1.2. Прості речовини

Чорнову мідь ( 95 – 98 % Сu) одержують із природних руд, використовуючи пірометалургійний та гідрометалургійний методи. Основним є пірометалургійний, який схематично можна записати рівнянням:

2СuFeS₂ + 5O₂ + 2SiO₂ → 2Cu + 2FeSiO₃ + 4SO₂.

За гідрометалургійним методом руду розчиняють у розбавлених розчинах H₂SO₄, NH₃ чи Fe₂(SO₄)₃, наприклад, за схемою:

Cu₂S + 2Fe₂(SO₄)₃ → 4FeSO₄ + 2CuSO₄ + S.

Із одержаного розчину металічну мідь витісняють залізом або виділяють електролізом. Високочисту мідь одержують електролітично з чорнової. Срібло одержують в результаті комплексної переробки поліметалічних руд. Для видобування золота із золотоносних порід застосовують ціанідний метод, який базується на розчиненні золота у розчині NaCN:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

з подальшим витісненням золота цинком:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au

або промиванням водою та розчиненням золота у ртуті з подальшою перегонкою амальгами.

Хімічна активність Сu, Ag, Au незначна і в ряду Cu – Au зменшується. Найлегше ці метали взаємодіють з галогенами:

Сu + Г₂ → СuГ₂ (Г = F, Cl, Br);

2Cu + I₂ → 2CuI;

2Ag + Г₂ → 2AgГ ( Г = Cl, Br, I);

Ag + F₂ → AgF₂;

2Au + 3Г₂ → 2AuГ₃ (Г = F, Cl, Br);

2Au + I₂ → 2AuI.

Мідь і срібло взаємодіють з сіркою:

2Ag + S Ag₂S;

Cu + S CuS.

З киснем при нагріванні взаємодіє тільки мідь:

2Сu + O₂ 2CuO;

4Сu + O₂ 2Cu₂O.

У вологому повітрі мідь повільно покривається плівкою зеленого (СuOH)₂CО₃:

2Cu + H₂O + CO₂ → (СuOH)₂CО₃.

У присутності H₂S срібло на повітрі покривається плівкою чорного Ag₂S:

4Ag + O₂ + 2H₂S → 2Ag₂S + 2H₂O.

Cu та Ag реагують з концентрованою сірчаною кислотою:

Сu + 2H₂SO_4(конц) СuSO₄ + SO₂ + 2H₂O,

та з азотною кислотою:

Cu + 4HNO_3(конц.) Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O;

3Cu + 8HNO_3(розб.) 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O;

Ag + 2HNO_3(конц.) AgNO₃ + NO₂ + H₂O.

Найкращим розчинником для золота є насичений хлором розчин НСl та “царська горілка” (HNO_3(конц.) + 3HCl_(конц.)):

2Au + 3Cl₂ + 2HCl → 2H[AuCl₄];

Au + HNO₃ + 4HCl → H[AuCl₄] + NO + 2H₂O.

Au розчиняється також у концентрованій H₂SeO₄ за температури вище 130ºС:

2Au + 7H₂SeO₄ → 2H[Au(SeO₄)₂] + 3SeO₂ + 6H₂O.

По відношенню до лугів за відсутності окисників Cu, Ag, Au стійкі.

Для них характерні реакції комплексоутворення:

4Cu + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Cu(CN)₂] + 4NaOH;

4Ag + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Ag(CN)₂] + 4NaOH;

2Cu + 8NH₃ + O₂ + 2H₂O → 2[Cu(NH₃)₄](OH)₂.

Cu та Ag проявляють високу каталітичну активність.

1.3. Бінарні сполуки

В бінарних сполуках елементи 1В групи проявляють ступені окиснення +1, +2, +3. Сполуки вищих ступенів окиснення забарвлені.

1.3.1. Сполуки з воднем

Відомий гідрид міді ( I ) CuH – кристалічна речовина червоно-бурого кольору, яку одержують дією алюмогідриду літію на CuI в ефірному розчині:

4CuI + LiAlH₄ → 4CuH + LiI + AlI₃.

Гідрид міді (I) нестійкий:

2CuH 2Cu + H₂;

4CuH + 3О₂ 4CuO + 2H₂O.

1.3.2. Галогеніди

Відомі такі галогеніди елементів 1В групи:

CuГ ( Г = F, Cl, Br, I ): CuF₂, CuCl₂, CuBr₂, CuF₃;

AgГ ( Г = F, Cl, Br, I ): AgF₂, AgF₃;

AuCl, AuBr, AuI, AuГ₃ ( Г = F, Cl, Br, I).

Всі галогеніди за звичайних умов тверді, кристалічні речовини, погано розчиняються у воді (крім AgF, CuF₂, AuF₃ та AuI₃). CuГ₂ (крім CuI₂) більш стійкі, ніж CuГ. CuI₂ розкладається при утворенні у водних розчинах:

2CuSO₄ + 4KI → CuI↓ +I₂ + 2K₂SO₄.

Термічно нестійкими є галогеніди Аu, фториди Cu (III) та Ag (III).

Більшість галогенідів схильна до комплексоутворення з галогеноводневими кислотами, галогенідами, а деякі галогеніди Е (I) – також і з іонами S₂O₃^²ˉ та CN^‾ :

CuГ + HГ_(конц.) Н[CuГ₂], ( Г = F, Cl, Br, I ),

CuCl + 2NH₃ → [Cu(NH₃)₂]Cl;

CuГ₂ + 2NaГ_(конц.) → Na₂[CuГ₄];

CuCl₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]Cl₂;

AgГ + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Г, крім АgI;

AgГ + 2Na₂S₂O₃ → Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + NaГ;

AuCl + 2NH_3(p) → [Au(NH₃)₂]Cl;

AuBr + NaBr_(конц.) Na[AuBr₂];

AuCl₃ + HCl → H[AuCl₄].

Особлива схильність AuCl₃ до утворення аніонного комплексу проявляється і при взаємодії з водою з утворенням розчину гідроксотрихлорозолотої (III) кислоти:

AuCl₃ + H₂O → H[AuCl₃(OH)].

H[AuCl₄] – сильний окисник. Реакцію:

H[AuCl₄] + 3FeSO₄ → Au + Fe₂(SO₄)₃ + FeCl₃ + HCl

застосовують в аналітичній хімії.

Комплекс [AuCl₂] – нестійкий, він диспропорціонує на Au⁰ та Au⁺³:

3AuCl + KCl → 2Au + K[AuCl₄].

Галогеніди Cu(I) та Au(I) з легкістю окиснюються киснем повітря:

4CuCl + O₂ + 4HCl → 4CuCl₂ + 2H₂O.

Галогеніди Ag(I) чутливі до дії світла:

2AgBr 2Ag +Br₂.