副族元素与化合物.ppt

2、铜、银、金及其化合物（1）铜、银和金铜族元素的化学活性从Cu至Au降低，主要表现在与空气中氧的反应和与酸的反应上。室温时，在纯净干燥的空气中，铜、银、金都很稳定。在加热时银和金不与空气中的氧化合。在含有CO2的潮湿空气中放久后，表面会慢慢生成一层绿色的铜锈：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2·CuCO3银和金不发生上述反应。铜、银可以被硫腐蚀，特别是银对硫及硫化物（H2S）极为敏感，这是银器暴露在含有这些物质的空气中生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽的主要原因。金不与硫直接反应。铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢，金必须加热才能与干燥的卤素起反应。铜可溶于热浓盐酸中：2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O2Cu+8HCl（浓）=2H3[CuCl4]+H2↑金只能溶于王水（这时HNO3做氧化剂，HCl做配位剂）：Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O第21页,共38页，2024年2月25日，星期天（2）铜的化合物①Cu(I)的化合物在酸性溶液中Cu+离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。2Cu+=Cu+Cu2+K=1.2×106（293K）但必须指出，Cu+在高温及干态时比Cu2+离子稳定。Cu2O和Ag2O都是共价型化合物，不溶于水。Ag2O在573K分解为银和氧；而Cu2O对热稳定。CuOH和AgOH均很不稳定，很快分解为M2O。用适量的还原剂（如SO2、Sn2+、Cu……）在相应的卤素离子存在下还原Cu2+离子，可制得CuX。如：Cu2++2Cl－+Cu=2CuCl↓(白)【浓盐酸】=H[CuCl2]2Cu2++4I=2CuI↓(白)+I2Cu+为d10型离子，具有空的外层s、p轨道，能和X－（F－除外）、NH3、S2O32-、CN－等配体形成稳定程度不同的配离子。无色的[Cu(NH3)2]+在空气中易于氧化成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+离子。第22页,共38页，2024年2月25日，星期天②Cu(I)的化合物+2氧化态是铜的特征氧化态。在Cu2+溶液中加入强碱，即有蓝色Cu(OH)2絮状沉淀析出，它微显两性，既溶于酸也能溶于浓NaOH溶液，形成蓝紫色[Cu(OH)4]2－离子：Cu(OH)2+2OH－=[Cu(OH)4]2－Cu(OH)2加热脱水变为黑色CuO。在碱性介质中，Cu2+可被含醛基的葡萄糖还原成红色的Cu2O，用以检验糖尿病。最常见铜盐是CuSO4·5H2O（胆矾），它是制备其他铜化合物的原料。Cu2+为d9构型，绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体，有时干脆成为平面正方形结构。如[Cu(H2O)4]2+（蓝色）、[Cu(NH3)4]2+（深蓝色）、[Cu(en)2]2+（深蓝紫）、(NH4)2CuCl4（淡黄色）中的[CuCl4]2-离子等均为平面正方形。由于Cu2+有一定的氧化性，所以与还原性阴离子，如I－、CN－等反应，生成较稳定的CuI及[Cu(CN)2]－，而不是CuI2和[Cu(CN)4]2－。第23页,共38页，2024年2月25日，星期天（3）银的化合物氧化态为+I的银盐的一个重要特点是只有AgNO3、AgF和AgClO4等少数几种盐溶于水，其它则难溶于水。非常引人注目的是，AgClO4和AgF的溶解度高得惊人（298K时分别为5570g·L－1和1800g·L－1）。Cu(I)不存在硝酸盐，而AgNO3却是一个最重要的试剂。固体AgNO3极其溶液都是氧化剂可被氨、联氨、亚磷酸等还原成Ag。2NH2OH+2AgNO3=N2↑+2Ag↓+2HNO3+2H2ON2H4+4AgNO3=N2↑+4Ag↓+4HNO3H3PO3+2AgNO3+H2O=H3PO4+2Ag↓+2HNO3Ag+和Cu2+离子相似，形成配合物的倾向很大，把难溶银盐转化成配合物是溶解难溶银盐的重要方法。第24页,共38页，2024年2月25日，星期天（4）金的化合物Au(III)化合物最稳定，Au+像Cu+离子一样容易发生歧化反应，298K时反应的平衡常数为1013。3Au+=Au3++2Au可见Au+(aq)离子在水溶液中不能存在。Au+像Ag+一样，容易形成二配位的配合物，例如[Au(CN)2]－。在最