Презентация на тему «Элементы подгруппы медь»

Элементы подгруппы медь

Золото Серебро Медь

Содержание

Золото

Историческая справка Распространение в природе Физические свойства Химические свойства Применение

Атомный номер

79

Атомная масса

196,97

Плотность, кг/м?

19300

Температура плавления, °С

1063

Температура кипения, °С

Теплоемкость, кДж/(кг·°С)

0,13

Электроотрицательность

2,4

Ковалентный радиус, ?

1,34

1-й ионизац. Потенциал, эв

9,22

Историческая справка

Золото было первым металлом, известным человеку. Изделия из Золота найдены в культурных слоях эпохи неолита (5-4-е тысячелетия до н. э.). Алхимики называют Золото "царем металлов" и обозначали его символом Солнца; открытие способов превращения неблагородных металлов в Золото было главной целью алхимии.

Распространение Золота в природе

Среднее содержание Золота в литосфере составляет 4,3·10-7% по массе. В магме и магматических породах Золото рассеяно, но из горячих вод в земной коре образуются гидротермальные месторождения Золота, имеющие важное промышленное значение.В рудах Золото в основном находится в свободном (самородном) состоянии и лишь очень редко обсурьмой, висмутом. разует минералы с селеном, теллуром,

Физические свойства Золота

Золото - мягкий, очень пластичный, тягучий металл, хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химического воздействий. Кристаллическая решетка Золото гранецентрированная кубическая, удельная теплоемкость 132,3 Дж.

Химические свойства Золота

В соединениях Золото имеет валентности 1 и 3 (известны комплексные соединения, в которых Золото 2-валентно). С неметаллами (кроме галогенов) Золото не взаимодействует. С галогенами Золото образует галогениды, например 2Аu + ЗCl2 = 2АuCl3. В смеси соляной и азотной кислот Золото растворяется, образуя золотохлористоводородную кислоту Н[АuСl4]. Для Золота характерна легкая восстановимость его из соединений до металла и способность к комплексообразованию. При нагревании гидрооксид Золота (III) превращается в оксид Золота Аu2О3, который выше 220° разлагается по реакции: 2Au2O3 = 4Au + 3O2. При восстановлении солей Золота хлоридом олова (II) 2АuCl3 + 3SnCl2 = 3SnCl4 + 2Au образуется весьма стойкий пурпуровый коллоидный раствор Золота (кассиев пурпур); это используется в анализе для обнаружения Золота.

Применение Золота

Золото в условиях товарного производства выполняет функцию денег. В технике Золото применяют в виде сплавов с других металлами, что повышает прочность и твердость Золота и позволяет экономить его. Содержание Золота в сплавах, применяемых для изготовления ювелирных изделий, монет, медалей, полуфабрикатов зубопротезного производства и т. д., выражают пробой; обычно добавкой служит медь (так называемая лигатура). В сплаве с платиной Золото используется в производстве химически стойкой аппаратуры, в сплаве с платиной и серебром - в электротехнике. Соединения Золота используют в фотографии (тонирование).

Серебро

Распространение в природе Физические свойства Химические свойства Применение

Атомный номер

47

Атомная масса

107,87

Плотность, кг/м?

10500

Температура плавления, °С

960,8

Температура кипения, °С

Теплоемкость, кДж/(кг·°С)

0,234

Электроотрицательность

1,9

Ковалентный радиус, ?

1,34

1-й ионизац. Потенциал, эв

7,58

Распространение Серебра в природе

Среднее содержание Серебра в земной коре (кларк) 7·10-6% по массе. Встречается преимущественно в средне- и низкотемпературных гидротермальных месторождениях, в зоне обогащения сульфидных месторождений, изредка - в осадочных породах (среди песчаников, содержащих углистое вещество) и россыпях. Известно свыше 50 минералов Серебра. В биосфере Серебро в основном рассеивается, в морской воде его содержание 3·10-8%. Серебро - один из наиболее дефицитных элементов.

