ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.04.2021
Просмотров: 1860
Скачиваний: 4
71
HgS + Fe
→
FeS + Hg
Физические
свойства
Для
цинка
и
кадмия
характерна
ГЦК
-
структура
.
Полностью
запол
-
ненные
d-
орбитали
не
способны
вносить
ковалентный
вклад
в
металличе
-
скую
связь
,
поэтому
она
обеспечивается
только
внешними
электронами
и
ослаблена
.
Следовательно
,
характерна
небольшая
энергия
кристалличе
-
ской
решетки
,
низкая
температура
плавления
,
которая
понижается
вниз
по
группе
.
Необычайно
низкая
температура
плавления
Hg
объясняется
нали
-
чием
6
s
2
-
инертной
электронной
пары
и
ее
неспособностью
участвовать
в
формировании
металлической
связи
.
Следовательно
,
исключительно
вы
-
сокое
сопротивление
среди
металлов
. Hg
кристаллизуется
при
–39
°
С
,
об
-
разуя
ромбоэдрические
кристаллы
,
при
–194
°
С
образуется
тетрагональная
модификация
с
ОЦК
-
структурой
.
Химические
свойства
В
ряду
напряжений
цинк
и
кадмий
стоят
до
водорода
,
ртуть
–
после
,
соответственно
активность
металлов
убывает
вниз
по
группе
. Zn
на
возду
-
хе
покрывается
тонким
слоем
ZnO, Cd
и
Hg –
устойчивы
,
в
реакцию
с
О
2
с
образованием
MeO
они
вступают
при
350
°
С
.
При
повышенной
температу
-
ре
Zn
и
Cd
реагируют
с
галогенами
,
серой
,
фосфором
.
Ртуть
образует
HgHal
2
и
HgS
уже
при
комнатной
температуре
,
с
фосфором
не
взаимодей
-
ствует
.
Металлы
II
В
группы
напрямую
не
реагируют
с
H
2
,
гидриды
получа
-
ют
косвенным
путем
:
LiH + ZnBr
2
= ZnH
2
+ 2LiBr
CdI
2
+ 2LiAlH
4
= CdH
2
+ 2AlH
3
+ 2LiH
Цинк
образует
также
комплексные
гидриды
: LiZnH
3
, Li
2
ZnH
4
,
Li
3
ZnH
5
. CdH
2
и
HgH
2
чрезвычайно
неустойчивы
.
Характерно
взаимодействие
с
кислотами
–
неокислителями
:
Cd + H
2
SO
4(20 %)
= CdSO
4
+ H
2
↑
При
температуре
красного
каления
цинк
взаимодействует
с
водяным
паром
:
Zn + H
2
O
→
ZnO + H
2
С
кислотами
–
окислителями
состав
продуктов
определяется
концен
-
трацией
раствора
:
Zn + 4HNO
3(
конц
.)
= Zn(NO
3
)
2
+ 2NO
2
↑
+ 2H
2
O
3Zn + 8HNO
3(40 %)
= 3Zn(NO
3
)
2
+ 2NO
↑
+ 4H
2
O
4Zn + 10HNO
3(20 %)
= 4Zn(NO
3
)
2
+ N
2
O
↑
+ 5H
2
O
5Zn + 12HNO
3(6 %)
= 5Zn(NO
3
)
2
+ N
2
↑
+ 6H
2
O
4Zn + 10HNO
3(0,5 %)
= 4Zn(NO
3
)
2
+ NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
Н
g
стоит
в
ряду
напряжений
правее
водорода
и
не
восстанавливает
H
+
.
С
серной
кислотой
реагирует
при
нагревании
:
Hg + 2H
2
SO
4(
конц
.)
→
HgSO
4
+ SO
2
↑
+ 2H
2
O
Hg + 4HNO
3(
конц
.)
= Hg(NO
3
)
2
+ 2NO
2
↑
+ H
2
O
6Hg
(
губ
)
+ 8HNO
3(30%)
= 3Hg
2
(NO
3
)
2
+ 2NO
↑
+ 4H
2
O
3Hg + 6HCl
(
конц
.)
