齊法和氰化法。從礦石中煉金的方法有兩種，即汞齊法和氰化法。 (3) 金的提取金的提取 汞齊法是將礦粉與汞混合使金與汞生成汞齊，加汞齊法是將礦粉與汞混合使金與汞生成汞齊，加 熱使汞揮發掉即得單質金。熱使汞揮發掉即得單質金。污染重，已被嚴令禁止污染重，已被嚴令禁止 氰化法是用氰化鈉氰化法是用氰化鈉(氰化物有劇毒氰化物有劇毒!)浸取礦粉，將金浸取礦粉，將金溶出：溶出：4 Au 8 NaCN 2 H2O O2 = 4 NaAu(CN)2 4 NaOH 再用金屬鋅還原再用金屬鋅還原Au(CN)2得到單質金。得到單質金。 金的精制是通過電解金的精制是通過電解 AuCl3 的鹽酸溶

20、液完成的，的鹽酸溶液完成的，純度可達純度可達 99.95% 99.98%。 (1) 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 Cu2O（赤銅礦）（赤銅礦）由于由于晶粒晶粒大小大小不同呈現出不同的顏色，如黃、桔不同呈現出不同的顏色，如黃、桔黃、鮮紅或深棕色。它本身有毒，黃、鮮紅或深棕色。它本身有毒，主要用于玻璃、搪瓷工業作紅色染主要用于玻璃、搪瓷工業作紅色染料。具有半導體性質。料。具有半導體性質。8 1 2 銅的化合物銅的化合物 銅的常見氧化數為銅的常見氧化數為 1、2，本節重點介紹常見的，本節重點介紹常見的Cu(I)、Cu(II)化合物，以及兩種價態之間的轉換。化合物，以及兩種價態之間的轉換。1 氧化

21、數為氧化數為 1 的化合物的化合物 氧化亞銅氧化亞銅Cu2O可以通過在可以通過在堿性堿性介質中還原介質中還原Cu(II) 化化合物得到。用葡萄糖作還原劑時，反應如下合物得到。用葡萄糖作還原劑時，反應如下 2 Cu(OH)42 CH2OH(CHOH)4CHO 4 OH CH2OH(CHOH)4COOH 2 H2O Cu2O 桔黃、鮮紅或深棕色桔黃、鮮紅或深棕色 這個反應來檢測這個反應來檢測尿樣尿樣中的糖份，以幫助中的糖份，以幫助診斷糖尿病診斷糖尿病。 Cu2和酒石酸根和酒石酸根 C4H4O62的配位化合物，其溶液呈的配位化合物，其溶液呈深藍色，有機化學中稱為深藍色，有機化學中稱為Fehling(

22、斐林斐林)溶液，溶液，用來鑒定醛用來鑒定醛基基，其現象是生成紅色的，其現象是生成紅色的Cu2O沉淀。沉淀。 實驗室里，實驗室里，Cu2O可由可由CuO熱分解得到熱分解得到: 4 CuO 2 Cu2O O2 Cu2鹽的堿性溶液與其它還原劑反應，也可以得到鹽的堿性溶液與其它還原劑反應，也可以得到Cu2O，如聯氨：，如聯氨： 4 Cu2 8 OH N2H4 2 Cu2O N2 6 H2O Cu2O基本屬于共價化合物，不溶于水。基本屬于共價化合物，不溶于水。 Cu2O呈弱堿性，溶于稀酸，并立即歧化為呈弱堿性，溶于稀酸，并立即歧化為Cu和和 Cu2，反應如下，反應如下： Cu2O 2H = Cu Cu2

