第十章元素化學ChemistryofElement2/6/20231無機及分析化學第十章10.1元素概述10.2s區元素10.3p區元素10.4d區元素10.5ds區元素2/6/20232無機及分析化學第十章學習要求1．了解元素的分布及其分類3．熟悉重要元素及其化合物的性質4．掌握s區、p區、d區、ds區元素性質的一般規律5．了解元素化學的一些新進展本章作業：

P357思考題2、3、5；習題2、3、7、92/6/20233無機及分析化學第十章迄今為止，人類已經發現的元素和人工合成的元素共118種，其中地球上天然存在的元素有92種。元素在地殼中的含量稱為豐度，常用質量分數來表示。2/6/20234無機及分析化學第十章10.2s區元素10.2.1s區元素的通性s區元素位于元素周期表中的IA族和IIA族，分別稱為堿金屬和堿土金屬。IA族除H外，有Li，Na，K，Rb，Cs，Fr共6個元素；IIA族有Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra共6個元素。其中Fr和Ra為放射性元素。2/6/20235無機及分析化學第十章2/6/20236無機及分析化學第十章1．電子構型

s區元素（除H外）的價電子構型分別為ns1、ns2;在同周期中，它們具有較小的電離能、較大的原子半徑，易失去外層電子，表現出金屬性;其穩定氧化值為+1（IA）和+2（IIA）,它們的化合物（除Li、Be外）均為離子型化合物。2/6/20237無機及分析化學第十章2．物理性質s區元素（除H外）的單質均為金屬，具有金屬光澤。它們的金屬鍵較弱，因此，具有熔點低、硬度小、密度小等特點。另外，s區元素還具有良好的導電性能和傳熱性質。2/6/20238無機及分析化學第十章3．化學性質

s區元素（除H外）的電負性和電離能均較小，表現出典型的金屬性。在同周期中，它們是最活潑的金屬，在同族中，其金屬活潑性從上到下依次增大，即還原性依次增強。它們可以與氧、鹵素、氫、水和酸等多種物質發生反應，在反應中，它們均是強還原劑。堿金屬與具有相同電子層的堿土金屬相比，堿金屬的核電荷少，原子半徑大，原子核吸引外層電子的能力弱，最外層電子更易失去，即堿金屬的還原性比堿土金屬的還原性強。2/6/20239無機及分析化學第十章10.2.2重要元素及其化合物1.氧化物堿金屬和堿土金屬與氧反應可以生成四種類型的氧化物：正常氧化物、過氧化物、超氧化物、臭氧化物。

二氧化碳吸收劑2/6/202310無機及分析化學第十章（1）正常氧化物

堿金屬中的鋰和所有堿土金屬在空氣中燃燒，生成正常氧化物：4Li+O2=2Li2O2M+O2=2MO其他堿金屬的正常氧化物是用金屬與它們的過氧化物或硝酸鹽作用而得到的。例如：Na2O2+2Na=2Na2O2KNO3+10K=6K2O+N2↑將堿土金屬的碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物等熱分解也能得到氧化物MO：MCO3=MO+CO2↑2/6/202311無機及分析化學第十章

（2）過氧化物

除鈹和鎂外，所有堿金屬和所有堿土金屬都能分別形成相對應的過氧化物M2O2，MO2，其中只有鈉和鋇的過氧化物可由金屬在空氣中燃燒直接得到。

Na2O2是最常見的堿金屬過氧化物。將金屬鈉在鋁制容器中加熱到300℃，并通入不含二氧化碳的干燥空氣，得到淡黃色的Na2O2粉末：2Na+O2=Na2O22/6/202312無機及分析化學第十章

Na2O2是一種強氧化劑，工業上用作漂白劑，也可用來作為制取O2的來源。在熔融時幾乎不分解，但遇到棉花、木炭或鋁粉等還原性物質時，就會發生爆炸，故使用時應注意安全。

Na2O2與H2O或稀酸反應，生成過氧化氫：Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2Na2O2+H2SO4（稀）=Na2SO4+H2O2

Na2O2與CO2反應，放出氧氣：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

2/6/202313無機及分析化學第十章（3）超氧化物

除了鋰、鈹、鎂外，堿金屬和堿土金屬都分別能形成超氧化物MO2和M(O2)2。其中，鉀、銣、銫在空氣中能直接生成超氧化物MO2。K+O2=KO2一般來說，金屬性很強的元素容易形成含氧較多的氧化物，因此鉀、銣、銫易生成超氧化物。

2/6/202314無機及分析化學第十章

超氧化物與水反應，產生O2和H2O2：2KO2+2H2O=2KOH+H2O2+O2↑因此，超氧化物也是強氧化劑。

KO2與CO2作用放出氧氣：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2

過氧化物和超氧化物可用作高空飛行、深井作業、水下工作、宇宙航行和戰地醫院的供氧劑和二氧化碳吸收劑。KO2較易制備，常用于急救器中。2/6/202315無機及分析化學第十章2.氫氧化物

s區元素的氧化物中，BeO幾乎不與水作用，Li2O與水作用生成LiOH，MgO與水作用生成Mg（OH）2，其他氧化物遇水都能發生劇烈反應，生成相應的氫氧化物。氫氧化物均為白色固體，在空氣中易吸收水分而潮解，又易與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鹽，故應密閉保存。通常用橡皮塞而不用玻璃塞，因為堿對玻璃有腐蝕作用：2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O

2/6/202316無機及分析化學第十章堿金屬氫氧化物溶解度S/(mol·L-1)堿土金屬氫氧化物溶解度S/(mol·L-1)LiOH13Be(OH)28×10-6NaOH109Mg(OH)25×10-4KOH112Ca(OH)21.8×10-2RbOH177Sr(OH)26.7×10-2CsOH330Ba(OH)22×10-1S增大氫氧化物在水中的溶解度2/6/202317無機及分析化學第十章氫氧化鈉又稱燒堿，是實驗室常用的重要試劑，也是重要的工業原料。它能除去空氣中的酸性物質如二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫等，NaOH易于融化，能熔解某些金屬氧化物和非金屬氧化物，因此常用于熔解礦物試樣。

NaOH吸收二氧化碳（1）氫氧化鈉2/6/202318無機及分析化學第十章氫氧化鈣也稱熟石灰，在水中的溶解度較小且隨溫度升高而減小，所以通常使用的是它在水中的懸浮物或漿狀物，被大量應用于建筑業和化學工業。熟石灰（2）氫氧化鈣2/6/202319無機及分析化學第十章3.鹽類鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽。晶體類型：絕大多數是離子晶體，但堿土金屬鹵化物有一定的共價性。顏色：一般無色或白色。溶解度：堿金屬鹽類一般易溶于水；堿土金屬鹽類除鹵化物、硝酸鹽外多數溶解度較小。熱穩定性：較高。2/6/202320無機及分析化學第十章