+ 2HNO
3(
конц
.)
→
3HgCl
2
+ 2NO
↑
+ 4H
2
O
С
растворами
щелочей
взаимодействует
только
цинк
:
Zn + 2NaOH + 2H
2
O = Na
2
[Zn(OH)
4
] + H
2
↑
В
щелочной
среде
Zn –
очень
сильный
восстановитель
:
4Zn + NaNO
3
+ 7NaOH + 6H
2
O = 4Na
2
[Zn(OH)
4
] + NH
3
В
растворах
аммиака
:
Zn + 4NH
3
⋅
H
2
O = [Zn(NH
3
)
4
](OH)
2
+ H
2
↑
+ 2H
2
O
8.2.
Соединения
элементов
IIB-
группы
Оксиды
Оксиды
состава
MeO. ZnO
образуется
при
прокаливании
Zn
на
воз
-
духе
и
при
термическом
разложении
его
солей
.
При
нагревании
желтеет
из
-
за
образования
нестехиометрической
фазы
ZnO
1-
х
.
При
прокаливании
CdO
также
окраска
становится
более
интенсивной
. ZnO
имеет
решетку
ти
-
па
вюрцита
, CdO –
типа
NaCl, HgO –
зигзагообразные
цепи
Hg–O···Hg–O···.
Получение
оксидов
:
ZnCO
3
→
ZnO + CO
2
Cd(OH)
2
→
CdO + H
2
O
2Hg + O
2
= 2HgO
HgCl
2
+ 2NaOH = HgO
↓
+ 2NaCl + H
2
O
HgO
термически
неустойчив
,
разлагается
выше
400 º
С
HgO –
красная
и
желтая
модифи
-
кации
,
они
отличаются
лишь
размером
частиц
.
Известна
еще
красная
ромбоэд
-
рическая
форма
.
Оксиды
Zn, Cd, Hg
практически
нерастворимы
в
H
2
O
и
не
взаимодейст
-
вуют
с
ней
,
реагируют
с
кислотами
:
Рис
. 37.
Строение
HgO
HgO + 2HCl = HgCl
2
+ H
2
O
ZnO
амфотерен
,
легко
растворяется
в
растворах
щелочей
: [Zn(OH)
3
]
-
и
[Zn(OH)
4
]
2-
.
Оксид
кадмия
образует
гидроксокомплексы
лишь
в
очень
крепких
щелочных
растворах
[Cd(OH)
4
]
2-
. HgO c
растворами
щелочей
не
взаимо
-
72
73
действует
.
Таким
образом
,
основные
свойства
усиливаются
вниз
по
груп
-
пе
.
Окислительные
свойства
оксидов
усиливаются
вниз
по
группе
: HgO
выше
400 º
С
разлагается
даже
без
участия
восстановителя
.
В
кислородных
соединениях
Zn
и
Cd
проявляют
степень
окисления
+2,
для
ртути
известны
катионы
Hg
2
2+
, Hg
3
2+
, Hg
4
2+
,
входящие
в
состав
солей
.
Пероксиды
Меркураты
Me
2
I
HgO
2
получают
нагреванием
HgO
с
пероксидами
и
надпероксидами
щелочных
металлов
.
Цинкаты
и
кадматы
–
сплавлением
оксидов
и
карбонатов
: Na
2
MeO
2
, Na
2
Me
2
O
3
, Na
6
MeO
4
.
Пероксиды
образу
-
ются
при
действии
H
2
O
2
на
соли
металлов
II
В
группы
,
при
нагревании
или
при
ударе
разлагаются
со
взрывом
.
Гидроксиды
В
водных
растворах
солей
Zn
и
С
d
преобладают
[M(H
2
O)
6
]
2+
.
Слабо
-
кислая
среда
возникает
вследствие
гидролиза
:
[M(H
2
O)
6
]
2+
R
[M(H
2
O)
5
(OH)]
+
+ H
+
MeSO
4
+ 2NaOH = Me(OH)
2
↓
+ Na
2
SO
4
(Me = Zn, Cd)
Процесс
проходит
через
стадию
образования
основных
солей
.