Физические свойства Серебра

Серебро имеет гране-центрированную кубич. решетку. Серебро обладает наивысшими среди металлов удельной электропроводностью 6297 сим/м (62,97 ом-1·см-1) при 25 °С.Удельная теплоемкость 234,46 дж/(кг·К), удельное электросопротивление 15,9 ном·м (1,59 мком·см) при 20 °С. Серебро диамагнитно с атомной магнитной восприимчивостью при комнатной температуре -21,56·10-6.

Химические свойства Серебра

Серебро проявляет химические свойства, характерные для элементов Iб подгруппы периодической системы Менделеева. В соединениях обычно одновалентно. При обычной температуре Ag не взаимодействует с О2, N2 и Н2. При действии свободных галогенов и серы на поверхности Серебра образуется защитная пленка малорастворимых галогенидов и сульфида Ag2S . Под влиянием сероводорода H2S, находящегося в атмосфере, на поверхности серебряных изделий образуется Ag2S в виде тонкой пленки, чем объясняется потемнение этих изделий. Из оксидов Серебра устойчивыми являются оксид (I) Ag2O и оксид (II) AgO. В отсутствие окислителей при обычной температуре НCl, HBr, HI не взаимодействуют с Серебром благодаря образованию на поверхности металла защитной пленки малорастворимых галогенидов. Большинство солей Серебра, кроме AgNO3, AgF, AgClO4, обладают малой растворимостью. Серебро образует комплексные соединения, большей частью растворимые в воде. Многие из них имеют практическое значение в химические технологии и аналитической химии, например комплексные ионы [Ag(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+, [Ag(SCN)2]-.

Применение Серебра

Серебро используют преимущественно в виде сплавов: из них чеканят монеты, изготовляют бытовые изделия, лабораторную и столовую посуду. Серебро покрывают радиодетали для придания им лучшей электропроводности и коррозионной стойкости; в электротехнической промышленности применяются серебряные контакты. Металлическое Серебро идет на изготовление электродов для серебряно-цинковых и серебряно-кадмиевых аккумуляторов. Оно служит катализатором в неорганических и органических синтезе. В пищевой промышленности применяются серебряные аппараты, в которых приготовляют фруктовые соки. Ионы Серебра в малых концентрациях стерилизуют воду. Соединения Серебра (AgBr, AgCl, AgI) применяются для производства кино- и фотоматериалов.

Медь

Историческая справка Распространение в природе Физические свойства Химические свойства Применение

Атомный номер

29

Атомная масса

63,546

Плотность, кг/м?

8960

Температура плавления, °С

1083

Температура кипения, °С

Теплоемкость, кДж/(кг·°С)

0,385

Электроотрицательность

1,9

Ковалентный радиус, ?

1,17

1-й ионизац. Потенциал, эв

7,73

Историческая справка

Медь относится к числу металлов, известных с глубокой древности. Раннему знакомству человека с Медью способствовало то, что она встречается в природе в свободном состоянии в виде самородков, которые иногда достигают значительных размеров. Медь и ее сплавы сыграли большую роль в развитии материальной культуры. Благодаря легкой восстановимости оксидов и карбонатов Медь была, по-видимому, первым металлом, который человек научился восстановлять из кислородных соединений, содержащихся в рудах. Латинское название Меди происходит от названия острова Кипр, где древние греки добывали медную руду. В древности для обработки скальной породы ее нагревали на костре и быстро охлаждали.

Распространение Меди в природе

Медь - важный элемент жизни, она участвует во многих физиологических процессах. Среднее содержание Меди в земной коре (кларк) 4,7·10-3 %. В таежных и других ландшафтах влажного климата Медь сравнительно легко выщелачивается из кислых почв, здесь местами наблюдается дефицит Меди и связанные с ним болезни растений и животных (особенно на песках и торфяниках). В степях и пустынях (с характерными для них слабощелочными растворами) Медь малоподвижна; на участках месторождений Медь наблюдается ее избыток в почвах и растениях, отчего болеют домашние животные. В речной воде очень мало Меди, 1·10-7%. В морях прошлых геологических эпох местами происходило значительное накопление Меди в илах, приведшее к образованию месторождений (например, Мансфельд в Германии). Медь энергично мигрирует и в подземных водах биосферы, с этими процессами связано накопление руд Меди в песчаниках.