（1）氯化鈉氯化鈉俗稱食鹽，是日常生活中和工業生產中不可缺少的化合物。氯化鈉也是制造其它鈉、氯化合物的常用原料。在自然界中，氯化鈉資源非常豐富，海水、內陸鹽湖、地下鹵水及鹽礦都蘊藏著豐富的鹽資源。2/6/202321無機及分析化學第十章氯化鈉為透明晶體，味咸，易溶于水，其溶解度受溫度影響較小。它是人和動物所必需的物質，在人體中NaCl的含量約占0.9%。NaCl可作食品調味劑和防腐劑，其冰鹽混合物還可作致冷劑。它是制取金屬Na、NaOH、Na2CO3、Cl2和HCl等多種化工產品的基本原料。2/6/202322無機及分析化學第十章（2）氯化鎂與氯化鈣

氯化鎂常以MgCl2·6H2O形式存在，其為無色晶體，味苦，易吸水。MgCl2·6H2O受熱到530℃以上，分解為MgO和HCl氣體。MgCl2·6H2O=MgO+2HCl↑+5H2O

2/6/202323無機及分析化學第十章因此，欲得到無水MgCl2，必須在干燥的HCl氣流中加熱MgCl2·6H2O，使其脫水。無水MgCl2是制取金屬鎂的原料。紡織工業中用MgCl2來保持棉紗的濕度而使其柔軟。從海水中制得不純MgCl2·6H2O的鹽鹵塊，工業上常用于制造MgCO3和其它鎂的化合物。2/6/202324無機及分析化學第十章

氯化鈣極易溶于水，也溶于乙醇。將CaCl2·6H2O加熱脫水，可得到白色多孔的無水CaCl2。無水CaCl2有很強的吸水性，實驗室常用作干燥劑。但不能干燥NH3氣及酒精，因為它們會形成CaCl2·4NH3、CaCl2·4C2H5OH等。CaCl2水溶液的冰點很低（當質量分數為32.5%時，其冰點為-50℃），它是常用的冷凍液，工業上稱其為冷凍鹽水。2/6/202325無機及分析化學第十章（3）碳酸鈉與碳酸氫鈉碳酸鈉俗稱純堿或蘇打，通常是含10個結晶水的白色晶體（Na2CO3·10H2O），在空氣中易風化而逐漸碎裂為疏松的粉末，易溶于水，其水溶液有較強的堿性，可在不同反應中作堿使用，這也是人們稱其為純堿的原因。

2/6/202326無機及分析化學第十章

碳酸鈉是一種基本化工原料，大量用于玻璃、搪瓷、肥皂、造紙、紡織、洗滌劑的生產和有色金屬的冶煉中，它還是制備其它鈉鹽或碳酸鹽的原料。工業上常用氨堿法生產碳酸鈉：NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3=Na2CO3+H2O↑+CO2↑碳酸氫鈉俗稱小蘇打，白色粉末，可溶于水，但溶解度不大，其水溶液呈弱堿性。主要用于醫藥和食品工業中。2/6/202327無機及分析化學第十章（4）硫酸鈣和碳酸鈣

硫酸鈣常含結晶水，CaSO4·2H2O俗稱石膏，為無色晶體，微溶于水，將其加熱到120℃左右，部分脫水轉變為熟石膏。2CaSO4·2H2O=（CaSO4）2·H2O+3H2O此為可逆反應，若將熟石膏加水混合成糊狀后放置一段時間，又會變成CaSO4·2H2O，逐漸硬化并膨脹，故用以制模型、塑像、粉筆和石膏繃帶。還用于生產水泥和輕質建筑材料。2/6/202328無機及分析化學第十章碳酸鈣為白色粉末，難溶于水，溶于酸和NH4Cl溶液。碳酸鈣也很容易溶解在含有二氧化碳的水中。形成易溶于水的碳酸氫鈣：CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2在一定條件下，含有Ca(HCO3)2的水流經巖石又會分解：Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O石灰巖溶洞及鐘乳石的形成就是基于上述反應。碳酸鈣常用于制CaO、CO2、發酵粉和涂料等。2/6/202329無機及分析化學第十章10.3p區元素

10.3.1p區元素的通性p區元素包括ⅢA至VⅢA六個主族，目前共有31個元素，是元素周期表中唯一包含金屬和非金屬的一個區。因此，該區元素具有十分豐富的性質。2/6/202330無機及分析化學第十章1．電子構型p區元素價電子構型為ns2np1～6，在同周期元素中，由于p軌道上電子數的不同而呈現出明顯不同的性質。在同一族元素中，原子半徑從上到下逐漸增大，而有效核電荷只是略有增加。因此，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。2/6/202331無機及分析化學第十章2．物理性質p區元素由于其電子構型的特殊性，因而既包含有金屬固體、非金屬固體，也有非金屬液體及非金屬氣體（雙原子分子）。因此，它們的物理性質差異很大。一般地，同周期元素中，熔、沸點從左到右逐漸減小，同族元素中，熔、沸點從上到下逐漸增大。2/6/202332無機及分析化學第十章3．化學性質p區元素的電負性較s區元素的大，所以，p區元素在許多化合物中常以共價鍵結合。

p區元素大多具有多種氧化值，其最高正氧化值等于其最外層電子數（即族數）。例如，硫原子的正氧化值分別為+2、+4、+6等。2/6/202333無機及分析化學第十章p區非金屬元素（除稀有氣體外），在單質狀態以非極性共價鍵結合。當非金屬元素的原子半徑較小，成單價電子數較小時，可形成獨立的少原子分子，如Cl2、O2、N2等；而當非金屬元素的原子半徑較大，成鍵電子較多時，則形成多原子的巨形分子，如C、Si、B等。p區金屬元素由于其電負性相對s區元素要大，所以其金屬性比堿金屬和堿土金屬要弱。某些元素甚至表現出兩性。如Si、Al等。2/6/202334無機及分析化學第十章10.3.2重要元素及其化合物

1．硼的含氧酸鹽—硼砂硼砂為無色透明晶體，在空氣中容易失去部分水而風化，加熱至380～400℃，完全失水成為無水鹽Na2B4O7，若加熱到878℃，則熔化為玻璃狀物。溶化的硼砂能溶解許多金屬氧化物，生成具有特征顏色的偏硼酸的復鹽。例如：Na2B4O7+CoO=2Na2BO2.Co（BO2）2（寶藍色）硼砂的這一性質用在定性分析上鑒定某些金屬離子，稱為硼砂珠試驗。2/6/202335無機及分析化學第十章2．鋁

鋁是典型的兩性金屬，具有銀白色光澤，質軟。具有良好的導電導熱和延展性能。鋁的電離能較小，電負性為1.5。其標準電極電位為-1.66V，但卻不能從水中置換出氫氣，因為它與水接觸時表面易生成一層難溶解的氫氧化鋁。鋁與氧氣的結合能力很強，鋁暴露在空氣中，其表面會形成一層致密的氧化膜。2/6/202336無機及分析化學第十章鋁在冷的濃H2SO4、濃HNO3中呈鈍化狀態，因此常用鋁制品貯運濃H2SO4、濃HNO3。但鋁可與稀HCl、稀H2SO4及堿發生反應放出氫氣：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑2Al+NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2/6/202337無機及分析化學第十章鋁是一種很重要的金屬材料，廣泛用來作導線、結構材料和日用器皿。特別是鋁合金質輕而又堅硬，大量用于飛機制造和其它構件上。2/6/202338無機及分析化學第十章3．氧化鋁氧化鋁可由氫氧化鋁加熱脫水而制得。在不同的溫度條件下，制得的Al2O3可以有不同的形態和不同的用途。一般常用希臘字母分別表示α、β、γ…等Al2O3。氧化鋁是離子晶體，具有很高的熔點和硬度。2/6/202339無機及分析化學第十章自然界存在的結晶氧化鋁是α-Al2O3，稱為剛玉。而Al（OH）3熱分解得到的α-Al2O3稱人造剛玉。α-Al2O3不溶于水，也不溶于酸，在催化劑中常用作載體。2/6/202340無機及分析化學第十章含有少量雜質的α-Al2O3常呈鮮明的顏色。如紅寶石就是含極微量Cr2O3的α-Al2O3，藍寶石則是含鐵和鈦氧化物的α-Al2O3。紅寶石(Cr3+)

藍寶石(Fe3+,Ti4+)

黃玉/黃晶(Fe3+)2/6/202341無機及分析化學第十章4.碳的化合物

(1)碳的氧化物

CO2為無色、無臭的氣體。大氣中含有約0.03%（體積）的CO2，它主要來自于生物的呼吸，有機化合物的燃燒，動植物的腐敗分解等。同時又通過植物的光合作用、碳酸鹽巖石的形成等而消耗。目前，世界各國工業生產的迅速發展使空氣中CO2濃度逐漸增加，這已被認為是造成“溫室效應”的主要原因之一。2/6/202342無機及分析化學第十章固態CO2是分子晶體，它的熔點很低（-78.5℃），固態CO2會直接升華，故稱干冰。干冰常用作致冷劑，其冷凍溫度可達-70℃到-80℃；干冰還常被用于易腐食品的保存和運輸中。

2/6/202343無機及分析化學第十章

CO2不能自燃，又不助燃。密度比空氣大，可使物質與空氣隔絕，所以常用作滅火劑，也可作為防腐劑和滅蟲劑。CO2還是一種重要的化工原料。CO2與氨可制成尿素、碳酸氫銨；CO2也可用于制甲醇等。CO2可溶于水，溶于水的CO2部分與水作用生成碳酸。因而敞口貯放的蒸餾水會因溶入空氣中的CO2而顯微酸性。

2/6/202344無機及分析化學第十章（2）碳酸及其碳酸鹽

CO2溶于水，生成碳酸。碳酸為二元弱酸，其Ka1θ=4.47×10-7,Ka2θ=4.68×10-11。碳酸能形成兩種類型的鹽，即碳酸鹽和碳酸氫鹽。銨和堿金屬的碳酸鹽（除Li2CO3外）易溶于水，其它金屬的碳酸鹽則難溶于水。碳酸氫鹽在水中一般都能溶解。一般來說，難溶碳酸鹽對應的碳酸氫鹽的溶解度較大。

如：難溶的CaCO3礦石在CO2和水的長期侵蝕下，部分轉變為Ca(HCO3)2而溶解。CaCO3＋CO2＋H2OCa(HCO3)22/6/202345無機及分析化學第十章可溶性碳酸鹽與金屬離子作用的產物類型：水溶液中存在碳酸鹽的水解：

OHHCO

OHCO--32-23++

OHCOHOHHCO-322-3++)CO(H)CO(322W231KKK=-)CO(H)CO(

321W232KKK=-2/6/202346無機及分析化學第十章金屬鹽（堿金屬和銨除外）+碳酸鹽堿式碳酸鹽氫氧化物金屬離子加入可溶性碳酸鹽時，生成沉淀的類型：2/6/202347無機及分析化學第十章（1）氫氧化物溶解度大于碳酸鹽，如Ca2+、Ba2+、Sr2+離子，可與反應，生成碳酸鹽沉淀。＋Ba2+BaCO3(s)（2）氫氧化物和碳酸鹽的溶解度相近如Cu2+、Zn2+、Pb2+、Mg2+，可與反應，為堿式碳酸鹽沉淀。2Cu2+＋＋H2OCu2(OH)2CO3(s)＋CO2(g)2/6/202348無機及分析化學第十章（3）強水解的金屬離子，特別是兩性的（如Al3+、Fe3+、Cr3+、Sn2+、Sn4+），其氫氧化物溶度積小，沉淀為氫氧化物。2Al3+＋＋3H2O2Al(OH)3＋3CO22Fe3+＋＋3H2O2Fe(OH)3＋3CO22/6/202349無機及分析化學第十章5．硅的氧化物SiO2是主要的氧化物，有晶形和無定形兩種狀態，硅藻土和燧石都是無定形的二氧化硅。SiO2晶體是原子晶體，其中Si原子通過sp3雜化形式與4個氧原子相連接，形成SiO2正四面體，其中Si原子在四面體的中心，4個氧原子分占四面體的四個頂角。由于原子之間以共價鍵結合，故SiO2晶體熔點高、硬度大，且不溶于水。2/6/202350無機及分析化學第十章自然界常見的石英石二氧化硅晶體。無色透明的純石英叫做水晶。紫水晶、茶晶和碧玉等是含有雜質的有色石英晶體。石英在1900K左右熔化成黏稠液體，其內部結構變為不規則狀態，如果急劇冷卻，因為黏度大不易再結晶而形成石英玻璃。石英玻璃有許多特殊性能，如驟冷不易破裂，能透過紫外光，因此常用于制作高級的化學儀器和玻璃器皿2/6/202351無機及分析化學第十章二氧化硅（silicondioxide）性質穩定，與一般的酸不起反應，但能與氫氟酸反應：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O高溫時，二氧化硅和氫氧化鈉或純堿共熔即得硅酸鈉：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑2/6/202352無機及分析化學第十章6．氨和銨鹽

