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
9、化合物能分解为Cu(I)Cu(I)化合物，说明化合物，说明Cu(I)Cu(I)的化合物比的化合物比Cu(II)Cu(II)稳定。稳定。2CuCl2(s)773 K4CuO(s)1273 K2CuS(s)728 K2CuCl(s) + Cl22Cu2O(s) + O2Cu2S(s) + S 三、三、Hg(II) Hg(I)的互相转化的互相转化 Hg2Cl2 Hg+：6s1 应具有顺磁性，应具有顺磁性，实际上为逆磁性。实际上为逆磁性。 Hg(I)为为双聚体双聚体Hg22+ Hg-Hg2+ 6s1-6s1 （对比（对比Cu+ 为单体）为单体） 1. Hg (II) Hg (I) G /F-Z图图 (
10、见右图见右图) (1) 酸性溶液中，酸性溶液中，逆歧化逆歧化： Hg2+ + Hg(l) = Hg22+对比：对比：Cu+(aq) 歧化歧化 2Cu+(aq) = Cu2+(aq) + Cu(s) K = 1.73106Hg2+Hg22+Hg(l) Hg22+在在水水溶溶液液中中可可以以稳稳定定存存在在，歧歧化化趋趋势势很很小小，因因此，常利用此，常利用Hg2+与与Hg逆歧化反应制备亚汞盐逆歧化反应制备亚汞盐，如：，如：Hg(NO3)2(aq) Hg(l) 振荡 Hg2(NO3)2 (aq) K = 166HgCl2(s) Hg (l)研磨 Hg2Cl2 (s)逆歧化逆歧化: Hg (l) +
11、 Hg2+(aq) = 2 Hg22+ (aq) K 1.66102歧化歧化: 2 Hg22+ (aq) = Hg (l) + Hg2+(aq) K 6.0210-3 Hg22+ (aq)歧化趋势很小歧化趋势很小: 2 Hg22+ (aq) = Hg (l) + Hg2+(aq) K 6.0210-3 沉淀剂沉淀剂 难溶化合物难溶化合物 Hg(I) + Hg(II) + Hg(l) 配位体配位体 稳定配合物稳定配合物例例3. Hg2Cl2(s) + 2I- (aq) = HgI42-(aq) + Hg(l) K稳稳 = 6.81029例例2. 2Hg22+(aq) + H2S(aq) = Hg
12、S(s) + Hg(l)例例1. Hg2Cl2 + NH3H2O H2N-Hg-Cl + Hg (l) + NH4Cl + 2H2O (氯化氨基汞氯化氨基汞) 白色白色 + 黑色黑色 灰黑色灰黑色 检定检定Hg22+ 2. Hg(I) Hg(II) 例例4. Hg22+4 CN- = Hg(CN)42- + Hg(l)7-3 铜锌分族重要化合物铜锌分族重要化合物 一、氧化物一、氧化物 表表71 铜、锌分族常见氧化物的基本性质铜、锌分族常见氧化物的基本性质 Cu2OCuOAg2OZnOCdOHgO颜色颜色红红黑色黑色暗棕暗棕白色白色棕红棕红黄红黄红酸碱性酸碱性弱碱弱碱两性两性碱性碱性两性两性碱性
13、碱性碱性碱性稀稀H2SO4歧化歧化溶解溶解Ag2SO4溶解溶解溶解溶解溶解溶解氨水中氨水中Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+Ag(NH3)2+Zn(NH3)42+Cd(NH3)42+不反应不反应氧化性氧化性有有有有有有有有1. 无机物的颜色无机物的颜色(1)物质显色的规律物质显色的规律 表表62 d电子电子数数123456789Ti3+紫色紫色Ti2+黑色黑色V2+紫色紫色Cr2+灰蓝灰蓝色色Mn2+肉色肉色Fe2+绿色绿色Co2+粉红粉红Ni2+绿色绿色Cu2+蓝色蓝色f电子电子数数123456789Ce3+无色无色Pr3+黄绿黄绿Nd3+红紫红紫Pm3+粉红粉红Sm3+淡黄淡黄Eu3
14、+粉红粉红Gd3+无色无色Tb3+粉红粉红Dy3+淡黄淡黄d-d 跃迁跃迁和和 f-f 跃迁跃迁34八面体场八面体场中心离子中心离子5个个d 轨道轨道与与配体配体的的相对位置相对位置 自由离子自由离子5个d 轨道能量简併 dx2-y2 dz2 dxy dxz dyz八面体场中八面体场中d 轨道能级分裂轨道能级分裂EEt2geg35八面体场八面体场中心离子中心离子5个个d 轨道能级分裂轨道能级分裂_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _+6 Dq-4 Dq o = Eeg Et 2g = 10 Dqt2gego自由离子自由离子 假想的假想的球型场球型场中中 八面体场八面体场中中 的的d
15、 轨道轨道 的的中心中心离子的离子的d 轨道轨道 的中心离子的的中心离子的d 轨道轨道 36例例. Ti(H2O)63+的颜色的颜色 吸收光吸收光 500 nm ，发生，发生d d 跃迁跃迁 (t2g1 eg1) ，显示显示互补色互补色（紫红色紫红色）. E光子光子 = h = hc / = o h h egE E t2g o = E光子光子 = h h h ZnO CdO II-VI族半导体，族半导体，温敏元件，发温敏元件，发光、气敏材料光、气敏材料 R.T.白白 R.T.棕红棕红 （制变色温度计）（制变色温度计） 浅黄浅黄 深灰深灰CuO中中Cu2+为为d9，其其余余M+ 或或M2+均均为
16、为d10，无无d-d跃跃迁迁，化合物的颜色化合物的颜色 由由“荷移跃迁荷移跃迁”引起。引起。 AgCl、AgBr、AgI颜色依次加深颜色依次加深 阳离子相同，阴离子变形性不同，阳离子相同，阴离子变形性不同， 阴离子变形性越大阴离子变形性越大，化合物，化合物越容易发生电荷迁移越容易发生电荷迁移吸收光谱向长波吸收光谱向长波(低波数低波数)方向移动，表现出来较方向移动，表现出来较 深的颜色深的颜色Cd2+: d10 CdS（黄色）（黄色） Cd2+ S2- E = 2.4 eV ZnS（白色）（白色） Zn2+ S2- E 3.9 eV 可见光可见光 E 1.7 - 3.1 eV (400 760 nm)主族元素含氧酸根不显颜色，主族元素含氧酸根不显颜色，O2- 中心离子中心离子跃迁能量超出可见光区跃迁能量超出可见光区, 不显颜色。不显颜色。ZnCO3 = ZnO CO2 568 K CdCO3 = CdO CO2 600 K 2HgO = 2 Hg(l) O2(g) 573 K ZnO受热时是黄色的，但冷时是白色的。ZnO俗名锌白，常用作白色颜料 。 氧化镉在室温下是黄色的，加热最终为黑色
