План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Тема 13 Химия элементов. d-элементы: группы IБ и IIБ–

План лекции:

5. 
   Общая характеристика группы IБ. Простые вещества
   
6. 
   Соединения элементов группы IБ
   
7. 
   Общая характеристика группы IIБ. Простые вещества
   
8. 
   Соединения элементов группы IIБ
   

1. Общая характеристика группы IБ. Простые вещества
Медь Сu, серебро Ag и золото Аu каждый в своем периоде явля­ются предпоследними d-элементами. Таким образом, в атомах элементов подгруппы меди в (n-1)d-состоянии должны находиться по девять электронов. Однако вследствие устойчивости d¹⁰-конфигурации энергетически оказывается более выгодным переход одного из s-электронов в (n-1) d-состояние. Поэтому Сu, Ag и Аu в s-coстоянии внешнего слоя имеют по одному, а в предпоследнем слое по 18 (s²p⁶d¹⁰) электронов.
Элементы подгруппы меди проявля­ют не только степень окисления +1, но и +2 и +3. Для меди наи­более характерна степень окисления +2, для золота +3, а для се­ребра + 1. Особая устойчивость степени окисления +1 у серебра объясняется относительно большей прочностью конфигурации 4d¹⁰, так как эта конфигурация образуется уже у палладия, предшест­вующего серебру в периодической системе.
Интересно отметить, что сродство к электрону у Сu, Ag и Аu значительно больше не только сродства к электрону s-элементов I группы, но даже кислорода и серы. Этот факт обязан эффекту про­никновения s-электронов внешнего уровня к ядру.
Все это обусловливает большую склонность меди и ее аналогов к образованию ковалентной связи, чем у щелочных металлов. Особенность электронной структуры атомов элементов подгруп­пы меди обусловливает относительно большую устойчивость двух­атомных молекул Cu₂, Ag₂, Аu₂ (энергия диссоциации соответственно 174,3, 157,5 и 210 кДж/моль) по сравнению с молекулами К₂, Rb₂, и Cs₂ (энергия диссоциации порядка 40 кДж/моль). Прочность молекул Cu₂, Ag₂ и Аu₂ обусловливается дополнитель­ным π-связыванием за счет свободных nр-орбиталей и (n-1) d-электронных пар.
Элементы подгруппы меди могут образовывать как катионные, так и анионные комплексы. Понятно, что по мере повышения сте­пени окисления тенденция к образованию анионных комплексов возрастает.