（1）氨

氨是無色有強烈刺激性臭味的氣體，比空氣輕，沸點-33℃，熔點-77℃。氨易溶于水，常溫常壓下1體積水可溶解700體積氨。氨的水溶液叫氨水（NH3·H2O），氨水不穩定，易分解為氨與水。氨水會部分電離，相當于弱堿：NH3·H2O=NH4++OH－Kb=1.8×10－52/6/202353無機及分析化學第十章氨的化學性質很活潑，可以與許多物質發生化學反應，其反應類型包括加合、氧化與取代三種。加合反應：

NH3+HCl=NH4ClNH3+H3PO4=NH4H2PO4氧化反應：

4NH3+5O2=4NO+6H2O2NH3+3Cl2=N2↑+6HCl取代反應：

2NH3+2Na=2NaNH2+H22/6/202354無機及分析化學第十章氨有著廣泛的用途，它是氮肥工業的基礎，也是制造硝酸、銨鹽、純堿等化工產品的基本原料。氨也是有機合成（如合成纖維、塑料、染料、尿素等）常用的原料，也用于醫藥（如安乃近，氨基比林等）的制備。液氨還是常用的致冷劑。2/6/202355無機及分析化學第十章(2)銨鹽

氨與酸作用可得到相應的銨鹽（ammonium）。銨鹽一般是無色的晶狀化合物，易溶于水，而且是強電解質。銨鹽加熱極易分解，其分解產物因酸根性質不同而異。由揮發性的酸組成的銨鹽，一般分解為NH3和相應的酸：NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2ONH4Cl=NH3↑+HCl↑2/6/202356無機及分析化學第十章若酸是不揮發性的，一般分解為NH3和酸或酸式鹽：（NH4）2SO4=NH3↑+NH4HSO4(NH4)3PO4=3NH3↑+H3PO4若酸有氧化性，則分解出來的NH3會立即被氧化成氮或氮的氧化物：NH4NO3(s)=N2O(g)+2H2O2NH4NO3(s)=2N2(g)+4H2O+O2(g)由于分解時產生大量的熱和氣體，故硝酸銨可用于制造炸藥。2/6/202357無機及分析化學第十章7.硝酸及其鹽純硝酸為無色液體，熔點-42℃，沸點83℃。溶有過多NO2的濃HNO3叫發煙硝酸。硝酸可以任何比例與水混合，稀硝酸較穩定，濃硝酸見光或加熱會分解：

4HNO3(濃)=4NO2+O2+2H2O分解產生的NO2溶于濃硝酸中，使它的顏色呈現黃色到紅色。2/6/202358無機及分析化學第十章硝酸是一種強氧化劑，其還原產物相當復雜，不僅與還原劑的本性有關，還與硝酸的濃度有關。硝酸與非金屬硫、磷、碳、硼等反應時，不論濃、稀硝酸，它被還原的產物主要為NO。硝酸與大多數金屬反應時，其還原產物常較復雜，濃硝酸一般皆被硝酸還原到NO2，稀硝酸一般被還原到NO，極稀的硝酸可被還原到NO，N2O直到NH4+。2/6/202359無機及分析化學第十章HNO3的強氧化性質：2/6/202360無機及分析化學第十章

大部分金屬可溶于硝酸，硝酸被還原的程度與金屬的活潑性和硝酸的濃度有關。O2H2NO)Cu(NO)濃(4HNOCu22233+++O4H2NO)3Cu(NO)稀(8HNO3Cu2233+++銅與濃硝酸反應2/6/202361無機及分析化學第十章規律：HNO3越稀，金屬越活潑，HNO3

被還原的氧化值越低。活潑金屬：O2H2NO)Zn(NO)(4HNOZn22233+++濃O4H2NO)3Zn(NO)2:1(HNO83Zn2233+++稀·+OH5ON)4Zn(NO)L,2mol(0HNO14Zn22231-3++較稀O3HNONH)4Zn(NO10):1,(0HNO14Zn234233+++很稀2/6/202362無機及分析化學第十章1體積濃硝酸與3體積濃鹽酸的混合物稱為王水，可溶解金、鉑等惰性貴金屬。2/6/202363無機及分析化學第十章硝酸是工業上重要的三酸（鹽酸、硫酸、硝酸）之一。它是制造化肥、炸藥、染料、人造纖維、藥劑、塑料和分離貴金屬的重要化工原料。硝酸主要通過氨空氣氧化路線生產：4NH3+5O2=

4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO2/6/202364無機及分析化學第十章

硝酸鹽：①易溶于水；②水溶液在酸性條件下才有氧化性，固體在高溫時有氧化性；

③熱穩定性差。

硝酸鹽在高溫時容易放出氧，因此和可燃性物質混合會極迅速地燃燒，則硝酸鹽可用來制造煙火及黑火藥。2/6/202365無機及分析化學第十章9．過氧化氫純過氧化氫為無色粘稠液體，在0.40℃凝固，151℃沸騰，沸騰時伴有爆炸分解。過氧化氫在液態和固態時，由于氫鍵的存在而產生分子的締合。這也是其沸點較高的原因。過氧化氫可以與水以任何比例混溶，其水溶液俗稱雙氧水，在水溶液中表現為一種極弱的二元酸：

H2O2→H++HO2-HO2-→H++O22-2/6/202366無機及分析化學第十章過氧化氫的化學性質除了其弱酸性外，主要表現為氧化還原性。H2O2既可作氧化劑，也可作還原劑。H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O

PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O2MnO4-+5H2O2+16H+=2Mn2++5O2+8H2OCl2+H2O2=2HCl+O2過氧化氫的分解反應也是一個氧化還原反應，而且是一個歧化反應：2H2O2=2H2O+O22/6/202367無機及分析化學第十章過氧化氫是重要的無機化工原料，也是實驗室常用試劑。由于其氧化還原產物為O2或H2O，使用時不會引入其它雜質，所以過氧化氫是一種理想的氧化還原試劑。過氧化氫能將有色物質氧化為無色，所以可用來作漂白劑，它還具有殺菌作用，3%的溶液在醫學上用作消毒劑和食品的防霉劑。90%的H2O2曾作為火箭燃料的氧化劑。過氧化氫消毒劑的應用2/6/202368無機及分析化學第十章10．硫化氫和氫硫酸硫化氫的分子結構與水分子相類似，是一種有毒氣體。空氣中如果含0.1％的H2S就會迅速引起頭疼暈眩等病癥。吸入大量H2S會造成昏迷甚至死亡。經常接觸H2S則會引起慢性中毒。所以在制取和使用H2S時要注意通風。由于H2S的毒性，所以分析化學中常以硫代乙酰胺CH3CSNH2作代用品。硫代乙酰胺乙溶于水，它的水溶液比較穩定，水解極慢，能放置2～3周不變，但水解作用隨著溶液中的酸度或堿度的增加以及溫度升高而加快。水解反應如下：CH3CSNH2+2H2O=CH3COO-+NH4++H2S↑

2/6/202369無機及分析化學第十章硫化氫微溶于水，其溶液稱為氫硫酸。飽和的硫化氫溶液的濃度約為0.1mol·L-1氫硫酸時二元弱酸。硫化氫中硫的氧化數為－2，所以H2S只具有還原性。當硫化氫溶液在空氣中放置時，H2S被空氣中氧所氧化，有硫析出。2H2S+O2=2S↓+2H2O一般來說，S2-易被氧化為單質硫，但強氧化劑可使它氧化成H2SO4：H2S+4Cl2+4H2O=H2SO4+8Cl2/6/202370無機及分析化學第十章11．硫化物

氫硫酸可形成正鹽和酸式鹽，酸式鹽均易溶于水，而正鹽中除堿金屬以外，大多難溶于水，并具有特征的顏色。

根據硫化物在酸中的溶解情況，將其情況分為四類：溶于稀鹽酸（0.3mol·L-1）溶于濃鹽酸溶于濃硝酸溶于王水MnS（肉色）ZnS（白色）CoS（黑色）NiS（黑色）FeS（黑色）SnS（褐色）Sb2S3（橙紅色）SnS2（黃色）Sb2S5（橙紅色）PbS（黑色）CdS（黃色）Bi2S3（暗棕色）CuS（黑色）As2S3（黃色）Ag2S（黑色）As2S5（黃色）HgS（黑色）2/6/202371無機及分析化學第十章硫化物在酸中的溶解情況與其溶度積的大小有一定關系。（1）溶于稀鹽酸（0.3mol.L-1）的硫化物，它們的Kspθ＞10-24，加入稀鹽酸能有效降低S2-濃度，從而促進硫化物溶解：ZnS+2H+=Zn2++H2S↑（2）溶于濃鹽酸的硫化物，它們的Kspθ為10-30～10-25加入濃鹽酸除降低S2-濃度外，還可以降低金屬離子濃度：PbS+4HCl=H2〔PbCl4〕+H2S↑

2/6/202372無機及分析化學第十章（3）溶于濃硝酸的硫化物，它們的Kspθ＜10-30濃硝酸可將S2-氧化，使S2-濃度大大降低（4）溶于王水的硫化物王水是濃硝酸和濃鹽酸的混合物。王水能使S2-氧化，Cl-還能與Hg2+結合，促進硫化物溶解：

2/6/202373無機及分析化學第十章12．硫酸及其鹽純硫酸是無色油狀液體，凝固點和沸點分別為10.4℃和338℃，化學上常利用其高沸點性質將揮發性酸從其鹽溶液中置換出來。例如，濃H2SO4與硝酸鹽作用，可制得易揮發的HNO3。硫酸的化學性質主要表現在以下三個方面：吸水性 濃硫酸能和水結合為一系列的穩定水化物，因此它具有極強的吸水性，常用作干燥劑。它還能從有機化合物中奪取水分子而具脫水性。這一性質常用于炸藥、油漆和一些化學藥品的制造中。2/6/202374無機及分析化學第十章

氧化性 濃硫酸是一種相當強的氧化劑，特別是在加熱時它能氧化很多金屬和非金屬，而其本身被還原為SO2、S或S2-。鐵和鋁易被濃硫酸鈍化，可用來運輸硫酸。

酸性硫酸是二元酸，稀硫酸能完全解離為H+和HSO4－，其二級解離較不完全，Ka2=1.2×10-2。硫酸是化學工業最重要的產品之一，它的用途極廣，硫酸大量用以制造化肥，也大量用于炸藥生產、石油煉制上。硫酸還用來制造其它各種酸、各種礬類及顏料、染料等。

2/6/202375無機及分析化學第十章硫酸能生成兩類鹽：正鹽和酸式鹽。酸式鹽和大多數正鹽均溶于水，但PbSO4,BaSO4,CaSO4的溶解度較小，難溶于水。多數硫酸鹽還具有生成復鹽的傾向，如摩爾鹽(NH4)2SO4·FeSO4·12H2O,鋁鉀礬K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O等。許多硫酸鹽有很多用途，例如Al2(SO4)3是凈水劑、造紙充填劑和媒染劑。CuSO4.5H2O是消毒劑和農藥。FeSO4·7H2O是農藥和治療貧血的藥劑，也是制造藍黑墨水的原料，Na2SO4·10H2O是重要的化學原料等。2/6/202376無機及分析化學第十章此外，還有一種特殊的鹽—硫代硫酸鹽，如硫代硫酸鈉。硫代硫酸鈉常含結晶水，Na2S2O3·5H2O俗名海波或大蘇打。它是無色晶體，無臭，有清涼帶苦的味道，易溶于水，在潮濕的空氣中潮解，在干燥空氣中易風化。Na2S2O3晶體熱穩定性高，在中性或堿性水溶液中也很穩定，但在酸性溶液中易分解：S2O32-+2H+=H2O+S↓+SO2↑Na2S2O3具有還原性，是中等強度的還原劑，例如：Na2S2O3+4Cl2+5H2O=Na2SO4+H2SO4+8HCl2Na2S2O3+I2=2Na2I+Na2S4O62/6/202377無機及分析化學第十章因此，Na2S2O3在紡織、造紙等工業中用作除氯劑；在分析化學中用來測定碘含量。除上述應用外，在照相行業中作定影劑，在采礦業中用來從礦石中萃取銀，在三廢治理中用于處理含CN－的廢水。在醫藥行業中用來做重金屬、砷化物、氰化物的解毒劑。另外，它還應用于制革、電鍍、飲水凈化等方面，也是分析化學中常用的試劑。2/6/202378無機及分析化學第十章13．鹵素單質

