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

Синтез жирных кислот
Синтетические жирные кислоты (далее по тексту – СЖК) находят широкое применение как заменители пищевых жиров в производстве мыла и моющих средств, пластификаторов, мягчителей, стабилизаторов ...

Самоорганизация ион-проводящих структур при протекании электрохимических процессов на фазовых переходах, включающих серосодержащие компоненты
Актуальность темы диссертации. Тема диссертационной работы относится к электрохимии твердого состояния, входящей как составная часть в ионику твердого тела (ИТТ) -раздел науки, возникший ...

Химические процессы в биологическом организме
...