Физические свойства Меди

Цвет Меди красный, в изломе розовый, при просвечивании в тонких слоях зеленовато-голубой. Металл имеет гранецентрированную кубическую решетку.Наиболее важные и широко используемые свойства Меди: высокая теплопроводность - при 20 °С 394,279 вт/(м·К.); малое электрическое сопротивление - при 20 °С 1,68·10-8 ом·м. Медь диамагнитна; атомная магнитная восприимчивость 5,27·10-6. Твердость Меди по Бринеллю 350 Мн/м2 (т. е. 35 кгс/мм2); предел прочности при растяжении 220 Мн/м2 (т. е. 22 кгс/мм2); относительное удлинение 60%, модуль упругости 132·103 Мн/м2(т.е. 13,2·103 кгс/мм2).

Химические свойства Меди

По химическим свойствам Медь занимает промежуточное положение между элементами первой триады VIII группы и щелочными элементами I группы системы Менделеева. Медь, как и Fe, Co, Ni, склонна к комплексообразованию, дает окрашенные соединения, нерастворимые сульфиды и т. д. Так, Медь образует ряд одновалентных соединений, однако для нее более характерно 2-валентное состояние.Известны также соединения, в которых Медь 3-валентна. Химическая активность Меди невелика. Компактный металл при температурах ниже 185 °С с сухим воздухом и кислородом не взаимодействует. В присутствии влаги и СО2 на поверхности Меди образуется зеленая пленка основного карбоната. При нагревании Меди на воздухе идет поверхностное окисление; ниже 375 °С образуется СuО, а в интервале 375-1100 °С при неполном окислении Медь - двухслойная окалина, в поверхностном слое которой находится СuО, а во внутреннем - Сu2О. Влажный хлор взаимодействует с Медью уже при обычной температуре, образуя хлорид СuCl2, хорошо растворимый в воде. Медь легко соединяется и с других галогенами. Особое сродство проявляет Медь к сере и селену; так, она горит в парах серы. С водородом, азотом и углеродом Медь не реагирует даже при высоких температурах. Растворимость водорода в твердой Медь незначительна и при 400 °С составляет 0,06 мг в 100 г Меди. Водород и других горючие газы (СО, СН4), действуя при высокой температуре на слитки Меди, содержащие Сu2О, восстановляют ее до металла с образованием СО2 и водяного пара. Эти продукты, будучи нерастворимыми в Меди, выделяются из нее, вызывая появление трещин, что резко ухудшает механические свойства Меди. Медь в двух- и одновалентном состоянии образует многочисленные весьма устойчивые комплексные соединения. Примеры комплексных соединений одновалентной Меди: (NH4)2CuBr3; K3Cu(CN)4- комплексы типа двойных солей; [Cu{SC(NH2)}2]Cl и другие. Примеры комплексных соединений 2-валентной Меди: CsCuCl3, K2CuCl4 - тип двойных солей.

Применение Меди

Медь как художественный материал используется с медного века (украшения, скульптура, утварь, посуда). Изделия из Меди отличаются красотой золотистых или красноватых тонов, а также свойством обретать блеск при шлифовке. Медь нередко золотят, патинируют, тонируют, украшают эмалью. С 15 века Медь применяется также для изготовления печатных форм.

Большая роль Меди в технике обусловлена рядом ее ценных свойств и прежде всего высокой электропроводностью, пластичностью, теплопроводностью. Благодаря этим свойствам Медь - основные материал для проводов; свыше 50% добываемой Меди применяют в электротехнической промышленности.Около 30-40% Меди используют в виде различных сплавов, среди которых наибольшее значение имеют латуни (от 0 до 50% Zn) и различные виды бронз: оловянистые, алюминиевые, свинцовистые, бериллиевые и т. д. Кроме нужд тяжелой промышленности, связи, транспорта, некоторое количество Меди (главным образом в виде солей) потребляется для приготовления минеральных пигментов, борьбы с вредителями и болезнями растений, в качестве микроудобрений, катализаторов окислительных процессов, а также в кожевенной и меховой промышленности и при производстве искусственного шелка.