Химия элементов. Лекция 7 Общая характеристика элементов IIБ-группы. Цинк и кадмий. Ртуть

Август 31, 2022

Главная
Химия
Химия элементов. Лекция 7 Общая характеристика элементов IIБ-группы. Цинк и кадмий. Ртуть

Содержание

2. d-элементы: […] ns1÷2(n–2)f 14(n–1)d 0÷10np0 Многообразие степеней окисления (от 0 до +VIII), склонность к ОВР. Низшие
3. IIIA…VA………. IVБ…VIIБ.. «особенности» у нижних элементов (Tl, Bi – низшая ст. ок.) «особенности» у верхних элементов
4. Элементы IIБ-группы
5. Элементы IIБ-группы Общая электронная формула: […] ns2 (n–1)d10 Степени окисления: +II, +I (Hg) КЧ –координационное число:
6. Простые вещества
7. Zn Cd Hg В ЭХРН: … Zn ... Cd …H …Hg ϕ°, В (M2+/M) –0,76 –0,40
8. Кислородные соединения ZnO CdO HgO Zn(OH)2 Cd(OH)2 Hg(OH)2 ZnO CdO
9. Комплексные соединения ЭIIБ КЧ Тип гибр. Примеры Zn+II 4 sp3 [Zn(H2O)4]2+ [Zn(NH3)4]2+ Cd+II 6 sp3d2 [Cd(H2O)6]2+
10. Комплексные соединения [ZnI4]2– [CdI4]2– [HgI4]2– β(обр.) 4 · 10–3 1 · 106 5,6 · 1029 HgI2
11. Распространение в природе и важнейшие минералы В земной коре по массе 25. Zn 0,012 % 63.
12. Цинк и кадмий
13. Цинк и кадмий Zn + 2 H3O+ + 2H2O = [Zn+II(H2O)4]2+ + H2↑ ϕ° = –
14. Восстановительные свойства 4Zn + KNO3 + 7KOH + 6H2O = = 4K2[Zn(OH)4] + NH3↑ Zn +
15. Комплексообразование Zn(OH)2 + 4 NH3.H2O = = [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O (КЧ 4) Cd(OH)2 + 6 NH3.H2O
16. Особенности химии ртути Hg(ж) – летуча, ядовита CH3Hg+ – самый сильный яд Hg образует амальгамы (например
17. Hg + HNO3 Hg + 4HNO3(конц., изб.) = = Hg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O; ϕ°(Hg2+/Hg) =
18. Hg22+ ⮀ Hg0 + Hg2+ [(H2O)Hg–Hg(H2O)]2+ Hg2(NO3)2 = = Hg22+ + 2NO3− Каломель Hg2Cl2 Hg2Cl2(т) ⮀
19. Hg22+ и Hg2+ Hg22+ + 2OH− = = HgO↓ + Hg↓ + H2O Hg22+ + 2e–
21. Скачать презентацию

Слайд 2

d-элементы: […] ns1÷2(n–2)f 14(n–1)d 0÷10np0
Многообразие степеней окисления (от 0 до +VIII),

склонность к ОВР.
Низшие ст. ок. – основные св-ва, высшие – кислотные.
Металличность: не образуются одноатомные анионы Эх–, характерны одноатомные катионы Эх+.
Простые вещества тяжелые, плотные, тугоплавкие металлы; в ЭХРН – в основном до водорода.
Комплексообразователи и катализаторы (есть незаселенные d-орбитали)
Отличия свойств элемента 4 периода, сходство свойств элем. 5 и 6 периода (причина – лантаноидное сжатие).

Слайд 3

IIIA…VA………. IVБ…VIIБ..
«особенности» у нижних элементов (Tl, Bi – низшая ст. ок.)

«особенности» у верхних элементов (а у Zr, Hf, Tс, Re – высшая ст. ок.)