23、 H2O Cu2O十分穩定，在十分穩定，在 1235 熔化但不分解。熔化但不分解。 Cu2O溶于氨水，生成無色的絡離子：溶于氨水，生成無色的絡離子： Cu2O 4NH3 H2O = 2Cu(NH3)2 2OH 用用NaOH處理處理CuCl的冷鹽酸溶液時，生成黃色的的冷鹽酸溶液時，生成黃色的CuOH沉淀，很快變成橙色，最后變為紅色的沉淀，很快變成橙色，最后變為紅色的Cu2O。 結論：結論：Cu2O堿性、共價型化合物。堿性、共價型化合物。Cu在溶液中在溶液中不穩定，當生成不穩定，當生成配離子和難溶化合物時穩定性增強。配離子和難溶化合物時穩定性增強。 (2) 鹵化物鹵化物 CuCl 、CuBr和和C

24、uI都是難溶化合物，且溶解度依次都是難溶化合物，且溶解度依次減小。減小。 均為白色。均為白色。 都可以通過二價銅離子在相應的鹵離子存在的條件都可以通過二價銅離子在相應的鹵離子存在的條件下被還原得到，如下被還原得到，如: Cu2 Cu 4 Cl = 2 CuCl2 (土黃色土黃色) 2 Cu2 4 I = 2 CuI I2 CuCl不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶于氨水、濃鹽酸不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶于氨水、濃鹽酸及堿金屬氯化物溶液中，形成及堿金屬氯化物溶液中，形成 Cu(NH3)2、CuCl2、CuCl32或或 CuCl43 等配離子。等配離子。 (3) 硫化物硫化物 硫化亞銅硫化亞銅Cu2S是黑

25、色物質，難溶于水。是黑色物質，難溶于水。 用金屬單質與用金屬單質與S直接化合生成硫化物，也可以向直接化合生成硫化物，也可以向Cu(I)溶液中通入溶液中通入H2S制備相應的硫化物。制備相應的硫化物。 硫化亞銅硫化亞銅比氧比氧化亞銅化亞銅的顏色的顏色深，深，是因為是因為 S2的離子半的離子半徑比徑比O2的大，的大，S2與與Cu(I)間的極化作用更強些間的極化作用更強些之故。由之故。由此也可預計此也可預計硫化亞銅在水中的溶解度比氧化亞銅小。硫化亞銅在水中的溶解度比氧化亞銅小。 Cu2S 只能溶于濃、熱硝酸或氰化鈉只能溶于濃、熱硝酸或氰化鈉(鉀鉀)溶液中溶液中: 3 Cu2S 16 HNO3 6 Cu

26、(NO3 )2 3 S4 NO8 H2O Cu2S 4 CN 2 Cu(CN) 2 S2 (4) 配位化合物配位化合物 Cu可與單齒配體形成配位數為可與單齒配體形成配位數為2、3、4的配位化合的配位化合物，由于物，由于Cu 的價電子構型為的價電子構型為d10，所以配位化合物不會，所以配位化合物不會由于由于dd 躍遷而產生顏色。躍遷而產生顏色。 Cu(NH3)2不穩定，遇到空氣則變成深籃色的不穩定，遇到空氣則變成深籃色的Cu(NH3)42，利用這個性質可除去氣體中的，利用這個性質可除去氣體中的痕量痕量O2： 4 Cu(NH3)2 O2 8 NH3 2 H2O 4 Cu(NH3)42 4 OH 在

27、合成氨工業中常用在合成氨工業中常用醋酸二氨合銅醋酸二氨合銅(I) Cu(NH3)2Ac 溶液吸收能使催化劑中毒的溶液吸收能使催化劑中毒的CO氣體。氣體。 Cu(I)配合物溶液是良好的配合物溶液是良好的CO吸收劑吸收劑 CuCl2- + CO = CuCl(CO) + Cl- 加熱后可以重新放出加熱后可以重新放出CO 2 氧化數為氧化數為 2 的化合物的化合物 (1) 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 氧化銅氧化銅CuO，用熱分解硝酸銅或在氧氣中加熱銅粉而，用熱分解硝酸銅或在氧氣中加熱銅粉而制得：制得： 2Cu(NO3)2 2CuO 4 NO2 O2 2Cu O2 2 CuO+2氧化態氧化態只有

