Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

IX. Másodfajú fémek Kettős sajátságúak (oxidációfokuktól függően), mivel hasonlítanak: a félfémekre: a p-mezőbeli másodfajú fémek ns 2 elektronpárja sokszor.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "IX. Másodfajú fémek Kettős sajátságúak (oxidációfokuktól függően), mivel hasonlítanak: a félfémekre: a p-mezőbeli másodfajú fémek ns 2 elektronpárja sokszor."— Előadás másolata:

1 IX. Másodfajú fémek Kettős sajátságúak (oxidációfokuktól függően), mivel hasonlítanak: a félfémekre: a p-mezőbeli másodfajú fémek ns 2 elektronpárja sokszor nemkötő marad, illetve pl. a komplexképző sajátságaik alapján is, mivel az (n-1) d e - -jaik kevésbé vesznek részt  4-es koordinációs szám a jellemző, ritkább a 6-os az átmeneti fémekre: vegyértékelektronjaik nem teljesen különülnek el a nemesfém-héjtól  a d-mezőbeli másodfajú fémek oxidációfoka az oszlopszámnál nagyobb is lehet elektronegativitásuk viszont nagyobb, kiv. platinafémek, melyekéhez hasonló; több is nemesfém

2 Gyakoriságuk hasonló a „Ni-csoport” elemeiéhez. Az arany általában elemi állapotban, de kis koncentrációban és elszórtan található: tengervízben 4 μg/l (~100 ezer tonna a Földközi tengerben). IX. A réz-csoport Előfordulás, ásványok Cu: CuFeS 2 kalkopirit, Cu 2 S kalkozin, CuS kovellin, Cu 2 O kuprit, xCuCO 3.Cu(OH) 2 x=1 malachit, patina, ill. x=2 azurit Ag: Ag, Ag 2 S argentit, AgCl szarukő=kerargit Au: Au, de feldúsul még telluridos ércekben (pirit és kvarc előfordulásoknál). Előállítás Általánosan tiszta fémet elektrolízissel. Cu: flotációs dúsítással az ércek réztartalma ~0,5%-ról 15-20%-ra növelhető (nagymennyiségű melléktermék), majd pörkölés SiO 2 -on ~1500 o C-on: 4 CuFeS SiO O 2  2 Cu 2 S + 2 FeS + 2 FeSiO SO 2 2 FeS + 3 O 2  2 FeO + 2 SO 2 2 Cu 2 S + 3 O 2  2 Cu 2 O + 2 SO 2 (részleges oxidálás) 2 Cu 2 O + Cu 2 S  6 Cu (nyersréz) + SO 2 elektrokémiai módszerrel (rézraffinálás) tisztítják: anódként egy savas réz(II)-szulfát oldatba merítve beoldódik, majd a nagytisztaságú réz katódon válik le. A keletkező anódiszap ezüstben és aranyban gazdag. Ag: a Cu-anódiszap (Pb és Zn gyártásból is) híg kénsavas kezelése, majd a szilárd maradék salakosítása (CaCO 3 -tal vagy SiO 2 -dal magas hőmérsékleten), végül a salétromsavas oldás során keletkező ezüst-nitrát tartalmú oldat elektrolízise. Elemi állapotban ciánlúgozással. 111 Rg roentgenium, Uuu=unununium