Слайд 4

Элементы IIБ-группы

Слайд 5

Элементы IIБ-группы
Общая электронная формула: […] ns2 (n–1)d10
Степени окисления:

+II, +I (Hg)

КЧ –координационное число: 4, 6; 2 (Hg+I)

Слайд 6

Простые вещества

Слайд 7

Zn Cd Hg
В ЭХРН: … Zn ... Cd …H …Hg
ϕ°,

В (M2+/M) –0,76 –0,40 +0,85

ЭIIБ + 2 H3O+ = Э2+ + H2(г) + 2H2O (Zn, Cd)
Hg(ж) + H3O+ ≠
Hg(ж) + HNO3 → Hg2(NO3)2; Hg(NO3)2 + … подробности см. далее: «Химия ртути»

Слайд 8

Кислородные соединения
ZnO CdO HgO
Zn(OH)2 Cd(OH)2 Hg(OH)2
ZnO
CdO

Слайд 9

Комплексные соединения
ЭIIБ КЧ Тип гибр. Примеры
Zn+II 4 sp3 [Zn(H2O)4]2+

[Zn(NH3)4]2+
Cd+II 6 sp3d2 [Cd(H2O)6]2+
[Cd(NH3)6]2+
Hg+I 2 sp [(H2O)Hg–Hg(H2O)]2+
Hg+II 4 sp3 [HgI4]2–

Слайд 10

Комплексные соединения
[ZnI4]2– [CdI4]2– [HgI4]2–
β(обр.) 4 · 10–3 1 · 106

5,6 · 1029

HgI2 + 2I– = [HgI4]2–
[HgI4]2– + OH– ≠
[HgI4]2– + S2– = HgS↓ + 4I–
Hg + 4HI = H2[HgI4] + H2↑
Hg + 4I– – 2e– = [HgI4]2–; ϕ° = – 0,038 В

Слайд 11

Распространение в природе и важнейшие минералы
В земной коре по массе
25.

Zn 0,012 %
63. Hg 5·10–4 %
64. Cd 1·10–4 %

сфалерит ZnS
вюртцит ZnS
cмитсонит ZnCO3
гринокит CdS
киноварь HgS
ртуть самородная

Слайд 12

Цинк и кадмий

Слайд 13

Цинк и кадмий
Zn + 2 H3O+ + 2H2O = [Zn+II(H2O)4]2+ +

H2↑
ϕ° = – 0,76 В
Zn + 2 OH− + 2H2O = [Zn+II(OH)4]2− + H2↑
ϕ° = – 1,2 В
Cd + 2 OH− (разб.) ≠

Zn Cd

Zn(OH)2 + 2OH−(изб., разб.) = [Zn(OH)4]2−
Cd(OH)2 + 2OH−(изб., конц.) + 2H2O =
= [Cd(H2O)2(OH)4]2− (t°, NaOH 40%)

Слайд 14

Восстановительные свойства
4Zn + KNO3 + 7KOH + 6H2O =
=

4K2[Zn(OH)4] + NH3↑
Zn + 4 OH− – 2e– = [Zn(OH)4]2–
NO3– + 6 H2O + 8e– = NH3 + 9 OH−
Zn + KNO3 + H2SO4 =
= ZnSO4 + KNO2 + H2O
Zn – 2e– = Zn2+
NO3– + 2H+ + 2e– = NO2– + H2O

Слайд 15

Комплексообразование
Zn(OH)2 + 4 NH3.H2O =
= [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O (КЧ

4)
Cd(OH)2 + 6 NH3.H2O =
= [Cd(NH3)6](OH)2 + 6H2O (КЧ 6)
Только цинк:
Zn + 4 NH3.H2O =
= [Zn(NH3)4]2+ + H2↑ + 2 OH− + 2H2O
ϕ° [Zn(NH3)4]2+/ Zn = –1,03 В

Слайд 16

Особенности химии ртути
Hg(ж) – летуча, ядовита
CH3Hg+ – самый сильный яд
Hg образует