鹵素的單質都是以雙原子分子存在的，以X2表示，通常指F2、Cl2、Br2、I2這四種。鹵素在水中的溶解度不大（F2與H2O劇烈反應除外），Cl2、Br2、I2的水溶液分別稱為氯水、溴水和碘水，顏色分別為黃綠色、橙色和棕黃色。鹵素單質在有機溶劑中的溶解度比在水中的溶解度要大得多。如Br2可溶于乙醚、氯仿、乙醇、四氯化碳、二硫化碳等溶劑中。2/6/202379無機及分析化學第十章鹵素單質均有刺激性氣味，強烈刺激眼、鼻、氣管等粘膜，吸入少量時，會引起胸部疼痛和強烈咳嗽；吸入較多蒸氣會發生嚴重中毒，甚至造成死亡。鹵素單質均為活潑的非金屬，氧化性較強，能與金屬、非金屬、水和堿等發生反應，并且鹵素的氧化性越強，所發生的反應就越劇烈。2/6/202380無機及分析化學第十章鹵素單質F2Cl2Br2I2與H2反應反應條件及現象低溫、暗處，劇烈，爆炸強光，爆炸加熱，緩慢強熱，緩慢，同時發生分解HX的穩定性很穩定穩定較不穩定不穩定與水反應反應現象劇烈、爆炸歧化反應，較慢歧化反應，緩慢歧化反應，很慢生成物HF和O2HCl和HClO(Cl2)HBr和HBrO(Br2)HI和HIO（I2）與金屬反應能氧化所有金屬能氧化除Pt、Au以外的金屬能與多數金屬化合，有的需加熱可與多數金屬化合，有的需加熱或催化劑X2的氧化性

逐漸減弱X－的還原性逐漸增強

2/6/202381無機及分析化學第十章鹵素的用途非常廣泛。F2大量用來制取有機氟化物，如高效滅火劉（CF2ClBr、CBr2F2等），殺蟲劑（CCl3F）、塑料（聚四氟乙稀）等。氟碳化合物代紅細胞制劑可作為血液代用品應用于臨床。此外，液態F2還是航天燃料的高能氧化劑。

Cl2是一種重要的化工原料，主要用于鹽酸、農藥、炸藥、有機染料、有機溶劑及化學試劑的制備，用于漂白紙張、布匹等。

Br2是制取有機和無機化合物的工業原料，廣泛用于醫藥、農藥、感光材料、含溴染料、香料等方面。它也是制取催淚性毒氣和高效低毒滅火劑的主要原料。用Br2制取的二溴乙烷（C2H4Br2）是汽油抗震劑中的添加劑。2/6/202382無機及分析化學第十章

I2在醫藥上有重要用途，如制備消毒劑（碘酒）、防腐劑（碘仿CHI3）、鎮痛劑等。碘還用于制造偏光玻璃，在偏光顯微鏡、車燈、車窗上得到應用。碘化銀為照相工業的感光材料，還可作人工降雨的“晶種”。當人體缺碘時，會導致甲狀腺腫大、生長停滯等病癥。2/6/202383無機及分析化學第十章14．鹵化氫和鹵化物鹵化氫（hydrogenhalide）是具有強烈刺激性氣味的無色氣體，易溶于水。鹵化氫的水溶液叫做氫鹵酸。除氫氟酸是弱酸外，其余都是強酸，其酸性按HF-HCl-HBr-HI而遞增。HF幾乎不具有還原性，而其他鹵化氫通常被氧化成鹵素單質。

鹽酸是氫鹵酸中最重要的一種酸。純凈的鹽酸是無色透明液體，有刺激性氣味。工業品因含有鐵離子而顯黃色。市售的濃鹽酸中HCl的質量分數為36%～38%，密度是1.19g·cm－3，工業濃鹽酸含HCl僅32%左右。2/6/202384無機及分析化學第十章鹽酸是三大強酸之一，具有酸的通性，它可以跟活潑金屬、金屬氧化物、堿等反應。此外，鹽酸還具有一定的還原性，它可以跟強氧化劑（如KMnO4）反應：

2/6/202385無機及分析化學第十章鹽酸是一種重要的工業原料和化學試劑，在醫藥、化工、機械、電子、冶金、紡織、皮革及食品工業中，都有著廣泛的用途。例如，在食品工業上常用來制造葡萄糖、醬油、味精等；在機械熱加工中，常用于鋼鐵制品的酸洗以除去鐵銹；在化工工業中，鹽酸常用于制備多種氯化物及其它各種含氯產品。

含氯漂白劑2/6/202386無機及分析化學第十章

鹽酸是通過將制得的氯化氫溶于水中而制備得到的。氯化氫的制備在工業上通常采用直接化合法，即將氯堿工業的副產品氫氣和氯氣，通入合成爐中，讓氫氣流在氯氣中平靜地燃燒生成氯化氫。實驗室中通常是用濃硫酸與氯化鈉在加熱條件下制備氯化氫。H2SO4（濃）+12NaCl=NaHSO4+HCl2/6/202387無機及分析化學第十章氫氟酸能與二氧化硅和硅酸反應：SiO2+4HF=SiF4↑+2H2OCaSiO3+6HF=SiF4↑+CaF2+3H2O上述反應可用來蝕刻玻璃，溶解硅酸鹽。

制備氟化氫以及少量氯化氫，可用濃硫酸與相應的鹵化物如CaF2和NaCl等作用，加熱使鹵化氫氣體從反應的混合物中逸出：H2SO4（濃）+NaCl==NaHSO4+HClNaCl+NaHSO4==Na2SO4+HCl↑2/6/202388無機及分析化學第十章用這種方法不能制取溴化氫和碘化氫，因為HBr，HI的還原性增加，能被濃硫酸進一步氧化成溴或碘，同時還有SO2,H2S等生成：2HBr+H2SO4（濃）=SO2↑+Br2+2H2O8HI+H2SO4（濃）=H2S↑+4I2+4H2O可以用H3PO4來代替硫酸制備HBr或HI：NaBr+H3PO4=NaH2PO4+HBr也可用非金屬鹵化物水解的方法制備HBr或HI：PBr3+3H2O=H3PO3+3HBr↑PI3+3H2O=H3PO3+3HI↑2/6/202389無機及分析化學第十章15．次氯酸及次氯酸鹽

