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锌族元素单质的性质

时间:2022-08-23 百科知识 版权反馈
【摘要】:汞是常温下唯一的液体金属,有流动性。锌族元素的价电子构型为(n-1)d10ns2,最外层有2个s电子,次外层具有18个电子,达到稳定结构,不参与成键,故锌族元素的性质与其他最外层只有2个电子的过渡元素和 ⅡA族元素有较大区别,而与p区金属元素接近。锌的化学活泼性和镁相近,在加热的条件下可以与绝大多数的非金属发生化学反应。在普通条件下,锌与卤素作用缓慢,把锌粉与硫黄共热可形成硫化锌。

游离状态的锌、镉、汞都是银白色金属,其中锌略带蓝色。锌族金属的特点主要表现为低熔点和低沸点,并依Zn—Cd—Hg的顺序下降。汞是常温下唯一的液体金属,有流动性

锌、镉、汞之间以及与其他金属容易形成合金。汞可以溶解许多金属,如Na、K、Ag、Au、Zn、Cd、Sn、Pb等而形成汞齐,因组成不同,汞齐可以呈液态和固态。

汞蒸气有毒,其化合物大多有毒,空气中的允许浓度为0.1mg·m-3。因此储藏汞必须密封。使用汞时万一洒落务必尽量收集起来,对于遗留在缝隙处的汞,立即用硫粉覆盖,使汞转化成难溶的、毒性小的HgS。

锌族元素的价电子构型为(n-1)d10ns2,最外层有2个s电子,次外层具有18个电子,达到稳定结构,不参与成键,故锌族元素的性质与其他最外层只有2个电子的过渡元素和 ⅡA族元素有较大区别,而与p区(四、五、六周期)金属元素接近。它们的特征氧化态为+2,汞有+1(总是以双聚离子[-Hg-Hg-]2+形式存在),由于不存在d-d电子跃迁,离子的水溶液是无色的。

锌的化学活泼性和镁相近,在加热的条件下可以与绝大多数的非金属发生化学反应。在普通条件下,锌与卤素作用缓慢,把锌粉与硫黄共热可形成硫化锌。在含氧的潮湿空气中,锌表面会形成一层碱式碳酸锌ZnCO3·Zn(OH)2,这层薄膜较紧密,可作保护膜。

锌族元素的电势图如下:

锌与铝相似,具有两性,还可溶于碱:

与铝不同的是,锌与氨水能形成配离子而溶解:

Zn(s)+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2

镉也能置换出非氧化性酸中的氢,但汞不能。镉与硝酸的反应与锌类似,但金属镉不溶于强碱。

汞与浓HNO3、热浓H2SO4反应形成+2氧化态的汞盐Hg(NO3)2、HgSO4

3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO(g)+4H2O

Hg+2H2SO4=HgSO4+SO2(g)+2H2O

汞与硫黄粉研磨即能形成硫化汞,这种反常的活泼性是由于汞是液态,研磨时汞与硫的接触面增大,反应就较容易进行。

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