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

4. Соединения элементов подгруппы цинка
Соединения Zn (II), Cd (II), Hg (II). В отличие от элементов подгруппы кальция в подгруппе цинка с увеличением порядкового номера элемента устойчивость однотип­ных бинарных соединений уменьшается.
Особо заметно устойчивость соединений падает при переходе от Cd к Hg. Например, Zn(OH)₂ и Сd(ОН)₂ устойчивы, а гидроксид Hg(II) неизвестен, так как уже при получении разлагается на HgO и воду:
Hg(NO₃)₂ (р) + 2КОН (р) = Н_gО (т) + 2KNO₃ (p) + Н₂О (ж).
Для Hg(II) неизвестен и карбонат. Температуры распада ZnO и CdO соответственно 1950 и 1813°С, a HgO разлагается на простые вещества при 400°С; малоустойчивы также Hg₃N₂ и HgC₂, распа­дающиеся со взрывом.
Из соединений цинка и его аналогов в воде растворяются галиды (кроме ZnF₂, HgBr₂, HgI₂), сульфаты, нитраты и некоторые другие. Многие из них растворяются также в органических растворителях.
При растворении соединений Э(II) в воде, а также при взаимо­действии ЭО или Э(ОН)₂ с кислотами образуются устойчивые аквокомплексы типа [Э(OH₂)₄]²⁺ и [Э(OH₂)₆]²⁺. Поэтому для Zn(II), Cd(II) и Hg(II) характерны кристаллогидраты, например Zn(NO₃)₂•6H₂O, ZnSO₄•7H₂O, Zn(BrO₃)₂•6H₂O и др. Из других катионных комплексов наиболее, устойчивы амминокомплексы типа [Э(NH₃)₄]²⁺ и [Э(NH₃)₆]²⁺, легко образующиеся действием аммиака на растворы солей:
ZnSO₄ + 4H₃N = [Zn(NH₃)₄]SO₄
Образованием аммиакатов объясняется легкая растворимость Э(ОН)₂ в присутствии аммиака:
Cd(OH)₂ + 6H₃N = [Cd(NH₃)₆](OH)₂.
Цинк и его аналоги образуют различного рода цинкаты, кадматы и гидраргираты. Так, Zn(OH)₂, легко раст­воряется в щелочах за счет образования растворимых гидроксоцинкатов:
Zn(OH)₂ (т) + 2КOН (р) = K₂[Zn(OH)₄] (p).
Амфотерный характер Zn(OH)₂ и его поведение в кислых и щелоч­ных растворах можно отразить следующей схемой:
.
Аналогичным образом ведет себя в жидком аммиаке амид (дигидронитрид) цинка Zn(NH₂)₂. Подобно тому как Zn(OH)₂ не растворя­ется в воде, Zn(NH₂)₂ не растворяется в жидком аммиаке, но легко растворяется в присутствии аммонокислот и аммонооснований:
.
При избытке ионов NH₄⁺ образуются аммиакаты, при избытке ионов NH₂^- — дигидронитридоцинкаты (амидоцинкаты).
Гидроксид кадмия кислотные свойства проявляет в меньшей степени, чем Zn(OH)₂. Однако при длительном кипячении взвеси Cd(OH)₂ в концентрированных щелочах образуются гидроксокадматы, например K₄[Cd(OH)₆], Ba₂[Cd(OH)₆]. В отсутствие избытка щелочи они легко разрушаются водой.