1.3 Подгруппа меди

К подгруппе меди относятся медь, серебро, золото. Подобно атомам щелочных металлов, атомы этих элементов имеют на внешней электронной оболочке по одному электрону, но последний электронный слой содержит в отличие от атомов щелочных металлов восемнадцать электронов. Все элементы подгруппы меди– предпоследние члены декад d-элементов. Строение внешней и предвнешней электронных оболочек меди и ее аналогов:

(n-1)s²(n-1)p⁶(n-1)d¹⁰ns¹.

Таким образом, все элементы подгруппы меди – предпоследние члены декад d-элементов. Однако их атомы содержат на (n-1)d-подуровне не 9, а 10 электронов. Это объясняется тем, что структура (n-1)d¹⁰ns¹ более устойчива, чем структура (n-1)d⁹ns².

Радиусы атомов элементов подгруппы меди меньше радиусов атомов металлов главной подгруппы. Это обусловливает значительно большую плотность, высокие температуры плавления, более высокие значения энергии ионизации. Все это приводит к большим различиям в химических свойствах металлов обеих подгрупп. Элементы подгруппы меди – малоактивные металлы. Они с трудом окисляются, и, наоборот, их ионы легко восстанавливаются; они не разлагают воду, гидроксиды их являются слабыми основаниями. В ряду напряжений они стоят после водорода.

Если у элементов подгруппы цинка восемнадцатиэлектронный слой вполне стабилизировался, то у подгруппы меди он еще не вполне стабилизировался и способен к частичной потере электронов. Поэтому медь образует соединения со степенью окисления +1, +2; серебро - +1, +2, +3; золото - +1, +3.

Все элементы подгруппы меди – хорошие комплексообразователи.

1.4 Медь

Чистая медь - тягучий вязкий металл светло-розового цвета, легко прокатывается в тонкие листы. Медь хорошо проводит тепло и электрический ток, уступая лишь серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся на ее поверхности тончайшая пленка оксидов предохраняет ее от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налетом дигидроксида карбоната меди (II) (CuOH)₂CO₃.

Медь находится в ряду напряжений металлов после водорода, поэтому не вытесняет его из кислот. Соляная и разбавленная серная кислоты на медь не действуют. Однако в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соответствующих солей:

2Cu + 4HCl + O₂  2CuCl₂ + 2H₂O.

Медь растворяется в азотной кислоте.

В химическом отношении медь является малоактивным металлом.

Известны соединения меди со степенью окисления +1,+2. Соединения меди (I), в общем, менее устойчивы, чем соединения меди (II).

Медь образует два оксида: оксид меди (I) Cu₂O – вещество красного цвета, оксид меди (II) CuO – вещество черного цвета.

Гидроксид меди Cu(OH)₂ – очень слабое амфотерное основание, осаждается из растворов солей меди (II) в виде голубой студенистой массы при действии щелочей на соли меди (II). При слабом нагревании даже под водой разлагается с образованием оксида меди (II).

Гидроксид меди (II) растворяется в очень концентрированных растворах щелочей, образуя сине-фиолетовые растворы гидроксокупратов (II)– солей содержащих комплексный ион [Cu(OH)₄]²⁻.

Растворы солей меди (II) в большинстве случает имеют кислую реакцию, а со слабыми кислотами они образуют основные соли.

Соли меди (II), и в частности сульфат меди (II), при взаимодействии с избытком раствора аммиака образуют комплексные ионы [Cu(NH₃)₄]²⁺ темно-синего цвета.

Гидроксид меди (II) тоже растворяется в аммиаке с образованием темно-синего раствора.