次氯酸（hypochlorousacid）是很弱的酸，Kaθ＝3.98×10－8，比碳酸還弱。且不穩定，有下列兩種分解方式：2HClO=2HCl+O2（次氯酸的殺菌及漂白）3HClO=2HCl+HClO3將氯氣通入冷堿溶液，可生成次氯酸鹽：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O漂白粉是Ca(ClO)2,CaCl2,Ca(OH)2的混合物，其有效成分是Ca(ClO)2。次氯酸鹽的漂白作用主要基于次氯酸的氧化性，所以漂白粉加酸后才能有較好的使用效果。2/6/202390無機及分析化學第十章10.4d區元素10.4.1d區元素的通性d區元素包括IIIB～VIIIB族所有元素，又稱過渡系列元素，四、五、六周期分別稱為第一、第二、第三過渡系列。

1．電子構型d區元素的價電子構型一般為(n-1)1～8ns1～2，與其它四區元素相比，其最大特點是具有未充滿的d軌道（Pd除外）。由于(n-1)d軌道和ns軌道的能量相近，d電子可部分或全部參與化學反應。而其最外層只有1～2個電子，較易失去，因此，d區元素均為金屬元素。2/6/202391無機及分析化學第十章2．物理性質由于d區元素中的d電子可參與成鍵，單質的金屬鍵很強，其金屬單質一般質地堅硬，色澤光亮，是電和熱的良導體，其密度、硬度、熔點、沸點一般較高。在所有元素中，鉻的硬度最大（9），鎢的熔點最高（3407℃），鋨的密度最大（22.61g·cm-3），錸的沸點最高（5687℃）。2/6/202392無機及分析化學第十章3．化學性質d區元素因其特殊的電子構型，從而表現出以下幾方面特性：可變的氧化值由于(n-1)d、ns軌道能量相近，不僅ns電子可作為價電子，(n-1)d電子也可部分或全部作為價電子，因此，該區元素常具有多種氧化值，一般從+2變到和元素所在族數相同的最高氧化值。2/6/202393無機及分析化學第十章較強的配位性由于d區元素的原子或離子具有未充滿的(n-1)d軌道及ns、np空軌道，并且有較大的有效核電荷；同時其原子或離子的半徑又較主族元素為小，因此它們不僅具有接受電子對的空軌道，同時還具有較強的吸引配位體的能力。因而它們有很強的形成配合物的傾向。例如，它們易形成氨配合物、氰基配合物、草酸基配合物等，除此之外，多數元素的中性原子能形成羰基配合物，如Fe(CO)5、Ni(CO)4等，這是該區元素的一大特性。2/6/202394無機及分析化學第十章

離子的顏色d區元素的許多水合離子、配離子常呈現顏色，這主要是由于電子發生d—d躍近所致。具有d、d10構型的離子，不可能發生d—d躍遷，因而是無色的，而具有其它d電子構型的離子一般具有一定的顏色。2/6/202395無機及分析化學第十章10.4.2重要元素及其化合物1．鈦及其合金金屬鈦為銀白色，外觀似鋼。鈦在地殼中的含量占第十位（0.42%），屬于含量較為豐富的金屬元素。鈦的熔點為1680℃，沸點3260℃，密度為4.5g·cm-3。鈦具有特強的抗腐蝕作用，無論在常溫或加熱下，或在任意濃度的硝酸中均不被腐蝕。2/6/202396無機及分析化學第十章鈦的優異性能使之成為理想的結構材料和特殊的功能材料，從而廣泛地應用于現代科技與工業的各個領域。鈦或鈦合金具有強度高、質量輕（僅為鋼材的57%）、抗腐蝕、耐高低溫等優異性能，不僅廣泛用于超音速飛機、導彈、支載火箭和航天器上，也大量應用于石油化工、紡織、冶金機電設備等方面。2/6/202397無機及分析化學第十章鈦或鈦合金的密度與人的骨骼相近，對體內有機物不起化學反應，且親和力強，易為人體所容納，對任何消毒方式都能適應，因而常用于接骨、制造人工關節等。此外，鈦或鈦合金還具有特殊的記憶功能、超導功能和儲氫功能等。2/6/202398無機及分析化學第十章2．鉻的化合物Cr2O3是綠色固體，微溶于水，是兩性氧化物，它能溶于酸或堿：Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2OCr2O3+2NaOH+3H2O=2Na〔Cr(OH)4〕Cr2O3是制備其他鉻化合物的原料，也常作為綠色顏料而廣泛應用于陶瓷、玻璃、涂料、印刷等工業。Cr(OH)3是兩性氫氧化物，易溶于酸形成藍紫色的水合鉻離子〔Cr(H2O)6〕3+，溶于堿生成亮綠色的配離子〔Cr(OH)4〕-：Cr(OH)3+3H+=Cr3++3H2OCr(OH)3+OH-=〔Cr(OH)4〕-2/6/202399無機及分析化學第十章在堿性溶液中，〔Cr(OH)4〕-有較強的還原性。例如，可用H2O2將其氧化成黃色的CrO42-：2〔Cr(OH)4〕-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+8H2O在酸性溶液中，Cr3+比較穩定，需用很強的氧化劑如過硫酸鹽，才能將其氧化為橙紅色的Cr2O72-：2Cr3++3S2O82-+7H2O=Cr2O72-+6SO42-+14H+2/6/2023100無機及分析化學第十章重鉻酸鉀是鉻的重要鹽類，為橙紅色晶體，俗稱紅鉀礬。重鉻酸鉀不含結晶水，低溫時溶解度小，易提純，所以常用作定量分析中的基準物質。重鉻酸鉀在酸性溶液中有強氧化性，是分析化學中常用的氧化劑之一，如：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++5Fe3++7H2OCr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O2/6/2023101無機及分析化學第十章用重鉻酸鉀與濃硫酸可配成鉻酸洗液，它具有強氧化性，是玻璃器皿的高效洗滌劑，多次使用后，轉變為綠色（Cr3+）而失效。重鉻酸鉀不僅是常用的化學試劑，在工業上還大量用于鞣革、印染、電鍍和醫藥等方面。2/6/2023102無機及分析化學第十章3．二氧化錳MnO2是錳最穩定的氧化物。它是自然界中軟錳礦的主要成分。MnO2在中性介質中很穩定，在酸性介質中有較強的氧化性：MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2OEθ=1.23V例如，濃HCl或濃H2SO4與MnO2在加熱時反應：MnO2+4HCl=MnCl2+2H2O+Cl2↑

2MnO2+2H2SO4=2MnSO4+2H2O+O2↑

在堿性條件下，MnO2可以被氧化成錳（Ⅵ），例如，將MnO2和KOH在空氣中加熱共熔，便可得到可溶于水的綠色熔體，把熔體溶于水后，即析出暗綠色的K2MnO4晶體：2MnO2+4KOH+O2=2K2MnO4+2H2O

