2.3.3. Оксиди
Ступеню окиснення +2 відповідають оксиди ЕО. Відомий оксид Hg(І) Hg2О. Оксиди ЕО та Hg2О – кристалічні сполуки різного кольору (ZnО - білий, CdО, Hg2О – чорні, HgО – червоний чи оранжевий в залежності від дисперсності), практично нерозчинні у воді; оксиди Hg термічно нестійкі.
ЕО одержуюють прямим синтезом чи прожарюванням гідроксидів, нітратів, карбонатів:
2Е + О2 2ЕО;
Е(ОН)2 ЕО + Н2О ( Е = Zn, Cd);
2E(NO3)2 2ЕO + 4NO2 + O2;
CdCO3 CdO + CO2;
(ZnOH)2CO3 2ZnO + CO2 + H2O.
Оксиди Нg - взаємодією розчинів солей Нg з лугами:
Hg(NO3)2 + 2KOH → 2KNO3 + HgO + 2H2O;
Hg2(NO3)2 + 2KOH → КNO3 + Hg2O + H2O.
Оксиди Нg проявляють основні властивості; ZnО - амфотерний, CdО – переважно основний. При взаємодії ЕО з кислотами утворюються стійкі аквакомплекси [Е(Н2О)4]2+ та [Е(Н2О)6]2+. З лугами ZnO утворює гідроксокомплекси [Zn(ОН)4]2- та [Е(ОН)6]4-:
ZnO + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2O;
ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4];
HgO - окисник; ZnO та CdO взаємодіюють тільки з сильними відновниками:
HgО + Fe → Hg + FeO
ZnO + C Zn + CO
CdO + H2 Cd + H2O.
Hg2O нестійкий, диспропорціонує при нагріванні та освітленні:
Hg2O Hg + HgО;
HgО реагує з NH3, утворюючи малорозчинну сполуку жовтого кольору – основу Міллона:
2HgO + NH3 + H2O → [Hg2N]OH∙2H2O.
Іон [Hg2N]+ можна вважати іоном NH4+, в якому чотири атома Н замінені на два атома Нg.
2.3.4. Сполуки з іншими елементами
Відомі сполуки Е (ІІ) з сіркою ЕS. Сульфід Нg (І) нестійкий, диспро-
порціює в момент утворення:
Hg2(NO3)2 + H2S → Hg + HgS + 2HNO3.
ЕS - кристалічні речовини різного кольору (ZnS - білий, CdS - жовтий, HgS - чорний при осадженні із розчинів та - червоний за умов високотемпературного синтезу); практично нерозчинні у воді, термічно стійкі.
Одержують сульфіди синтезом чи взаємодією розчинів солей металів з сульфідами лужних металів, а СdS та НgS - і при взаємодії з Н2S :
E(NO3)2 + Na2S → ES + 2NaNO3 ( E = Zn, Cd, Hg );
E(NO3)2 + H2S → ES + 2HNO3 ( E = Cd, Hg ).
Реакції комплексоутворення за участю сульфідів найбільш характерні для HgS, який розчиняється в концентрованих розчинах сульфідів лужних металів, утворюючи комплекси Ме′2[HgS2]:
HgS + K2S → K2[HgS2].
HgS - pозчиняється в концентрованій НNО3 та в “царській горілці” при нагріванні; ZnS - в розбавленій соляній кислоті; CdS - в концентрованій соляній кислоті, в розбавлених HNO3 і H2SO4, та в розчинах ціанідів лужних металів:
3HgS + 8HNO3(конц.) 3Hg(NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2O;
3HgS + 8HNO3 + 6HCl 3HgCl2 + 3H2SO4 + 8NO + 4H2O;
ZnS + 2HCl → ZnCl2 + H2S;
CdS + 4HCl(конц.) → H2[CdCl4] + H2S;
3CdS + 8HNO3 → 3Cd(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O;
CdS + 4KCN → K2[Cd(CN)4] + K2S.
2.3.5. Гідроксиди та їх похідні
Відомі гідроксиди Е(ОН)2 для цинку та кадмію. Гідроксиди Нg(І) та Нg(ІІ) нестійкі і розкладаються в момент утворення.
Zn(ОН)2 та Сd(ОН)2 – білі кристалічні речовини (Zn(ОН)2 може бути і аморфним), практично нерозчинні у воді, термічно нестійкі.
Одержують Е(ОН)2 дією лугів на розчини солей:
Zn(NO3)2 + 2KOH → Zn(OH)2 + 2KNO3;
Hg(NO3)2 + 2KOH → HgO + H2O +2KNO3;
Hg2(NO3)2 + 2KOH→ Hg2O + H2O + 2KNO3.
При одержанні Zn(OH)2 треба уникати надлишку лугу.
Zn(ОН)2 – типова амфотерна сполука; амфотерні властивості Cd(OH)2 виражені дуже слабко. При взаємодії з лугами утворюються гідроксокомплекси [Е(ОН)4]2-, [Е(ОН)6]4-, з кислотами – аквакомплекси [Е(Н2О)4]2+, [Е(Н2О)6]2+:
Zn(ОН)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4];
Zn(OH)2
+
2KOH
K2ZnO2
+ 2H2O;
K2ZnO2 + 2H2O → K2[Zn(OH)4];
Cd(OH)2 + 4KOH(конц.) K4[Cd(OH)6];
Cd(OH)2 + 2HNO3 + 2H2O → [Cd(H2O)4](NO3)2.
Е(ОН)2 з легкістю розчиняються в NH3, утворюючи амінокомплекси; найбільш стійкими з них є [E(NH3)4]2+ та [E(NH3)6]2+:
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2;
Cd(OH)2 + 6NH3 → [Cd(NH3)6](OH)2.
Більшість галогенідів, сульфати, нітрати та деякі інші солі цинку добре розчиняються у воді. Завдяки стійкій конфігурації (n-1)d10 більшість сполук Е (ІІ) безбарвні. При дії NH3 на розчини солей Е(ІІ) утворюються амоніакати:
ZnSO4 + 4NH3 → [Zn(NH3)4]SO4.
Серед аніонних комплексів найбільш стійкі ціанідні типу М′2[Е(СN)4]:
Zn(CN)2 + 2KCN → K2[Zn(CN)4];
Cd(CN)2 + 2KCN → K2[Cd(CN)4].
Тетраціаноцинкати та тетраціанокадмати розкладаються під дією сульфіду амонію чи сірководню з утворенням сульфідів Zn та Cd:
K2[Zn(CN)4] + (NH4)2S → ZnS + 2KCN + 2NH4CN;
K2[Cd(CN)4] + H2S → CdS + 2KCN + 2HCN.