15.3. Соединения

Бинарные соединения

В бинарных соединениях элементы подгруппы проявляют степени окисления +1, +2, +3. Соединения высших степеней окисления окрашены. Устойчивость их в ряду Cu – Au растет.

Соединения с водородом. Известен гидрид меди (I) CuH – кристаллическое вещество красно-бурого цвета. Его получают действием алюмогидрида лития на иодид меди (I) в эфирном растворе:

4CuI + LiAlH₄ → 4CuH + LiI + AlI₃.

Гидрид нестоек, разлагается при небольшом нагревании, действии света; легко окисляется кислородом воздуха:

2CuH 2Cu + H₂; 4CuH + 3O₂ → 4CuO + 2H₂O.

Оксиды. Формулы оксидов элементов подгруппы приведены в табл. 15.4.

Таблица 15.4

Оксиды элементов побочной подгруппы I группы

Степени окисления	+1	+2	+3
Cu	Cu2O	CuO	Cu2O3
Ag	Ag2O	AgO	Ag2O3
Au	Au2O	–	Au2O3
Усиление основных свойств

Все оксиды – твердые окрашенные вещества, практически нерастворимые в воде. Оксиды серебра, золота, а также Cu₂O₃ термически нестойки.

Некоторые характеристики устойчивых оксидов приведены в табл. 15.5.

Таблица 15.5

Некоторые характеристики оксидов элементов побочной подгруппы I группы

Степень окисления элемента	+1	+2	+3
Оксид	Ag2O	CuO	Au2O3
Плотность, г/см3	7,14	6,45	–
Температура плавления, С	Разлагается при t > 200С	Разлагается при t > 800С, → Cu2O	Разлагается при 155С, → Au2O

Оксид меди (II) CuO получают:

1) термическим разложением карбоната гидроксомеди (II), нитрата или гидроксида меди (II):

Cu₂(OH)₂CO₃ 2CuO + CO₂ + H₂O;

2Cu(NO₃)₂ 2CuO + 2NO₂ + 3O₂; Cu(OH)₂ CuO + H₂O

2) прокаливанием на воздухе металлической меди:

2Сu + O₂ 2CuO.

Оксид серебра (I) Ag₂O получают по реакции:

2AgNO₃ + 2NaOH → Ag₂O↓ + 2NaNO₃ + H₂O.

Оксид золота (III) Au₂O₃ – по реакции:

2Au(OH)₃ Au₂O₃ + 3H₂O.

Ag₂O – оксид основного характера:

Ag₂O + 2HCl → 2AgCl + H₂O; Ag₂O + 4HCl_(конц.) → 2H[AgCl₂] + H₂O.

Ag₂O слабо взаимодействует с водой по схеме:

Ag₂O + H₂O ⇄ 2Ag⁺ + 2OH^–.

Оксиды меди и золота проявляют амфотерные свойства (у Cu₂O и CuO сильнее выражен основной характер; Cu₂O₃, Au₂O, Au₂O₃ – преимущественно кислотные оксиды). При взаимодействии со щелочами они образуют гидроксо-, оксокупраты и гидроксоаураты; с избытком концентрированных галогеноводородных кислот – галогенокомплексы типа [ЭHal₂]^–, [ЭHal₄]^2–, [ЭHal₄]^–:

CuO + 2HCl_(конц.) → CuCl₂ + H₂O; CuO + 4HCl_{(конц., изб.)} → H₂[CuCl₄] + H₂O;

CuO + 2NaOH_(конц.) + H₂O → Na₂[Cu(OH)₄];

CuO + 2NaOH Na₂CuO₂ + H₂O;

Au₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O 2Na[Au(OH)₄];

Au₂O₃ + 8HCl_{(конц., изб.)} → 2H[AuCl₄] + 3H₂O.

Оксиды Э (I), а также CuO легко растворяются в водном растворе аммиака с образованием устойчивых аминокомплексов типа [Э(NH₃)₂]⁺ и [Э(NH₃)₄]²⁺:

CuO + 4NH₃ + H₂O → [Cu(NH₃)₄](OH)₂;

Ag₂O + 4NH₃ + H₂O → 2[Ag(NH₃)₂]OH.

Гидроксиды. Известны гидроксиды меди (I) и (II) и золота (III). Гидроксид серебра (I) AgOH существует только в очень разбавленном растворе и при выделении из него разлагается на Ag₂O и H₂O.

При обычных условиях гидроксиды меди и золота – твердые окрашенные вещества, практически нерастворимые в воде, термически нестойки. Некоторые свойства известных гидроксидов элементов подгруппы приведены в табл. 15.6.

Таблица 15.6