3 IX. A réz-csoport Kémiai tulajdonságok Tiszta, száraz levegőben mindhárom fém stabilis, bár a réz magasabb hőmérsékleten reagál oxigénnel: 4 Cu + O 2  2 Cu 2 O. Nedves, CO 2 tartalmú levegőben a réz patina, szulfid jelenlétében pedig barna CuS, ezüstből fekete Ag 2 S (Hepar-reakció). A réz és az ezüst oxidáló savakban (salétromsav=választóvíz: 14/24 karát) oldódik: 3 Ag + 4 HNO 3  3 AgNO 3 + NO + 2 H 2 O Az arany csak királyvízben: Au + 4 HCl + HNO 3  H[AuCl 4 ] + NO + 2 H 2 O A rezet ammónium-hidroxidban is lehet oldani oxigén jelenlétében: 2 Cu + 8 NH 4 OH + O 2   2 [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) H 2 O Az ezüst és az arany pedig ciánlúgozással hasonlóan, míg a réz a KCN oldatból H 2 -t fejleszt. A réz félnemesfém – könnyen képződik oxid a hidroxidjából, nem igazán oldódik ásványi savakban. Az ezüst és az arany nemesfém. Számos más fémmel és egymással is ötvözetet képeznek; osztályozásuk a vegyértékelektronok és az atomok számának aránya (elektronkoncentráció  elektronvegyületek) alapján, pl. a  -sárgarézben (Cu-Zn ötvözet) 1,5. Nagy komplexképzési hajlamúak: jellemző koordinációs számuk 4. Fizikai tulajdonságok (~Ni csoport elemeiéhez) Nagysűrűségű, viszonylag puha, jól megmunkálható (aranyfóliák), A1 rácsú fémek. A réz vörös, az ezüst fémesen fehérfényű, az arany sárga. Elektromos vezető (Ag 16 n  m) és hővezető (Ag 430 W/mK) képességük kiemelkedő. Kolloidjaik jellemző színűek (  részecskeméret), pl. vörös, kék és ibolyaszínű aranykolloid rendszerek. Előállítás Au: kémiai tisztítás ciánlúgozással: 4 Au + 8 NaCN + 2 H 2 O + O 2 = 4 Na[Au(CN) 2 ] + 4 NaOH majd cementálással: 2 Na[Au(CN) 2 ] + Zn  Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2 Au Vagy fizikai tulajdonságai alapján különítik el a meddőtől: aranymosás, amalgámozás.

4 IX. A réz-csoport Felhasználás Cu: ötvözőanyag: sárgaréz (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn), konstantán= 45% Ni+ 55% Cu (+Mn), alpakka= Ni+Cu+Zn, érmék (Cu+Ni+Ag, esetleg Zn/Mn); elektrotechnika: vezetékek, huzalok, elemek, szupravezetők: YBa 2 Cu II y Cu III 3-y O x (6

5 2) Halogenidek: M n+ (n≥3): AuF 5 bomlékony Au + O F 2  O 2 AuF o C, 8 atm 2 O 2 AuF 6  2 AuF O 2 + F 2 2 Au + 3 X 2  2 AuX 3 X=F,Cl,Br, de 2Au+I 2  2AuI AuF 3 =spirálszerűen, síknégyzetes AuF 4 egységek összekapcsolódásával; a másik kettő (AuX 3 ) 2 dimer: Au 2 Cl 6 + H 2 O  2 H[AuCl 3 OH] IX. A réz-csoport elemeinek vegyületei 1) Hidridek: csak a (CuH) n - labilis polimer M 2+ : CuF 2 >CuCl 2 >CuBr 2 stabilitás (keményebb a fémion), 2 CuI 2  2 CuI + I 2 ; CuCl 2.2H 2 O tetraéder Ag +F 2  AgF 2 (barna) AuCl 2 =Au I [Au III Cl 4 ] (CsAuCl 3 = 2 Cs + + [Au I Cl 2 ] - + [Au III Cl 4 ] - ) M + : kovalens rétegrácsos vízben rosszul oldódó vegyületek: AgF>>AgCl>AgBr>AgI oldhatóság csökken a növekvő kovalens jelleg miatt (tioszulfát, cianid oldja) CuI>CuBr>CuCl stabilitás (lágyabb a fémion), 2 CuF  CuF 2 + Cu diszproporcionálódik 2Au + I 2  2AuI Ag 2 F=Ag 0 Ag I F bomlékony

