а, нмОЕОМедь 3d104s10,1231,75Серебро 4d105s10,1441,42Золото 5d106s10,1441,42
У елементів підгрупи міді в утворенні хімічного зв'язку можуть брати участь s-електрон зовнішнього енергетичного рівня і 1 або 2 d-електрона предвнешнего енергетичного рівня. Тому можливі ступені окислення +1, +2, +3. Причому для міді характерно стан окислення +2, для срібла +1, для золота +3.
Спорідненість до електрона у Cu, Ag, Au значно більше, ніж у s-еле-ментів I групи, а у Au навіть вище, ніж у кисню і сірки. Цей факт пояснюється ефектом проникнення s-електронів зовнішнього рівня до ядра.
У з'єднаннях з нижчими ступенями окислення елементи підгрупи міді проявляють основні властивості, а в з'єднаннях з вищими ступенями окислення - амфотерні.
2. Знаходження в природі
Серед елементів даної підгрупи найбільш поширеною є мідь, а срібло і золото - рідкісні елементи. Мідь, срібло і золото зустрічаються в природі, як в самородному стані, так і у вигляді сполук (таблиця 1.2).
За мінеральним складом мідні руди діляться на три групи: сульфідні, окислені і самородні.
Чисте срібло супроводжує золоту. Золото в природі частіше зустрічається в самородному стані. З хімічних сполук золота, мають промислове значення, відомі мінерали - теллуріди.
У морській воді міститься близько 0,05 мг/т.
Таблиця 1. 2. Зміст елементів підгрупи міді в земній корі
ЕлементСодержаніе в земній корі,% мовляв. доліМінералиМедь Cu3,6? 10-3Cu2O - куприт; Cu2S -халькозін; CuCO3? Cu (OH) 2 - малахіт; 2CuCO3? Cu (OH) 2 - азурит; Cu3FeS4 - борнітСеребро Ag1,6? 10-4Ag2S - срібний блиск, аргентит; AgCl - рогове срібло, хлораргіріт; AgBr - бромаргіріт; Ag3SbS3 - піраргірит; Ag3AsS3 - піраргірітЗолото Au5? 10- - 8AuTe2 - Калавери; AuAgTe4 - сильвания
3. Отримання
Для отримання міді використовують піро-і гідрометалургійні процеси.
Виплавка міді з його сульфідних руд - складний процес. Більшість металів підгрупи міді отримують випаленням сульфідів і подальшим їх відновленням:
Cu2O + C=2Cu + CO
Cu2O + Cu2S=SO2 + 6Cu
Процес вилучення міді з халькопирита можна виразити сумарною реакцією:
2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2=2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2
У результаті таких процесів отримують чорну мідь. Для отримання чистої (рафінованої) міді (99,9-99,99% Cu) її очищають електролізом.
Гідрометалургійні методи отримання міді засновані на розчиненні мінералів, що містять мідь, в розведених розчинах H2SO4 або NH3. З отриманих розчинів мідь витісняють залізом або виділяють електролізом.
Найбільш чисті метали отримують електролізом солей.
Срібло і золото отримують з руди, де вони знаходяться в самородному стані (з вмістом ~ 0,001%), амальгірованіем ртуттю, а також ціануванням за допомогою ціанідів натрію або калію, при цьому утворюються розчинні у воді комплексні солі , з яких метали відновлюють цинковим пилом:
Ag2S + 4KCN=2K [Ag (CN) 2] + K2S + 2KCN=K [Ag (CN) 2] + KCl
Аналогічно отримують золото з золотоносного піску:
4Au + 8NaCN + 2H2O + O2=4Na [Au (CN) 2] + 4NaOH
Na [Au (CN) 2] + Zn=Na2 [Zn (CN) 4] + 2Au
4. Фізичні властивості
Мідь, срібло і золото - блискучі метали червоного, білого і жовтого кольорів. Вони відрізняються високою щільністю, тепло- і електропровідністю. Метали підгрупи міді володіють високими температурами кипіння і плавлення (таблиця 1.3), а також високою (особливо золото) пластичністю. З них можуть бути отримані найтонші дріт та фольга. Вони перевершують інші метали з тепло- і електропровідності, а саме, срібло і мідь займають за цими показниками I і II місця серед металів.
На повітрі мідь окислюється, покриваючись зелено-сірою плівкою CuCO3? Cu (OH) 2, срібло і золото стійкі до окислення киснем:
2Cu + O2 + CO2 + H2O=(CuOH) 2CO3
При наявності в повітрі сірководню срібло покривається чорним Ag2S.
Таблиця 1.3. Фізичні властивості елементів підгрупи міді та їх сполук
Веществоd, г/см3tпл, 0С tкип, 0СЕлектропроводностьТвердостьCu медь8,910852540573,0Ag серебро10,59612170592,7Au золото19,310642880402,55. Хімічні властивості простих речовин
Метали підгрупи міді малоактивні, причому хімічна активність знижується...
