Презентация на тему "ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ IIБ-ГРУППЫ. ЦИНК, КАДМИЙ. РТУТЬ"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Химия элементов. Лекция 7

  Общая характеристика элементов IIБ-группы. Цинк и кадмий. Ртуть

• 
  Слайд 2

  d-элементы:[…] ns12(n–2)f14(n–1)d0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 незаселенныеd-орбитали) Отличия свойств элемента 4 периода, сходство свойств элем. 5 и 6 периода (причина – лантаноидное сжатие).

• 
  Слайд 3

  IIIA…VA……….IVБ…VIIБ..

  Mn(IIVII) Tc(VII) Re(VII) Ti(IIIV) Zr(IV) Hf(IV) d-элементы B(III) Al(III) Ga(III) In(III) Tl(I) N(V) P(V) As(V) Sb(V) Bi(III) p-элементы «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

  Рост металличности

• 
  Слайд 5
  

  Общая электроннаяформула:[…] ns2 (n–1)d10 Степени окисления: +II, +I (Hg) ns 2 np 0 КЧ –координационное число: 4, 6; 2 (Hg+I) (n–1)d 10 nd 0

• 
  Слайд 6

  Простые вещества

  Цинк Кадмий Ртуть

• 
  Слайд 7

  Zn Cd Hg

  В ЭХРН: … Zn ... Cd …H…Hg , В(M2+/M) –0,76–0,40 +0,85 Амфотерные Металл Восстановительная способность растет 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 Термическая устойчивость падает ZnO CdO t° 2HgO  2Hg + O2(450-500 С) t° не существует ЭО(т) + H2O ЭО(т) + 2H3O+ = Э2+ + 3H2O ЭО(т) + 2OH– = ЭО22– + H2O t°

• 
  Слайд 9

  Комплексные соединения

  ЭIIБКЧ 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
  

  [ZnI4]2– [CdI4]2– [HgI4]2– (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–;  = – 0,038 В Рост прочности комплексов

• 
  Слайд 11

  Распространение в природе и важнейшие минералы

  Смитсонит В земной коре по массе 25. Zn0,012% 63. Hg5·10–4% 64. Cd 1·10–4% Ртуть самородная Киноварь Сфалерит сфалеритZnS вюртцитZnS cмитсонитZnCO3 гринокит CdS киноварьHgS ртуть самородная Гринокит

• 
  Слайд 12

  Цинк и кадмий

• 
  Слайд 13
  

  Zn + 2 H3O+ + 2H2O = [Zn+II(H2O)4]+ + H2  = – 0,76 В Zn + 2 OH + 2H2O = [Zn+II(OH)4] + H2  = – 1,2 В Cd + 2 OH(разб.)  Zn Cd Рост металличности 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%) Амфотерность

• 
  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]+ + H2 + 2 OH + 2H2O  [Zn(NH3)4]+/ 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; (Hg2+/Hg) = + 0,85 В 6Hg(изб.) + 8HNO3(разб.) = = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O; (Hg22+/Hgж) = + 0,79 В Hg2+I(NO3)2 +4HNO3(конц.) = = 2Hg+II(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O  (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 СулемаHgCl2 – слабый электролит HgCl2 [HgCl+],[HgCl3], [HgCl4]2

• 
  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 Киноварь HgS синт.

• 
  Слайд 20

  Окислительно-восстановительные свойства

  Hg(NO3)2 + 2HCl = HgCl2(р) + 2H2O 2HgCl2 + [SnCl3] + Cl = Hg2Cl2(т)+[SnCl6]2 2HgCl2+ 2e–= Hg2Cl2(т) + 2Cl(белый осадок) [SnCl3] + 3Cl –2e–= [SnCl6]2 Hg2Cl2 + [SnCl3] + Cl = 2Hg + [SnCl6]2 Hg2Cl2(т) + 2e–= 2Hg(ж) + 2Cl(черный осадок) [SnCl3] + 3Cl –2e–= [SnCl6]2 (HgCl2/ Hg2Cl2) = +0,66 В (Hg2Cl2/Hgж) = +0,27 В