28、只有Cu存在穩定存在穩定+2氧化態氧化態Cu(II)化合物一般有色（化合物一般有色（CuSO4、CuF2白色）白色）高溫下高溫下Cu(II)不夠穩定，會分解成不夠穩定，會分解成Cu(I)CuO Cu2O + O2，CuS + O2 Cu2S + SO2 ，CuCl2 CuCl + Cl2亦有一定氧化性：亦有一定氧化性：CuO + H2 Cu + H2O溶液中溶液中Cu2+則相當穩定，呈典型的藍色則相當穩定，呈典型的藍色Cu2+具有較弱的氧化性，易與多種配體配位具有較弱的氧化性，易與多種配體配位但但Cu2+不能與不能與CN-配位！配位！ CuO屬于堿性氧化物，難溶于水，可溶于酸屬于堿性氧化物，難

29、溶于水，可溶于酸: CuO 2 H Cu2 H2O CuO的熱穩定性較好，加熱到的熱穩定性較好，加熱到1000 時分解。時分解。 CuO具有氧化性，在高溫下可被一些還原劑還原。具有氧化性，在高溫下可被一些還原劑還原。4 CuO2 Cu2O O2 Cu(OH)2CuO 353363 K H2 O 在有在有H或或NH4存在時，氫氧化銅可溶于氨水形成銅存在時，氫氧化銅可溶于氨水形成銅氨配離子，反應如下氨配離子，反應如下: Cu(OH)2 2NH3H2O 2 NH4 Cu(NH3)42 4 H2O Cu(OH)2 4 NH3H2O 2 H Cu(NH3)42 6 H2O 氫氧化銅氫氧化銅略顯兩性略顯兩

30、性，既可溶于酸，也可溶于過量的，既可溶于酸，也可溶于過量的濃堿溶液中濃堿溶液中 Cu(OH)2 H2SO4 CuSO4 2 H2O Cu(OH)2 2 NaOH Na2Cu(OH)4 (2) 鹵化銅鹵化銅 有白色有白色 CuF2、黃褐色、黃褐色CuCl2 和黑色和黑色 CuBr2，帶有結，帶有結晶水的藍色晶水的藍色 CuF22H2O和藍綠色和藍綠色 CuCl22H2O。鹵化銅的。鹵化銅的顏色隨著陰離子的不同而變化。顏色隨著陰離子的不同而變化。 無水無水CuCl2無限長鏈結構。每個無限長鏈結構。每個Cu處于處于4個個Cl形成的形成的平面正方形平面正方形的中心的中心:ClClCuClClCuClC

31、lCuCu CuCl22H2O 受熱時，按下式分受熱時，按下式分2CuCl22H2O Cu(OH)2CuCl22HCl2H2O CuCl2也易溶于一些有機溶劑，如乙醇和丙酮，說明也易溶于一些有機溶劑，如乙醇和丙酮，說明CuCl2具有具有較強的共價性較強的共價性。 CuCl2易溶于水，在很濃的易溶于水，在很濃的CuCl2水溶液中，可形成水溶液中，可形成黃色的黃色的CuCl42: Cu2 4 Cl CuCl42 由于在高溫脫水時發生水解，所以用脫水方法制備由于在高溫脫水時發生水解，所以用脫水方法制備無水無水CuCl2時，要在時，要在HCl氣流中進行。無水氣流中進行。無水CuCl2 進一步進一步受熱

32、，則發生下面的反應：受熱，則發生下面的反應：2 CuCl22 CuCl 強熱強熱 Cl2 (3) 含氧酸的銅鹽含氧酸的銅鹽 無水無水CuSO4為白色粉末，易溶于水，有很強的吸水為白色粉末，易溶于水，有很強的吸水作用。吸水后顯出水合銅離子的特征藍色。作用。吸水后顯出水合銅離子的特征藍色。 此特性用來此特性用來檢驗一些有機物如乙醇、乙醚等中的微量水分。也用作干檢驗一些有機物如乙醇、乙醚等中的微量水分。也用作干燥劑。燥劑。 CuSO4具有殺菌能力，被用于蓄水池、游泳池以防具有殺菌能力，被用于蓄水池、游泳池以防止藻類生長。與石灰乳混合配制的止藻類生長。與石灰乳混合配制的 “波爾多波爾多”液，農業液，農

33、業上用來消滅植物病蟲害。上用來消滅植物病蟲害。 (4) 配位化合物配位化合物 Cu2為為d9構型，具有順磁性。由于可以發生構型，具有順磁性。由于可以發生dd躍躍遷，化合物都有顏色，與單齒配體一般能形成配位數遷，化合物都有顏色，與單齒配體一般能形成配位數4的的正方形正方形配位單元，如配位單元，如 Cu(NH3)42 、Cu(H2O)42、 CuCl42等。等。 3 Cu(I) 和和Cu(II) 的相互轉化的相互轉化氣態時，氣態時，Cu 的化合物較穩定：的化合物較穩定：但是但是在水溶液中，電荷高、半徑小的在水溶液中，電荷高、半徑小的Cu2，其水，其水合熱合熱(2121 kJmol1)比比Cu的的(

34、582 kJmol1)大得多，大得多，這說明這說明Cu在溶液中是不穩定的。在溶液中是不穩定的。 事實上，在水溶液中，事實上，在水溶液中，Cu易發生歧化反應生成易發生歧化反應生成Cu2和和Cu： 2Cu Cu2 Cu 2 Cu (g) Cu2 (g) Cu(s) rHm 866.5 kJmol1 Cu2 Cu Cu 同樣，從銅的元素電勢圖上看同樣，從銅的元素電勢圖上看EA / V E右右 E左左，Cu轉化成轉化成Cu2 和和Cu 的趨勢很大，在的趨勢很大，在 298 K時，此歧化反應的平衡常數時，此歧化反應的平衡常數 K 1.7 106 由于由于K較大，反應進行得很徹底。較大，反應進行得很徹底。

35、0.521 0.1532 Cu2 Cu 2 Cl 2 CuClE右右 CdOHgO，ZnSCdSCd(OH)2，Hg(OH)2不存在不存在堿性堿性ZnOCdOHgO，Zn(OH)2CdSHgS，ZnI2CdI2HgI2 1 氧化數為氧化數為 1 的化合物的化合物8 2 3 汞的化合物汞的化合物 在在Hg2(NO3)2和和Hg2Cl2等化合物中，等化合物中，Hg的氧化態是的氧化態是 1，這類化合物被稱為亞汞化合物。在亞汞化合物中，這類化合物被稱為亞汞化合物。在亞汞化合物中，汞總是以雙聚體汞總是以雙聚體Hg22形式出現。也就是說，兩個形式出現。也就是說，兩個Hg以以共價形式結合。從共價形式結合。從

36、Hg 的價電子構型的價電子構型5d106s1推測，亞汞推測，亞汞化合物應是順磁性的，氯化亞汞的化學式為化合物應是順磁性的，氯化亞汞的化學式為 Hg2Cl2，分，分子是子是直線型直線型的的: ClHgHgCl 兩個汞原子形成兩個汞原子形成HgHg鍵時，鍵時，6s1電子結合成對電子結合成對，所所以沒有單電子存在。以沒有單電子存在。 Hg2Cl2 為白色固體，難溶于水。少量的為白色固體，難溶于水。少量的 Hg2Cl2無毒，無毒，因味略甜，俗稱因味略甜，俗稱甘汞甘汞。常被用來制作甘汞電極。常被用來制作甘汞電極。 Hg2Cl2見光分解，應保存在棕色瓶中。見光分解，應保存在棕色瓶中。 將金屬汞與氯化汞固體