В
из
-
бытке
щелочи
:
Zn(OH)
2
+ NaOH + H
2
O = Na[Zn(OH)
3
(H
2
O)]
Cd(OH)
2
–
лишь
в
очень
концентрированных
растворах
.
Соединения
ртути
в
водных
растворах
сильно
гидролизованы
:
[Hg(H
2
O)
6
]
2+
R
[Hg(H
2
O)
5
(OH)]
+
+ H
+
Гидроксид
ртути
(II)
не
известен
,
гидролиз
солей
сопровождается
образованием
полиядерных
гидроксо
-
и
оксокатионов
: [Hg
2
(OH)(H
2
O)
2
]
3+
,
[Hg
3
O(H
2
O)
3
]
4+
, [Hg
4
O(OH)(H
2
O)
3
]
5+
.
Конечный
продукт
гидролиза
–
HgO.
Степень
окисления
+1
для
ртути
представлена
соединениями
,
содер
-
жащими
кластерные
группировки
,
наиболее
стабильны
биядерные
Hg
2
2+
.
Их
образование
обусловлено
высокой
устойчивостью
6
s
2
электронной
па
-
ры
и
стремлением
атома
Hg
сохранить
эту
пару
хотя
бы
в
виде
ковалент
-
ной
связи
,
принадлежащей
одновременно
обоим
атомам
:
Hg
2
2+
+ 2OH
-
= Hg
↓
+ HgO
↓
+ H
2
O
Ион
диртути
(I)
в
форме
аквакомплекса
[H
2
O–Hg–Hg–OH
2
]
2+
только
при
стандартных
условиях
устойчив
к
диспропорционированию
.
Соли
и
комплексы
Соединения
Hg(I)
Соли
Hg(I)
устойчивы
лишь
с
анионами
кислородсодержащих
ки
-
слот
,
хлоридами
и
бромидами
. Hg
2
(NO
3
)
2
(H
2
O)
2
кристаллизуется
из
рас
-
творов
,
полученных
взаимодействием
избытка
Hg
с
разбавленной
HNO
3
–
на
холоду
,
медленно
.
При
высокой
температуре
разлагается
на
HgO, NO
2
и
H
2
O:
Hg
2
(NO
3
)
2
+ 4HNO
3(
конц
.)
= 2Hg(NO
3
)
2
+ 2NO
2
↑
+ 2H
2
O
Существуют
также
Hg
2
CO
3
(Hg
2
(NO
3
)
2
+ Na
2
CO
3
)
и
Hg
2
CrO
4
(Na
2
CrO
4
+ Hg
2
(NO
3
)
2
).
Комплексы
Hg(I)
получены
лишь
с
азотдонорными
лигандами
типа
пиридина
.
Существуют
соединения
ртути
с
катионами
Hg
n
2+
c
дробными
степенями
окисления
:
3Hg + 3AsF
5
= Hg
3
(AsF
6
)
2
+ AsF
3
4Hg + 3AsF
5
= Hg
4
(AsF
6
)
2
+ AsF
3
В
сильнокислых
неводных
растворителях
в
присутствии
ряда
анио
-
нов
образуются
линейные
катионы
Hg
n
2+
из
связанных
между
собой
атомов
ртути
,
находящихся
в
дробных
степенях
окисления
(
рис
. 38).
Рис
. 38.
Соединения
ртути
в
низких
степенях
окисления
:
а
–
линейные
катионы
Hg
4
2+
в
структуре
Hg
4
(AsF
6
)
2
;
б
–
бесконечные
разупорядоченные
цепочки
из
атомов
ртути
в
Hg
3-x
AsF
6
;
в
–
гексагональные
слои
Hg
n
в
структуре
Hg
3
NbF
6
Степень
окисления
+1
для
Zn
и
С
d
не
характерна
,
однако
есть
сведе
-
ния
,
например
,
о
Cd
2
(AlCl
4
)
2
.
Степень
окисления
+2
Соединения
в
степени
окисления
+2
характерны
для
всех
элементов
IIB
группы
.
Эта
степень
окисления
соответствует
конфигурации
d
10
.