2/6/2023103無機及分析化學第十章4．高錳酸鉀

高錳酸鉀為紫黑色固體，易溶于水，呈現MnO4-離子的特征顏色即紫紅色。受熱或見光易分解：2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑因此KMnO4固體或配好的KMnO4溶液應保存在棕色瓶中，置陰涼處。2/6/2023104無機及分析化學第十章高錳酸鉀具有氧化性，其氧化能力隨介質的酸堿性減弱而減弱，其還原產物也因介質的酸堿性不同而變化，如KMnO4與Na2SO3的反應：酸性介質：2MnO4-+5SO32-+16H+=2Mn2++5SO42-+8H2O中性介質：2MnO4-+3SO32-+H2O=2MnO2↓+SO42-+2OH-

強堿性介質：2MnO4-+SO32-+2OH-=2MnO42-+SO42-+H2O2/6/2023105無機及分析化學第十章高錳酸鉀的氧化性廣泛應用于分析化學中的定量分析，如Fe2+、C2O42－、H2O2、SO32-等：MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2+8H2O高錳酸鉀在化學工業中用于生產維生素C、糖精等，在輕化工業用作纖維、油脂的漂白和脫色，醫療上用作殺菌消毒劑和防腐劑。在日常生活中可用于飲食用具、器皿、蔬菜、水果等消毒。2/6/2023106無機及分析化學第十章5．鐵純凈的鐵是光亮的銀白色金屬，密度為7.85g·cm-3，熔點1539℃，沸點2500℃。鐵能被磁鐵吸引，在磁場的作用下，鐵自身也能具有磁性。鐵可以與碳及其它一些元素互熔形成合金。純鐵耐蝕能力較強。在干燥的空氣中加熱到150℃也不與氧作用，灼燒到500℃時形成Fe3O4，在更高溫度時，可形成Fe2O3。鐵在570℃左右才能與水蒸氣作用，但是，鐵在潮濕的空氣中即使室溫條件也易生銹。2/6/2023107無機及分析化學第十章

鐵是中等活潑金屬，能溶于稀鹽酸和稀硫酸中，形成Fe2+并放出氫氣。冷的濃硝酸和濃硫酸能使其鈍化。熱的稀硝酸與鐵反應時，若稀硝酸過量，則生成Fe（NO3）3，NO或NH4+；若鐵過量，則生成Fe（NO3）2。在高溫條件下，鐵可以與氯、硫、磷等非金屬直接化合，在1200℃時，鐵與碳形成Fe3C，這是鋼鐵中碳的主要存在形式。

2/6/2023108無機及分析化學第十章鐵及其合金是最基本的金屬結構材料，在工農業生產以及日常生活的各個領域都有非常廣泛的應用。鋼鐵的年產量是一個國家工業化程度的標志之一。2/6/2023109無機及分析化學第十章

5．氯化鈷氯化鈷常含結晶水，最常見的Co（II）鹽是CoCl2·6H2O。干燥的CoCl2具有較強的吸水性，吸水量達飽和時即為粉紅色的CoCl2·6H2O。而其一旦受熱，又會失去結晶水變為藍色的CoCl2。CoCl2·6H2O(粉紅色)←→CoCl2·2H2O(紫色)←→CoCl2·H2O(藍紫色)←→CoCl2(藍色)因此，利用這種性質將CoCl2與硅膠制成變色硅膠，常用作實驗室中的干燥劑。2/6/2023110無機及分析化學第十章10.5ds區元素10.5.1ds區元素的通性ds區元素包括IB、IIB二族元素，主要指銅族（Cu、Ag、Au）和鋅族（Zn、Cd、Hg）六種元素，該區元素處于d區和p區之間，其性質有其獨特之處。1．電子構型ds區元素的價電子構型為（n-1）d10ns1～2，其最外層電子構型與s區相同，但是它們的次外層電子數卻不同。s區元素只有最外層是價電子，原子半徑較大；而ds區元素的最外層s電子和次外層部分的d電子都是價電子，np，nd有空的價電子軌道，原子半徑較小。2/6/2023111無機及分析化學第十章2．物理性質ds區元素都具有特征的顏色，銅呈紫色，銀呈白色，金呈黃色，鋅呈微藍色，鎘和汞呈白色。由于（n-1）d軌道是全充滿的穩定狀態，不參與成鍵，單質內金屬鍵比較弱，因此，與d區元素比較，ds區元素有相對較低的熔、沸點。這種性質鋅族尤為突出，汞（Hg）是常溫下唯一的液態金屬，氣態汞是單原子分子。2/6/2023112無機及分析化學第十章另外，ds區元素大多具有高的延展性、導熱性和導電性。金是一切金屬中延展性最好的，如1克金既能拉成長3Km的絲，也能壓成1.0×10-4mm厚的金箔；而銀在所有金屬中具最好的導電性（銅次之）、導熱性和最低的接觸電阻。2/6/2023113無機及分析化學第十章3．化學性質銅族元素的原子半徑小，ns1電子的活潑性遠小于堿金屬的ns1電子，因此具有極大的穩定性，且單質的穩定性以Cu、Ag、Au的順序增大。銅族元素具有多種氧化值，即它們失去ns電子后，還能繼續失去（n－1）d電子，如Cu2+,Au3+等。銅在干燥的空氣中很穩定，有CO2及潮濕的空氣時，則在表面生成綠色堿式碳酸銅（俗稱“銅綠”）；高溫時，銅能與氧、硫、鹵素直接化合。銅不溶于非氧化性稀酸，但能與HNO3及熱的濃H2SO4作用。2/6/2023114無機及分析化學第十章銀在空氣中穩定，但銀與含硫化氫的空氣接觸時，表面因生成一層Ag2S而發暗，這是銀幣和銀首飾變暗的原因。金是銅族元素中最穩定的，在常溫下它幾乎不與任何其它物質反應，只有強氧化性的“王水”才能溶解它。因此，金是最好的金屬貨幣。2/6/2023115無機及分析化學第十章鋅族元素的性質既不同于銅族元素又不同于堿土金屬。鋅族元素的氧化值一般為+2，只有汞有+1氧化值的化合物，但以雙聚離子Hg22+形式存在，如Hg2Cl2。鋅族元素的化學活潑性比堿土金屬要低得多，依Zn、Cd、Hg順序依次降低。鋅與鋁相似，具有兩性，既可溶