37、一起研磨，可得到氯化亞汞將金屬汞與氯化汞固體一起研磨，可得到氯化亞汞: HgCl2 Hg Hg2Cl2 Hg2Cl2與與NH3作用生成作用生成Hg(NH2)Cl： Hg2Cl2 2 NH3 Hg(NH2)Cl Hg NH4Cl 該反應被應用到離子分離中。該反應被應用到離子分離中。Hg2Cl2 和和 AgCl 均屬于均屬于氯化物沉淀，加入氨水即可將兩種沉淀進一步分開。從而氯化物沉淀，加入氨水即可將兩種沉淀進一步分開。從而實現實現Hg22和和Ag的分離。的分離。2 氧化數為氧化數為2的化合物的化合物 (1) (1) 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 往往Hg(NO3)2溶液中加入強堿可得到黃色溶液

38、中加入強堿可得到黃色HgO沉淀；沉淀；Hg(NO3)2晶體加熱則得到紅色晶體加熱則得到紅色HgO。汞在氧氣中燃燒。汞在氧氣中燃燒也可以得到也可以得到HgO。 HgO由于晶粒大小不同而顯不同顏色。由于晶粒大小不同而顯不同顏色。2 HgO2 Hg O2573 K HgO是制備多種汞鹽的原料，還用做醫藥制劑、分是制備多種汞鹽的原料，還用做醫藥制劑、分析試劑、陶瓷顏料等。析試劑、陶瓷顏料等。 汞鹽與強堿反應，得到黃色的是汞鹽與強堿反應，得到黃色的是HgO而得不到而得不到Hg(OH)2： Hg2 2OH = HgO H2O 這一結果表明這一結果表明Hg(OH)2不穩定，生成后不穩定，生成后立即立即分解。

39、分解。 (2) 硫化物硫化物 在含在含Hg2的溶液中通入的溶液中通入H2S氣體，會得到黑色的硫氣體，會得到黑色的硫化汞化汞HgS，天然辰砂，天然辰砂HgS是紅色的。黑色的是紅色的。黑色的HgS變體加變體加熱到熱到 659 K可以轉變為比較穩定的紅色變體。可以轉變為比較穩定的紅色變體。 硫化汞是溶解度最小的硫化物。在硫化汞是溶解度最小的硫化物。在濃硝酸濃硝酸中也不能中也不能溶解，但可溶于過量的濃溶解，但可溶于過量的濃Na2S或或KI溶液中溶液中: HgS (s) Na2S (濃濃) = Na2HgS2 HgS 2 H 4 I = HgI42 H2S 實驗室里，常用王水來溶解實驗室里，常用王水來溶

40、解HgS: 3 HgS 8 H 2 NO3 12 Cl = 3 HgCl42 3 S 2 NO 4 H2O (3) 氯化物氯化物 氯化汞為白色針狀晶體，可在過量的氯氣中加熱氯化汞為白色針狀晶體，可在過量的氯氣中加熱金屬汞而制得。金屬汞而制得。HgCl2 為直線形共價化合物，熔點較為直線形共價化合物，熔點較低，易升華，俗稱升汞，略溶于水，有劇毒。稀溶液低，易升華，俗稱升汞，略溶于水，有劇毒。稀溶液有殺菌作用，在醫療中用作外科消毒劑。氯化汞也用有殺菌作用，在醫療中用作外科消毒劑。氯化汞也用作有機反應的催化劑。作有機反應的催化劑。 氯化汞在水中的解離度很小，主要是以分子形式氯化汞在水中的解離度很小，主要是以分子形式存在的。存在的。HgCl2HgCl ClK13.2106HgClHg2 ClK11.8107 若若HgCl2遇到氨水，則立即產生氯化氨基汞白色遇到氨水，則立即產生氯化氨基汞白色沉淀沉淀: HgCl2 2 NH3