Свойства элементов подгруппы меди - Реферат

Менделеева образуют медь, серебро и золото (подгруппа меди). Медь - происхождение русского названия не установлено. Если содержание самой меди в земной коре оценивается еще довольно большой величиной - 0,003%, то доля серебра составляет уже только 2?10-6 %, а золота - 5?10-8 %. Природная медь слагается из изотопов 63Cu (69,1 %) и 65Cu (30,9 %), серебро - из изотопов 107Ag (51,35 %) и 109Ag (48,65 %), тогда как золото является “чистым” элементом (197Au). В основном состоянии элементы подгруппы меди имеют строение внешних электронных оболочек 3d104s1 (Cu), 4d105s1 (Ag), 5d106s1 (Au) и одновалентны.медь серебро золото элемент В атомах элементов должны находиться по 9 d-электронов. Однако, поскольку d-подуровень близок к завершению, энергетически оказывается более выгодным переход одного s-электрона в d-состояние (таблица 1.1). Поэтому энергетическое состояние валентных электронов выражается общей формулой (n - 1)d10ns1 («провал» электрона). У элементов подгруппы меди в образовании химической связи могут участвовать s-электрон внешнего энергетического уровня и 1 или 2 d-электрона предвнешнего энергетического уровня.Среди элементов данной подгруппы наиболее распространенной является медь, а серебро и золото - редкие элементы. Медь, серебро и золото встречаются в природе, как в самородном состоянии, так и в виде соединений (таблица 1.2). Чистое серебро сопутствует золоту. Золото в природе чаще встречается в самородном состоянии.Большинство металлов подгруппы меди получают обжигом сульфидов и дальнейшим их восстановлением: Cu2O C = 2Cu CO Процесс извлечения меди из халькопирита можно выразить суммарной реакцией: 2CUFES2 5O2 2SIO2 = 2Cu 2FESIO3 4SO2 Гидрометаллургические методы получения меди основаны на растворении минералов, содержащих медь, в разбавленных растворах H2SO4 или NH3.Они отличаются высокой плотностью, тепло-и электропроводностью. Металлы подгруппы меди обладают высокими температурами кипения и плавления (таблица 1.3), а также высокой (особенно золото) пластичностью. Они превосходят другие металлы по тепло-и электропроводности, а именно, серебро и медь занимают по этим показателям I и II места среди металлов. На воздухе медь окисляется, покрываясь зелено-серой пленкой CUCO3 ? Cu(OH)2, серебро и золото устойчивы к окислению кислородом: 2Cu O2 CO2 H2O = (CUOH)2CO3В ряду напряжений, металлов золото располагается правее водорода, причем дальше всех остальных металлов. Поэтому в растворе соляной, серной и других кислот при отсутствии окислителей золото не растворяется. Со своими ближайшими аналогами Д серебром и медью Д золото образует непрерывные твердые растворы, аналогичный характер взаимодействия наблюдается при сплавленнн золота с некоторыми элементами VIII группы Д платиной и палладием. В системах золото Д медь и золото Д платина непрерывные твердые растворы существуют лишь при высоких температурах, при понижении температуры наблюдается их распад с образованием упорядоченных металлических соединений, так называемых фаз Курнакова. Так, золото образует широкие области ограниченных твердых растворов с металлами ПА подгруппы (цинком, кадмием, ртутью), IIIA подгруппы (алюминием, галлием, индием), IVA подгруппы (германием, оловом, свинцом) и VA подгруппы (мышьяком, сурьмой).Медь, серебро и золото образуют оксиды состава , где они проявляют низшую степень окисления 1, которым соответствуют гидроксиды - основания средней силы. Гидроксид CUOH образуется при действии щелочи на соли Cu . Поэтому при действии щелочей на растворы солей серебра (I) образуется оксид Ag2O, а не AGOH: 2AGNO3 2NAOH = Ag2O 2NANO3 H2O В реакциях с пероксидом водорода, арсином, альдегидами, иодидом калия и соединениями марганца (II) в растворе аммиака восстанавливается серебро. Качественная реакция на соединения меди (II) протекает с альдегидами, например глюкозой, при нагревании с образованием сначала желто-оранжевого осадка гидроксида меди (I), а затем красного осадка Cu2O.Все соли меди ядовиты, раздражают слизитые, поражают желудочно-кишечный тракт, вызывают тошноту, рвоту, заболевание печени. При вдыхании пыли меди развивается хроническое отравлении. При попадании растворимых соединений серебра на кожу и слизистые оболочки происходит восстановление серебра до серо-черного коллоидного металла.Медь, серебро и золото находят применение как в индивидуальном состоянии, так и в виде сплавов: латунь (40 - 50% Zn, остальное - Cu) - гильзы боеприпасов; Линии высоковольтных передач изготавливают из сплавов Cu - Zn - Cd, отличающихся значительной прочностью и твердостью. Свыше 50% меди используется в электрохимической промышленности. Сплавы меди с другими металлами широко применяются в машиностроительной промышленности, в судостроении, в электротехнике (в качестве полупроводниковых материалов - Cu2O и CUO), энергетической промышленности, стекольной промышленности для окраски стекол в красный цвет. Соли меди - минеральные краски различных цветов.Медь - биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. Ежедневно