амальгамы (например NaxHgy)
2NaHg + 2H2O = 2Hg + 2NaOH + H2↑

Слайд 17

Hg + HNO3
Hg + 4HNO3(конц., изб.) =
= Hg(NO3)2 +

2NO2↑ + 2H2O;
ϕ°(Hg2+/Hg) = + 0,85 В
6Hg(изб.) + 8HNO3(разб.) =
= 3Hg2(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O;
ϕ°(Hg22+/Hgж) = + 0,79 В
Hg2+I(NO3)2 + 4HNO3(конц.) =
= 2Hg+II(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
ϕ° (Hg2+/Hg22+) = + 0,92 В

Слайд 18

Hg22+ ⮀ Hg0 + Hg2+
[(H2O)Hg–Hg(H2O)]2+
Hg2(NO3)2 =
= Hg22+ + 2NO3−
Каломель

Hg2Cl2
Hg2Cl2(т) ⮀
Hg22+ + 2Cl–;
ПР = 1,3·10–18
Все соединения – – ионные кристаллы

Состав аквакомплекса неизвестен
Соли: только Hg(ClO4)2 и Hg(NO3)2
Сулема HgCl2 – слабый электролит

Слайд 19

Hg22+ и Hg2+
Hg22+ + 2OH− =
= HgO↓ +

Hg↓ + H2O
Hg22+ + 2e– = 2Hg
Hg22+ + 4OH− – 2e– =
= 2HgO + 2H2O
Hg22+ + H2S =
= HgS↓ + Hg↓ + 2H+
Hg22+ + 2e– = 2Hg
Hg22+ + 2H2S – 2e– =
= 2HgS + 4H+

Hg2+ + 2OH− =
= HgO↓ + H2O
ПР(HgO) = 3,3·10–26
Hg2+ + H2S =
= HgS↓ + 2H+
ПР(HgS) = 1,4·10–45

Химия элементов. Лекция 7 Общая характеристика элементов IIБ-группы. Цинк и кадмий. Ртуть

Содержание

d-элементы: […] ns1÷2(n–2)f 14(n–1)d 0÷10np0Многообразие степеней окисления (от 0 до +VIII),

IIIA…VA………. IVБ…VIIБ..«особенности» у нижних элементов (Tl, Bi – низшая ст. ок.)

Элементы IIБ-группы

Элементы IIБ-группы Общая электронная формула: […] ns2 (n–1)d10 Степени окисления:

Простые вещества

Zn Cd Hg В ЭХРН: … Zn ... Cd …H …Hgϕ°,

Кислородные соединенияZnO CdO HgOZn(OH)2 Cd(OH)2 Hg(OH)2ZnOCdO

Комплексные соединения ЭIIБ КЧ Тип гибр. Примеры Zn+II 4 sp3 [Zn(H2O)4]2+

Комплексные соединения [ZnI4]2– [CdI4]2– [HgI4]2–β(обр.) 4 · 10–3 1 · 106

Распространение в природе и важнейшие минералы В земной коре по массе25.

Цинк и кадмий

Цинк и кадмийZn + 2 H3O+ + 2H2O = [Zn+II(H2O)4]2+ +

Восстановительные свойства 4Zn + KNO3 + 7KOH + 6H2O = =

Комплексообразование Zn(OH)2 + 4 NH3.H2O = = [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O (КЧ

Особенности химии ртутиHg(ж) – летуча, ядовитаCH3Hg+ – самый сильный ядHg образует

Hg + HNO3 Hg + 4HNO3(конц., изб.) = = Hg(NO3)2 +

Hg22+ ⮀ Hg0 + Hg2+ [(H2O)Hg–Hg(H2O)]2+Hg2(NO3)2 == Hg22+ + 2NO3− Каломель

Hg22+ и Hg2+ Hg22+ + 2OH− = = HgO↓ +

Похожие презентации