Соли
Zn
и
Cd c
анионами
кислородсодержащих
кислот
,
как
правило
,
изоморфны
солям
Mg,
но
менее
устойчивы
.
Малорастворимы
сульфиды
,
фосфаты
,
74
75
карбонаты
,
оксалаты
,
силикаты
и
сульфиты
.
Безводные
карбонаты
,
суль
-
фаты
,
нитраты
термически
разлагаются
до
оксидов
. ZnSO
4
·7H
2
O –
цинко
-
вый
купорос
,
выделяется
из
растворов
,
полученных
взаимодействием
Zn
с
Н
2
SO
4
.
Оксиды
рутути
и
кадмия
–
это
основные
оксиды
,
оксид
цинка
ам
-
фотерен
.
ZnO + Na
2
S
2
O
7
→
Na
2
[Zn(SO
4
)
2
]
При
растворении
карбонатов
или
гидроксидов
в
HNO
3
образуются
Zn(NO
3
)
2
·6H
2
O; Cd(NO
3
)
2
·4H
2
O.
Соединения
Zn(II)
в
гораздо
большей
сте
-
пени
ковалентны
,
чем
Cd(II)
из
-
за
меньшего
ионного
радиуса
Zn
2+
при
од
-
ном
и
том
же
типе
оболочки
.
Поэтому
комплексные
соединения
Zn
более
устойчивы
,
чем
Cd.
Zn(OH)
2
+ 4NH
3
= [Zn(NH
3
)
4
](OH)
2
К
у
= 5,6·10
12
С
d(OH)
2
+ 6NH
3
= [Cd(NH
3
)
6
](OH)
2
К
у
= 3,6·10
4
При
кипячении
и
разбавлении
водой
разрушается
лишь
кадмиевый
комплекс
и
выпадает
Cd(OH)
2
.
Zn
и
Cd,
подобно
Mg,
образуют
двойные
соли
типа
шёнитов
:
Me
2
I
SO
4
·ZnSO
4
·6H
2
O.
Соли
Hg(II)
в
водных
растворах
сильно
гидролизованы
:
[Hg(H
2
O)
6
]
2+
R
[Hg(H
2
O)
5
(OH)]
+
+ H
+
Гидролиз
сопровождается
образованием
полиядерных
гидроксо
-
и
оксокатионов
.
Соединения
ртути
(II)
Известны
соли
ртути
(II)
с
сильными
кислородсодержащими
кисло
-
тами
,
например
, Hg(NO
3
)
2
·H
2
O
получается
растворением
Hg
в
избытке
концентрированной
HNO
3
.
Аналогично
получают
HgSO
4
.
Соли
слабых
ки
-
слот
–
Н
2
СО
3
,
Н
2
Si
О
3
,
Н
2
S
О
3
–
малоустойчивы
или
неизвестны
.
Более
,
чем
сульфит
,
устойчива
комплексная
соль
Na
2
[Hg(SO
3
)
2
].
Известны
фосфаты
:
Hg(PO
4
)
2
, HgHPO
4
, Hg
2
P
2
O
7
.
Соединения
Hg(II)
проявляют
окислительные
свойства
:
HgSO
4
+ 2FeSO
4
= Fe
2
(SO
4
)
3
+ Hg
↓
Hg(NO
3
)
2
+ Cu = Cu(NO
3
)
2
+ Hg
↓
Hg(NO
3
)
2
+ Hg = Hg
2
(NO
3
)
2
Комплексообразование
HgCl
2
+ 2NH
3
→
[Hg(NH
3
)
2
]Cl
2
↓
В
отсутствие
ионов
NH
4
+
:
HgCl
2
+ 2NH
3
→
[HgNH
2
]Cl
↓
+ NH
4
Cl
HgCl
2
+ NH
3
+ HgO
→
[HgNH]Cl
2
↓
+ H
2
O
Hg
2+
+ C
6
H
6
↔
[HgC
6
H
6
]
2+
Вообще
имеется
большое
число
ртутьорганических
соединений
.
Галогениды
и
галогенидные
комплексы