Содержание

Введение

1. Атомные свойства

2. Нахождение в природе

3. Получение

4. Физические свойства

5. Химические свойства простых веществ

6. Свойства соединений меди, серебра и золота

7. Токсичные свойства меди, серебра, золота и их соединений

8. Применение меди, серебра, золота и их соединений

Заключение

Список литературы

Побочную подгруппу I группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева образуют медь, серебро и золото (подгруппа меди).

Медь - происхождение русского названия не установлено. Лат. Cuprum (Cu) - от греч. купрос (название о. Кипр); по месту добычи медных руд.

Медь известна человечеству с древнейших времен (5000-3500 лет до н.э.). Подробно описаны ее свойства Агриколой (1550-1556 г.г.), Василием Валентином (1599-1602 г.г.). Сплавы меди сыграли заметную роль в развитии цивилизации.

Серебро - возможно, от ассир. сарпу (светлый); по цвету металла. Лат. Argentum (Ag) от греч. аргос (белый, восходит к санскр. арганта - светлый).

Серебро было известно уже с 5000 - 4000 г.г., вновь открыто В. Бирингуччо (1560 г.), Агриколой (1550 - 1556).

Золото - одного корня с русск. желтый; по цвету металла. Лат. Aurum (Au) - от аурора (утренняя звезда); по блеску металла.

Золото добывалось и обрабатывалось задолго до н.э. (5000 лет до н.э.), большой вклад в его изучение внесли В. Бирингуччо (1540 г.), П.Р. Багратион (1843 г.).

По распространенности в природе элементы этой подгруппы стоят далеко позади соответствующих щелочных металлов. Если содержание самой меди в земной коре оценивается еще довольно большой величиной - 0,003%, то доля серебра составляет уже только 2?10-6 %, а золота - 5?10-8 %.

Природная медь слагается из изотопов 63Cu (69,1 %) и 65Cu (30,9 %), серебро - из изотопов 107Ag (51,35 %) и 109Ag (48,65 %), тогда как золото является “чистым” элементом (197Au).

В основном состоянии элементы подгруппы меди имеют строение внешних электронных оболочек 3d104s1 (Cu), 4d105s1 (Ag), 5d106s1 (Au) и одновалентны. Возбуждение ближайших потенциально трехвалентных состояний Cu (3d94s14р1), Ag (4d95s15р1) и Au (5d96s16р1) требует затраты соответственно 464, 673 и 502 КДЖ/моль.

Медь принадлежит к интересным в биологическом отношении элементам. Она является катализатором внутриклеточных окислительных процессов.

Установлено, что небольшие количества меди необходимы для нормального развития растений и удобрение почв (особенно - болотистых и песчаных) ее соединениями часто сопровождается резким повышением урожайности. По отношению к избыточному содержанию меди устойчивость растительных организмов очень различна.

Из животных организмов больше всего содержат меди некоторые моллюски (осьминоги, устрицы). У высших животных она накапливается главным образом в печени и клеточных ядрах других тканей. Недостаточное поступление Cu в организм (ежедневная норма для человека составляет около 5 мг) ведет к уменьшению новообразования гемоглобина и развитию анемии, которая может быть излечена введением соединений меди в пищу. Из отдельных видов последней наиболее богаты медью молоко и дрожжи.

Следы серебра (порядка 0,02 мг Ag на 100 г сухого вещества) содержатся в организмах всех млекопитающих, но его биологическая роль не ясна. У человека повешенным содержанием Ag (0,03 мг на 100 г свежей ткани, или 0,002 вес.% в золе) характеризуется головной мозг. Интересно, что в изолированных ядрах его нервных клеток - нейронов (число которых у человека составляет около 15 млрд.) - серебра гораздо больше (0,08 вес.% в золе). С пищевым рационом человек получает в среднем около 3,1 мг Ag за сутки. Относительно много его содержит яичный желток (0,2 мг в 100 г). Выводится серебро из организма главным образом с калом.

Относительно содержания в организмах и биологической роли золота пока ничего определенного не известно. Отмечалось наличие его в зернах, листьях и стеблях кукурузы. Воды океана содержат переменные количества золота, (от ничтожных следов до 65 мг/т).