副族元素选论(d区,ds区)
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讲座十五、ds区金属-锌副族(王振山,2016.2.20,2中)[要求]:1、掌握锌族元素单质的性质及用途。
2、掌握锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配合物的生成与性质。
3、掌握Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化。
4、掌握IIA和IIB族元素的性质对比。
[重点]:1、锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配合物的生成与性质。
2、Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化。
(二)、锌族元素(ⅡB族包括锌、镉、汞三种元素,又称锌副族。
)一个d区与p区元素交界的族,锌族元素在某些性质上,与第四、五、六周期的P区金属元素有些相似,如熔点都较低、水合离子都无色等,而不像其他过渡元素。
后过渡金属元素突出的抗氧化性在这里突然消失,φӨ(Zn2+/Zn)低至-0.76V。
Zn,Cd,Hg的升华焓比其他过渡金属低得多,甚至比同周期的碱土金属还要低。
这是由于d轨道不参与成键(或参与成键较弱)引起金属-金属键较弱。
Hg:人类发现最早的金属之一,人类发现的第一个超导体金属,在Hg22+中发现的第一个金属-金属键。
一、锌副族元素的通性1与IIA族相同,但性质上却没有多少共同之处。
IIB族的次外层为18电子构型,Z*(有效核电荷Z-ó)高,故第一电离能(I1)比IIA族元素的高得多、半径小。
(这是因为n s电子穿透了(n-1)d10电子的屏蔽。
18 电子组态对原子核的屏蔽作用较小,因此锌族元素原子作用在最外层s 电子上的有效核电荷较大,原子核对最外层电子吸引力较强。
与同周期碱金属元素相比较,锌族元素的原子半径和离子半径都较小,所以锌族元素的电负性和电离能都比碱土金属元素大,锌族元素的活泼性比碱土金属元素差。
)(从Zn到Cd第一电离能降低是因为Cd有较高的主量子数,价电子离核远,较易失去价电子;而Hg的第一电离能却更大,这是由于Hg的6s电子不仅穿透5d而且还穿透4f电子的屏蔽。
)ⅡB族与ⅡA族比较:锌族元素活泼性不如碱土金属。
第十章元素化学概论s区和ds区元素一、元素概论1.元素在周期表中的位置及其分类2.地壳、海洋及大气等“三圈”中元素的分布3.生命中的元素及元素的生物效应二、s区1.氢元素2.对角线规则(Li和Mg,Be 和Al相似性)三、ds区1.与s区的比较, 铜、汞的性质主族元素:最后一个电子排布在最外层,最外层电子总数等于该元素的族数。
副族元素:最后一个电子基本上都排布在倒数第二层,其最高能级组中的电子总数等于该元素的族数。
ds block (电子虽填充在外层s轨道上,但次外层有充满电子的d轨道)f 区元素包括内过渡元素,电子构型为(n-2)f1-14 (n-1)d0-2ns2地壳及大气中的元素海水中的元素生命元素及有毒元素1,必需元素(必需的宏量元素;必需的微量元素)2,有毒元素3,尚未确定元素(33种)微量元素:浓度与生物效应生命元素的特点在27种生命元素中,有6种对生命活动起着特别重要的作用,它们是:C,H,O,N,P和S。
生物高分子主要是由这6种元素构成的,如糖类主要由C,H,O三种元素构成;蛋白质中主要含C,H,O,N和S元素;核酸则由C,H,O,N,P等元素构成.这些元素有如下特点:(1)都存在于环境中生物是在地球上产生的,并同环境变化一起,沿着生态系的稳定性,有选择地取舍环境中的物质而进化发展.所以构成生物高分子的元素都是环境中存在的,且丰度较高。
生命元素的特点(2)都是轻元素构成生物高分子的元素在元素周期表处于前20位元素中,这样就使构成的生物体有较轻的重量。
(3)能形成很强的共价键C ,H ,O ,N 具有能形成共价键的共同性质,它们能相互作用生成大量不同形式的共价键化合物,因为共价结合的强度与所结合原子的原于量成反比,所以这四种元素能形成很强的共价键.这样就使生物分子在长期进化过程中能保持相对稳定。
(4)具有彼此相互结合的能力在有机分子中,由于围绕每个单键结合的碳原子的电子对具有四面体构型,借碳—碳健可形成许多不同的三维空间结构,固此可形成线性、分枝状或环状的骨架.碳原子还可以和氧、氢、氮和硫形成共价结合并把不同种类的功能基引入有机物分子结构中来。
第十一章副族元素化学第十章ds区元素第节素概述第一节ds区元素概述ds 区元素是指元素周期表中的ⅠB 、ⅡB 两族元素包括族元素,包括铜、银、金、锌、镉、汞等6种自然形成的金属元素及两种人工合成元素。
