Простые вещества Cu, Ag, Au

Медь, серебро и золото – мягкие блестящие металлы; медь имеет красноватую окраску, золото – желтую. Эти металлы могут быть получены в виде тончайшей проволоки или фольги. Обладают высокой электро- и теплопроводностью. Серебро – наиболее электропроводный из металлов. Некоторые свойства Сu, Ag и Au указаны в табл.

Строение внешней и предвнешней электронных оболочек атома

Cu

Ag

Au

3s2p6d104s1

4s2p6d105s1

5s2p6d106s1

Радиус атома, пм

128

144

144

Энергия ионизации Э, эВ

7,73

7,57

9,23

Радиус иона , пм

98

113

137

Стандартная энтальпия атомизации металла при 250°C, кДж на 1 моль атомов

339

286

354

Плотность, г/см3

8,96

10,5

19,3

Температура плавления, °C

1083

960,5

1063

Температура кипения, °C

2543

2167

2880

Стандартный электродный потенциал процесса

0,520

0,799

1,691

Строение внешних электронных оболочек атомов: Сu 3d104s1, Ag 4d105s1, Au 4f145d106sl.

В атомах элементов Сu, Ag, Au происходит «провал» s-электрона, приводящий к полному заполнению электронами d-орбиталей. Благодаря наличию одного s-электрона во внешнем слое для этих элементов характерна степень окисления +1. В образовании химических связей могут принимать участие также электроны с d-оболочки, поэтому медь проявляет устойчивую степень окисления +2, а золото +3. Химическая активность металлов Сu, Ag, Au сравнительно невелика. С кислородом реагирует только медь, благородные металлы Ag и Au не окисляются кислородом даже при нагревании. При комнатной температуре медь практически не взаимодействует со фтором вследствие образования прочной защитной пленки фторида. При нагревании Сu и Ag реагируют с серой, образуя сульфиды Cu2S и Ag2S. Хлориды CuCl2, AgCl, AuCl3 также образуются в результате взаимодействия элементных веществ при нагревании. Cu, Ag, Аu не вытесняют водород из растворов кислот, так как находятся в ряду напряжений после водорода.

Исключение представляет взаимодействие меди с очень конц. НCl, так как в результате комплексообразования потенциал меди значительно сдвигается в область отрицательных значений:

2Сu + 4НCl ® 2Н[CuCl2] + H2 Аналогичный окислительно-восстановительный процесс, обусловленный комплексообразованием, протекает в растворах цианидов:

2Сu + 4KCN + 2H2O ® 2K[Cu(CN)2] + 2КОН + Н2 Медь и серебро легко окисляются азотной кислотой:

3Сu + 8НNO3(разб.) ® 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Ag + 2HNO3(конц.) ® AgNO3 + NO2 + H2O

3олото реагирует с селеновой кислотой:

2Au + 6H2SeO4 ® Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3H2O

В азотной кислоте золото не растворяется, но быстро взаимодействует с царской водкой

Для элементов подгруппы 1Б, как и других побочных подгрупп, наблюдается стабилизация высших степеней окисления с увеличением их порядкового номера. Ионы Au+ в водных растворах диспропорционируют на Au0 и Au+3; в водной среде Au+ существует только в виде прочных комплексов, например [Au(CN)2]–. Для Сu, Ag, Au весьма характерно комплексообразование, причем связи металл-лиганд в комплексных соединениях этих металлов в значительной степени ковалентны. Доля ковалентной связи велика также в галогенидах этих металлов, поэтому они более легкоплавки и летучи, чем галогениды элементов подгруппы IA. Медь и серебро обладают высокой каталитической активностью, в частности, высокодисперсное серебро – эффективный катализатор окисления многих органических веществ.

Смотрите также

Потенциометрическое титрование и обработка результатов.
Общие указания при потенциометрическом титровании применимы для большинства потенциометрических титрований, но в отдельных случаях можно вносить небольшие изменения. 1.    &n ...

Теоретические основы расчета тарельчатых ректификационных колонн
Известно два основных метода анализа работы и расчета ректификационных колонн: графоаналитический (графический) и аналитический. Существуют некоторые допущения, мало искажающие действительный проце ...

Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом
Среди различных видов искусственного волокна, которые изготовляются из целлюлозы, медноаммиачное волокно занимает особое место. Этот вид искусственного волокна впервые был по лучен давно: е ...