Медь, серебро и их соединения

Характеристика меди как химического элемента

Медь — представитель d-элементов, расположена в побочной подгруппе I группы. Электронная конфигурация атома: [Ar]3d¹⁰4s¹ (за счёт «проскока» электрона).

Устойчивые степени окисления: +1 и +2.

Физические свойства меди. Важнейшие сплавы

Медь — красноватый, мягкий, пластичный металл с высокой тепло- и электропроводностью. Применяется в электротехнике.

Сплавы меди:

• Бронза — Cu + 10% Sn
• Латунь — Cu + 40% Zn
• Мельхиор — Cu + 30% Ni
• Нейзильбер — Cu + 20% Zn + 15% Ni

Получение меди

В природе медь встречается в виде сульфидов (халькопирит, халькозин) и карбонатов (малахит, азурит).

Этапы получения:

Для электротехники — электролитическое рафинирование: загрязнённая медь (анод) растворяется, чистая медь оседает на катоде (графит).

Химические свойства меди

Медь — малоактивный металл (расположена правее водорода в ряду напряжений). Не вытесняет водород из разбавленных HCl и H₂SO₄.

Взаимодействие с неметаллами

С кислородом:

С серой:

С галогенами:

Не реагирует с H₂, N₂, C, Si.

Взаимодействие с кислотами

Не реагирует с разбавленными HCl и H₂SO₄ без кислорода.

С азотной кислотой:

С концентрированной серной кислотой:

Другие окислители

Последняя реакция используется для травления печатных плат.

Во влажном воздухе

Образуется зелёный налёт — гидроксокарбонат меди (патина).

Соединения меди(I)

Оксид Cu₂O и гидроксид CuOH — основные, нерастворимы в воде.

Проявляют окислительно-восстановительную двойственность и диспропорционируют:

Соединения меди(II)

Более устойчивы и распространены. CuO и Cu(OH)₂ — основные оксид и гидроксид.

Примечание для ЕГЭ: в рамках экзамена CuO и Cu(OH)₂ считаются только основными.

Амфотерные свойства (ознакомительно):

Гидроксид меди(II) получают:

Медный купорос — CuSO₄·5H₂O (синие кристаллы). Применяется в сельском хозяйстве (бордосская жидкость), протравливании семян.

При взаимодействии с Na₂CO₃ образуется основной карбонат:

Окислительные свойства соединений Cu(II)

Окраска соединений меди:

• CuO, CuS — чёрные
• Cu₂O — красный
• Cu(OH)₂ — голубой
• Растворы Cu²⁺ — голубые или зелёные
• Безводные соли Cu(II) — белые

Качественная реакция на альдегиды

Голубой осадок → красный (Cu₂O).

Комплексные соединения меди

Характеристика серебра

Серебро — d-элемент, I группа побочная. Электронная конфигурация: [Kr]4d¹⁰5s¹. Устойчивая степень окисления: +1.

В природе встречается в самородном виде и в соединениях.

Физические свойства серебра

Мягкий, ковкий, белый металл с высокой тепло- и электропроводностью. Ювелирные изделия — сплавы 875 или 925 пробы.

Химические свойства серебра

Инертный металл (правее Cu и H в ряду активности).

Чернеет на воздухе из-за H₂S:

Не реагирует с разбавленными HCl и H₂SO₄, но растворяется в окисляющих кислотах:

Соединения серебра(I)

Оксид Ag₂O (коричневый осадок):

Растворяется в аммиаке:

Реакция «серебряного зеркала»

Нитрат серебра (ляпис)

Применяется в медицине как прижигающее и дезинфицирующее средство.

Галогениды серебра

• AgF — растворим
• AgCl — белый, AgBr — светло-жёлтый, AgI — жёлтый
• Светочувствительны — применяются в фотографии
• Растворимы в NH₃ или KCN за счёт комплексообразования:

Ионы Ag⁺ обладают бактерицидным действием.

Серебро используется в ювелирных изделиях, зеркалах, электронике, медицине.

Выводы

1. Медь и серебро — d-элементы с электронной конфигурацией (n–1)d¹⁰ns¹ («проскок» электрона).
2. Устойчивые степени окисления: Cu — +2, Ag — +1.
3. Химическая активность невысока (расположены правее водорода).
4. Не взаимодействуют с разбавленными кислотами-неокислителями, но растворяются в HNO₃ и H₂SO_4(конц).
5. Cu₂O, Ag₂O — основные оксиды; CuO и Cu(OH)₂ — слабоамфотерные с преобладанием основных свойств.