Подгруппа меди – побочная подгруппа I группы





Свойства элементов подгруппы меди

 

Атомный номер Название Электронная конфигурация   ρ, г/см3 ЭО Атомный радиус, нм Степень окисления
Медь Cu [Ar] 3d104s1 8,96 1,9 0,127 +1,+2
Серебро Ag [Kr] 4d105s1 10,5 1,9 0,144 +1
Золото Au [Xe]4f145d106s1 19,3 2,4 0,144 +1,+3

 

Физические свойства

· Высокие значения плотности, температур плавления и кипения.

· Высокая тепло- и электропроводность.

Химические свойства

Химическая активность небольшая, убывает с увеличением атомного номера.

Медь и её соединения

Получение

· Пирометаллургическим методом:

CuO + C → Cu + CO;

CuO + CO → Cu + CO2

· Гидрометаллургическим:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O;

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu

· Электролизом растворов солей:

2CuSO4 + 2H2O →2Cu + O2 + 2H2SO4
(на катоде) (на аноде)

 

Химические свойства

· Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах:

2Cu + O2tº→ 2CuO;

Cu + Cl2tº→ CuCl2

· Медь стоит в ряду напряжений правее водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях:

3Cu + 8HNO3(разб.) → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 2H2O;

Cu + 4HNO3(конц.) → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O;

Cu + 2H2SO4(конц.) → CuSO4 + SO2↑ +2H2O

Сплавы меди с оловом - бронзы, с цинком - латуни.

Соединения одновалентной меди

Встречаются либо в нерастворимых соединениях (Cu2O, Cu2S, CuCl), либо в виде растворимых комплексов (координационное число меди – 2):

CuCl + 2NH3 → [Cu(NH3)2]Cl

Оксид меди (I) - красного цвета, получают восстановлением соединений меди (II), например, глюкозой в щелочной среде:

2CuSO4 + C6H12O6 + 5NaOH → Cu2O↓ + 2Na2SO4 + C6H11O7Na + 3H2O

Соединения меди (П)

Оксид меди (II) имеет чёрный цвет. Восстанавливается под действием сильных восстановителей (например, CO) до меди. Обладает основным характером, при нагревании растворяется в кислотах:

CuO + H2SO4tº→ CuSO4 + H2O;

CuO + 2HNO3→ Cu(NO3)2 + H2O

Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 - нерастворимое в воде вещество светло-голубого цвета. Образуется при действии щелочей на соли меди (II):

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

При нагревании чернеет, разлагаясь до оксида:

Cu(OH)2tº→ CuO + H2O

Типичное основание. Растворяется в кислотах.

Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + 2H2O;

Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O

Растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения (координационное число меди – 4) василькового цвета (реактив Швейцера, растворяет целлюлозу):

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(HN3)4](OH)2

Малахит (CuOH)2CO3. Искусственно можно получить по реакции:

2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O → (CuOH)2CO3↓ + 2Na2SO4 + CO2

Разложение малахита:

Cu2(OH)2CO3→ 2CuO + CO2↑ + H2O

Серебро и его соединения

Благородный металл, устойчивый на воздухе. При потускнении серебра происходит реакция Гепара:

4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

В ряду напряжений находится правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах - окислителях:

3Ag + 4HNO3(разб.) → 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O;

Ag + 2HNO3(конц.) → AgNO3 + NO2↑+ H2O;

2Ag + 2H2SO4(конц.) → Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O

В соединениях серебро обычно проявляет степень окисления +1.

Растворимый нитрат серебра AgNO3 используется как реактив для качественного определения Cl-, Br-, I-:

Ag+ + Cl- → AgCl↓ (белый)

Ag+ + Br- → AgBr↓ (светло-жёлтый)

Ag+ + I- → AgI↓ (тёмно-жёлтый)

(Способность этих осадков образовывать растворимые комплексные соединения уменьшаются в ряду AgCl – AgBr – AgI). На свету галогениды серебра постепенно разлагаются с выделением серебра.

При добавлении растворов щелочей к раствору AgNO3 образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:

2AgNO3 + 2NaOH → Ag2O + 2NaNO3 + H2O

Осадки AgCl и Ag2O растворяются в растворах аммиака с образованием комплексных соединений (координационное число к.ч. серебра = 2):

AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]Cl;

Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag(NH3)2]OH

Аммиачные комплексы серебра взаимодействуют с альдегидами (реакция серебряного зеркала):

  O II   O II  
R – C + [Ag(NH3)2]OH → R– C + Ag + NH3­
  I H   I O NH4

Золото и его соединения

Золото – мягче Cu и Ag, ковкий металл; легко образует тончайшую фольгу; благородный металл, устойчив как в сухом, так и во влажном воздухе. Растворяется в смеси концентрированных соляной и азотной кислот ("царской водке"):

Au + HNO3 + 4HCl → H [AuCl4] + NO­ + 2H2O

Реагирует с галогенами при нагревании:

2Au + 3Cl2 → 2AuCl3

Соединения термически не очень устойчивы, разлагаются при нагревании с выделением металла. Комплексообразователь (комплексы золота (III) обладают координационными числами 4, 5 и 6).

 

ПОДГРУППА ГЕРМАНИЯ

Содержание элементов этой подгруппы в земной коре в ряду германий (2·10–4 %) – олово (6·10–4 %) – свинец (1·10–4 %) изменяется лишь незначительно. Германий принадлежит к рассеянным элементам. Основной формой природного нахождения олова является минерал касситерит (SnO2 ), а свинца – галенит (PbS).

Получение

Выплавка олова ведется путем восстановления касситерита углем. Обычным способом переработки галенита является перевод его путем накаливания на воздухе в РbО, после чего полученный оксид свинца (П) восстанавливается до металла углем:

2PbS + ЗО2 → 2SO2 + 2PbO; РbО + С → СО + Рb

По физическим свойствам Ge, Sn и Рb являются металлами. Некоторые физические константы представлены ниже:





Рекомендуемые страницы:


©2015-2019 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-03 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

Обратная связь

ТОП 5 активных страниц!