2.2. Прості речовини

Цинк та кадмій одержують хімічним відновленням ZnO, CdO карбоном, воднем, СО тощо:

ZnO + H₂ Zn + H₂O;

CdO + CO Cd + CO₂;

та електролізом розчинів ZnSO₄, CdSO₄. Ртуть - прожарюванням кіноварі HgS:

HgS + O₂ Hg + SO₂.

Хімічна активність металів в ряду Zn – Hg зменшується. Zn, Сd та їх сполуки подібні: Zn та Сd проявляють один ступінь окиснення +2. Hg суттєво від них відрізняється. Це зумовлено особливою стійкістю 6s² – конфігурації. Ртуть - єдиний метал, що утворює катіон Hg₂²⁺, стійкий у водних розчинах. У сполуках Hg(II) частка ковалентного зв´язку значна, більшість солей Hg(II) – слабкі електроліти. Hg розчиняється тільки в кислотах – окисниках, а Zn та Сd витісняють водень із розчинів кислот.

Реакції з простими речовинами

2Е + O₂ 2ЕO ( Е = Zn, Cd, Hg )

Е + S ЕS ( Е = Zn, Cd ).

Hg реагує з S за звичайних умов:

Hg + S → HgS

Е + Г₂ ЕГ₂ ( Е = Zn, Cd; Г = F, Cl, Br, I ).

Hg взаємодіє з галогенами за звичайних умов – спочатку утворюються галогеніди Hg₂Г₂, а вже потім HgГ₂.

З іншими металами Zn, Cd, Hg утворюють сплави. Сплави ртуті називають амальгамами.

Реакції з найважливішими реагентами:

E + H₂SO_4(розб.)→ ESO₄ + H₂ ( E = Zn, Cd )

4E + 5H₂SO_4(конц.) → 4ESO₄ + H₂S + 4H₂O (E = Zn, Cd)

Hg + 2H₂SO_4(конц.) → HgSO₄ + SO₂ + 2H₂O

E + 2HCl → ECl₂ + H₂ ( E = Zn, Cd )

3E + 2NH₃ E₃N₂ + 3H₂ (E = Zn, Cd )

4Zn + 10HNO_3(розб.) → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

3Cd + 8HNO_3(розб.) → 3Cd(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

6Hg + 8HNO_{3 (розб.)}→ 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Hg + 4HNO_3(конц.) → Hg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Zn + 2NaOH + 2H₂O Na₂[Zn(OH)₄] + H₂.

2.3. Бінарні сполуки

2.3.1. Сполуки з воднем

Гідриди ЕН₂ – тверді, нестійкі речовини. Одержують взаємодією йодидів металів з алюмогідридом літію в середовищі диетилового ефіру:

2ЕI₂ + LiAlH₄ → 2EH₂ + LiI + AlI₃.

2.3.2. Галогеніди

Ступеню окиснення +2 відповідають галогеніди ЕГ₂. Відомі галогеніди Hg(І) – Hg₂Г₂ ( Г = F, Cl, Br, I). Тривіальні назви Hg₂Cl₂ та HgCl₂ - каломель та сулема відповідно. ЕГ₂, як правило, безбарвні кристалічні речовини. Крім HgBr₂, HgI₂ та фторидів, всі інші галогеніди ЕГ₂ добре розчиняються у воді.

Hg₂Г₂ – тверді речовини різноманітного забарвлення (Hg₂F₂ та Hg₂I₂ – жовті, Hg₂Cl₂ – білий), мало розчинні у воді, нестійкі, розкладаються, диспропорціонуючи, під дією світла чи нагрівання:

Hg₂Г₂ Hg + HgГ₂.

ЕГ₂ одержують прямим синтезом або розчиненням в галогеноводневих кислотах металів, оксидів, гідроксидів, сульфідів, карбонатів:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂;

HgO + 2HF → HgF₂ + H₂O;

Zn(OH)₂ + 2HF → ZnF₂ + 2H₂O;

(ZnOH)₂CO₃ + 4HI → 2ZnI₂ + CO₂ + 3H₂O;

ZnS + 2HCl → ZnCl₂ + H₂S;

CdCO₃ + 2HI → CdI₂ + CO₂ + H₂O.

Hg₂Г₂ – взаємодією розчинів солей Hg(І) з галогенідами лужних

металів:

Hg₂(NO₃)₂ + 2KI → Hg₂I₂ + 2KNO₃.

У водних розчинах EГ₂ гідролізують з утворенням гідроксогалогенідів та оксогалогенідів:

ZnCl₂ + H₂O ZnOHCl + HCl;

2HgCl₂ + H₂O Hg₂OCl₂ + 2HCl.

З галогенідами лужних та лужноземельних металів ЕГ₂, крім HgF₂, утворюють комплекси [EГ₄]^2- та [EГ₆]^4-. Найбільш стійкі [HgBr₄]^2- та [HgI₄]^2- :

2KI + Hg(NO₃)₂ → HgI₂↓ + 2KNO₃

HgI₂ + 2KI → K₂[HgI₄].

При дії розчину NH₃ на ZnГ₂ та CdГ₂ утворюються амінні комплекси

[E(NH₃)₄]Г₂. Продукт взаємодії HgCl₂ з NH₃ залежить від наявності у розчині NH₄Cl :

HgCl₂ + 2NH₃ [Hg(NH₃)₂]Cl₂↓;

плавкий білий преципітат

HgCl₂ + 2NH₃ → [H₂NHg]Cl + NH₄Cl.

неплавкий білий преципітат,

амідохлорид ртуті

Галогеніди Hg(І) проявляють властивості окисників:

HgCl₂ + SO₂ + 2H₂O Hg + H₂SO₄ + 2HCl;

HgCl₂ + H₂C₂O₄ → Hg₂Cl₂ + 2HCl + 2CO₂;

HgCl₂ + SnCl₂ → Hg₂Cl₂ + SnCl₄.

Галогеніди Hg(І) в залежності від умов можуть окиснюватись, відновлюватись, диспропорціювати:

Hg₂Cl₂ + Cl₂ → 2HgCl;

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ → 2Hg + SnCl₄;

Hg₂Cl₂ HgCl₂ + Hg.