ds 区的名称是因为它们的外层电子构型:ⅠB : (n-1)d 10s 1或ⅡB :(n-1)d 10s 2从广义的角度看,ds区实际上是d区的一部分。
因本区元素次外层(n-1)d轨道已填满电子,而最外电子层构型和区相同,所以满电子,而最外电子层构型和s区相同,所以将此区域元素称为ds区元素。
ds区元素都是过渡金属。
但由于其d层电子是全充满的,所以体现的性质与其他过渡金属有所不同。
如:最高氧化态只能达到+3如:最高氧化态只能达到+3。
3第二节铜族元素(一)铜族元素的单质1.物理性质(1) 特征颜色:Cu(紫红),Ag(白),Au(黄)(2) 溶、沸点较其它过渡金属低(3) 导电性、导热性好,且Ag>Cu>Au(3)导电性导热性好且(4)延展性好铜族元素2.化学性质(1)与O 2作用)2CuO(O 2Cu 2黑⎯→⎯+∆)(CO (OH)Cu CO O H O 2Cu 322222绿⎯→⎯+++∆碱式碳酸铜Au 、Ag O 发生反应,当有沉淀剂或g 不与2发生反应,有沉淀剂或配合剂存在时,可发生反应。
5=铜族元素−−−+⎯→⎯+++4OH]4[M(CN)8CN O 2H O 4M AuAg Cu M 222,,−++⎯→⎯+++OH)(])4[Cu(NH 8NH O 2H O 4Cu 23322无色)(])[Cu(NH 243蓝+不可用铜器盛氨水O 2→O2H S 2Ag O S 2H 2Ag 2222+⎯→⎯++6银器年久变黑(2) 与酸作用铜族元素c Cu、Ag、Au不能置换稀酸中的H +d 若生成难溶物或配合物,单质还原能力则增强()2A I 2A (g)H S(s)Ag S H 2Ag 222+⎯→⎯+(g)H 2AgI 4I 2H 2Ag 2-2+⎯→⎯++−+③Cu 、Ag 、Au 可溶于氧化性酸7(二)铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水,易溶于酸热稳定性稳定,1235熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O + 2H +→Cu 2++ Cu + H 2OC O +2HCl 2C Cl +H Cu 2O + 2HCl →2CuCl + H 2O 10004CuO Cu O +O C (白色)CuO + 2H +→Cu 2++ H 2O4CuO Cu 2O + O 28(二)铜的重要化合物Cu 2O CuO颜色暗红色黑色溶解性难溶于水,易溶于酸热稳定性稳定,1235 熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O+4NH 3+H 2O →2[Cu(NH 3)2]++2OH -在空气中被氧化4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3+2H 2O →蓝94[Cu(NH 3)4]2+(深蓝)+4OH -CuOH 不稳定,至今尚未制得为浅蓝色难溶于水2-Cu(OH)2为浅蓝色,难溶于水1.受热易脱水2[Cu(OH)4]+C 6H 12O 6(葡萄糖)→Cu 2O +C 6H 12O 7+4OH -+2H 2O Cu(OH)2 CuO + H 2O 80~90C 两性以碱性为主(葡萄糖酸)2.两性:以碱性为主+2H + →2+ O (用此反应可检查尿糖Cu(OH)2+ 2H Cu +H 2O (浅兰色)Cu(OH)2+ 2OH -→[Cu(OH)4]2-(亮兰色)3. 溶于氨水2++2OH-10Cu(OH)2+4NH 3→[Cu(NH 3)4]2 + 2OH制取:1.,Cu 2+ + Cu + 4Cl -→2[CuCl 2]-1. 在热、浓HCl 溶液中, 用Cu 粉还原CuCl 2(无色)2. 用水稀释-→2CuCl ()+2Cl -总反应:Cu 2+ + Cu + 2Cl -→ 2CuCl2[CuCl 2]2CuCl (白色) + 2Cl 应用:CuCl + CO + HCl →[CuCl(CO)] ·H 2O 11(测CO )2无水CuCl 2为棕黄色固体,是共价化合物易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮)CuCl 2溶液随c (Cl -)不同而呈不同颜色[C Cl 24H O [C (H 2+4Cl [CuCl 4]2-+ 4H 2O [Cu(H 2O)4]2+ + 4Cl -)(12(黄色) (浅蓝色)无水CuSO4为白色粉末,易溶于水,吸水性强,吸水后呈蓝色,可检验有机液体中的微量水分。