Подгруппа меди

Подгруппа меди – побочная подгруппа I группы
 
Свойства элементов подгруппы меди

Атомный
номер
Название
Электронная
конфигурация

 
r
г/см
3
t°пл.
°C
t°кип.
°C
ЭО
Атомный
радиус,
нм
Удельная
злектро-
проводность
м,мм
-2,ом-1
Степень
окисления
29
Медь Cu [Ar] 3d104s1
8,96
1083
2595
1,9
0,127
58,1
+1,+2
47
Серебро Ag [Kr] 4d105s1
10,5
960
2180
1,9
0,144
61,0
+1
79
Золото Au [Xe]4f145d106s1
19,3
1064
2700
2,4
0,144
41,3
+1,+3

  
Физические свойства
 

      1.      Высокие значения плотности, температур плавления и кипения.
      2.      Высокая тепло- и электропроводность.
      

Химические свойства
 
Химическая активность небольшая, убывает с увеличением атомного номера.
 
Медь и её соединения
 
Получение
 

      1.      Пирометаллургия

CuO + C ® Cu + CO
CuO + CO ® Cu + CO2
 

      2.      Гидрометаллургия

CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O
CuSO4 + Fe ® FeSO4 + Cu

      электролиз:

2CuSO4 + 2H2O ® 2Cu + O2­ + 2H2SO4
                (на катоде) (на аноде)
 
Химические свойства
 
Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах:
 
2Cu + O2  ®  2CuO
Cu + Cl2  ®  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 двухвалентной меди
 
Оксид меди (II) - чёрного цвета. Восстанавливается под действием сильных восстановителей (например, CO) до меди. Обладает основным характером, при нагревании растворяется в кислотах:
 
CuO + H2SO4  ®  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)2  ®  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 Cu2(OH)2CO3. Искусственно можно получить по реакции:
 
2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O ® Cu2(OH)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 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. Растворим только 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 и разлагаются при нагревании с выделением металла. Комплексообразователь (комплексы золота (III) обладают координационными числами 4, 5 и 6).

 

Другие записи

10.06.2016. Подгруппа железа
Свойства элементов подгруппы железа  Атомный номер Название Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО Атомный радиус, нм Степень окисления 26 Железо…
10.06.2016. Подгруппа алюминия
Свойства элементов подгруппы алюминия Атомный номер Название Электронная конфигурация   r г/см3 t°пл. °C t°кип. °C ЭО ПИ эВ Атомный радиус, нм Степень окисления 5 Бор…
10.06.2016. Металлы - общие свойства
ОБЩИЕ СВОЙСТВА Положение металлов в периодической таблице Если в периодической таблице элементов Д.И.Менделеева провести диагональ от бериллия к астату, то слева внизу по диагонали будут находиться элементы-металлы…