6 IX. A réz-csoport elemeinek vegyületei A fényképezés alapreakciói 1. exponálás=fotoreakció: AgBr + h  Ag + ‘Br’ (gócképződés) 2. látens kép előhívása: enyhe kémiai redukció (hidrokinon, S-vegyületek), ott ahol már van góc további redukció: AgBr + e -  Ag + Br - 3. fixálás=a fölös AgBr kioldása tioszulfáttal: AgBr + 2 Na 2 S 2 O 3  Na 3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] + NaBr 4. pozítív kép készítése a fixált negatív film megvilágítása fényérzékeny fotopapírra „exponálás”. segítségével (1-3. lépések révén) 5. tónusok kiemeléséhez HAuCl 4 3) Oxidok: a.) Biner oxidok: bázikus karakterűek, bomlékonyak, mivel lezárt d héj miatt lágyak; Cu 2 O vörös, magasabb hőmérsékleten stabil; CuO barnás-fekete, oldódása: savban [Cu(H 2 O) 6 ] 2+, extrém lúgos közegben [Cu(OH) 4 ] 2- ; Ag 2 O sötétbarna, Ag + + OH -  Ag(OH)  Ag 2 O; AgO=Ag I Ag III O 2 fekete, bomlékony, eá: Ag 2 O + K 2 S 2 O 8 + H 2 O  Ag I Ag III O 2 + K 2 SO 4 + H 2 SO 4 ; Ag 2 O 3, Ag 3 O 4 =„AgO”.Ag 2 O 3 ; Au 2 O ibolya; Au 2 O 3 barna, termikusan bomlékony: 2 Au 2 O 3 → 4 Au + 3 O 2. b.) Összetett oxidok: Hidroxidok: nemesfémeknek nincs hidroxidjuk, oldatban legfeljebb rövid ideig létezhet AgOH és [Au(OH) 4 ] - ; CuOH sárga, Cu(OH) 2 világoskék. Kettős (többes) oxidok: Cu-re jellemző, YBa 2 Cu II y Cu III 3-y O x (6

7 IX. A réz-csoport elemeinek vegyületei 4) Szulfidok: M 2 S feketék, tiobázisanhidridek, csak tömény salétromsavban oldódnak; CuS barna, míg az ásványi előfordulása, a kovellin indigókék, mert CuS=Cu I 2 Cu II (S 2 )S; Au 2 S 3, Au(SR) n : folyékony arany  aranyozáshoz Szelenidek, telluridok: hasonlóak a szulfidokhoz, kiv. AuTe 2. 7) Komplexek: M 3+ : [Cu III F 6 ] 3-, [Au III Br 6 ] 3- OC-6, többi SP-4 [Au III Cl 4 ] -, [Au III (CN) 2 (SCN) 2 ] -, [Au(OH) 4 ] -. M 2+ : OC-6 [Cu II (H 2 O) 6 ] 2+, többi T-4 [Cu II (NH 3 ) 4 ] 2+, [Cu II X 4 ] 2- X=Cl,Br; [Cu II 2 Cl 6 ] 2- (~Fe 2 Cl 6 ) M + : [M I X 2 ] - X=Cl,Br,I,CN; [Cu I X n ] 1-n és n=2,3,4, de főleg T-4; [Cu I (NH 3 ) 2 ] + ; [Ag I (NH 3 ) 2 ] +, [Ag I (SO 3 ) 2 ] 3-, [Ag I (S 2 O 3 ) 2 ] 3- ; vizes közegben az Au + csak erősen lágy és viszontkoordinációra hajlamos ligandumokkal (CN -, S-, P- vagy As-donor) stabilizálható. 5) Nitridek: M 3 N; azidok: Cu(N 3 ) 2 és Ag(N 3 ); valamint ammin-komplexek. Foszfidok: csak Cu 3 P. 6) Karbidok: acetilidek: M 2 C 2 + H 2 O  M 2 O + C 2 H 2, explozívak; cianidok: MCN sók.


Letölteni ppt "IX. Másodfajú fémek Kettős sajátságúak (oxidációfokuktól függően), mivel hasonlítanak: a félfémekre: a p-mezőbeli másodfajú fémek ns 2 elektronpárja sokszor."

Hasonló előadás


Google Hirdetések