Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
301
Добавлен:
07.01.2014
Размер:
30.21 Кб
Скачать

МЕДЬ, СЕРЕБРО

Медь, серебро и золото составляют побочную подгруппу I группы периодической системы Д И. Менделеева. Каждый элемент в своем периоде является предпоследним d-элементом. Таким образом, в ато­мах этих элементов в (п — 1) d-оболочке должно находиться 9 электро­нов, но поскольку d-оболочка близка к завершению, энергетически более выгодным оказывается переход одного из s-электронов наруж­ного слоя в (п — 1)й-оболочку Поэтому Си, Ag и Аи имеют электрон­ную конфигурацию, (п— I) d'°/is. Поскольку завершение d-оболочки у этих элементов происходит за счет перехода внешнего электрона, d-оболочка еще недостаточно стабильна. Поэтому в образовании химических связей у элементов подгруппы' меди могут принимать участие и d-электроны В соответствии с этим Си, Ag и Аи могут про­являть степени окисления +1, +2 и +3. Серебро в соединениях, главным образом одновалентно. Для меди и золота характерны две степени окисления-для меди +2 и +1, для золота +3 и +1, причем более устойчивая степень окисления у меди +2, а у золота + 3. Соединения Си в степени окисления +3, Ag (+2 и +3) и Аи (+2) гораздо менее устойчивы и хуже изучены.

Атомные радиусы элементов подгруппы меди невелики: rCu=128 пм; rAg = rAu=144 пм. (Для сравнения укажем радиусы атомов щелочных металлов, находящихся в четвертом, пятом и шестом периодах, как и элементы подгруппы меди: гк = 236 пм; гRb = 248 пм; гСs = 268 пм. Поэтому медь, серебро и золото имеют высокие значения энергий ионизации.

Рассматриваемые элементы характеризуются большой инерт­ностью, причем химическая активность уменьшается от меди к золо­ту. Так, с кислородом непосредственно взаимодействует только медь при нагревании Серебро и золото даже при нагревании на воз­духе не окисляются. Оксиды серебра и золота легко образуются при разложении соответствующих гидроксидов, например:

2AgNO3 + 2NaOH ——> Ag2O+2NaNO3 + H2O

Оксиды окрашены в характерные цвета: Си2О — красный; СuО — черный; Ag2O — темно-бурый; Аи2О — фиолетовый; Аи2О3 — черно-бурый.

Во влажном воздухе медь постепенно покрывается серо-зеленым налетом, что обусловлено образованием основных карбонатов. По­верхностные изменения меди на воздухе схематично можно пред­ставить уравнением:

2Cu + O2 + H2O + CO2 ——>CuCO3Cu(OH)2

Серебро на воздухе медленно чернеет вследствие образования на его поверхности сульфида серебра (примеси соединений серы всегда содержатся в воздухе):

4Ag + 2H2S+O2 ——>- 2Ag2S + 2H2O

В ряду напряжений все три рассматриваемых металла стоят после водорода, причем медь находится почти рядом с

водородом , а золото располагается дальше всех остальных металлов .

Поэтому эти металлы могутрастворяться только в кислотах,

одновременно являющихся окислителями. Медь и

серебро растворяются при нагревании в концентри-

рованной серной кислоте с выделением SO2 и в азотной кислоте (разбавленной и концентрированной) с выделением NO и NO2. Золо­то в серной и азотной кислотах не растворяется. Лучшим раство­рителем для золота являются царская водка (смесь концентрирован­ных НС1 и НNОз) или насыщенная хлором хлористоводородная кислота (в обоих случаях образуется тетрахлорозолотая кислота Н[АиС14]).

В соответствии с положением элементов в ряду напряжений соединения меди, серебра и золота легко восстанавливаются до металлов, причем легче всего восстанавливаются соединения золота. Окислительные свойства соединений элементов подгруппы меди, а также способность этих элементов образовывать комплексные соеди­нения широко используются при рафинировании металлов электро-лизом из водных растворов, гальваническом меднении, серебрении и Золочении, фотографии, производстве зеркал и во многих других процессах.

Ионы меди, серебра и золота оказывают сильное поляризующее действие на ионы противоположного знака и сравнительно легко поля-ризуются сами. Этим, в частности, объясняется тот факт, что многие роли этих элементов окрашены. Чем легче поляризуется анион, тем Интенсивнее окраска. Например, в рядах галогенидов серебра и без­родных галогенидов меди (II) цвет соединений меняется следующим. образом: AgCI — белый, - AgBr — желтоватый, Agl — желтый; CuF2 — белый, СuСl2 — желтый, CuBr2 — черный. Гидратированные соли меди имеют голубую или зеленую окраску Поляризацией ионов (в частности, усилением поляризуемости аниона). южно объяснить и уменьшение термической устойчивости в ряду CuF2 — CuI2: если фторид меди начинает разлагаться при ~1000 "С, о иодид двухвалентной меди не существует в обычных условия^. 1оэтому при взаимодействии СиSО4 и KI протекает не обменная, а жяслительно-восстановительная реакция с образованием иодида щновалентной меди:

2CuS04 + 4KI ——>- 2CuI + I2 + 2K2S04

Многие соли элементов подгруппы меди мало растворимы в воде. Ленее всего растворимы сульфиды. Не растворяются в воде гало-ениды серебра (кроме AgF) и галогениды одновалентной меди, фичем растворимость галогенидов уменьшается в рядах AgCI — AgI и CuCl — Cul.

Все растворимые соединения меди, серебра и золота ядовиты.

Галогениды серебра на свету легко разлагаются с выделением «еталлического серебра. На этом основано применение их для 1риготовления светочувствительных материалов: