Биологам этого достаточно, химикам рекомендую почитать про свойства синильной и родановой кислот, их солей, дициана, сероуглерода.

Подгруппа цинка.

(цинк, кадмий, ртуть)

Электронная конфигурация основного состояния элементов подгруппы цинка отражается формулами

Zn: 3d¹⁰4s²

Cd: [Kr]4d¹⁰5s²

Hg: [Xe]4f¹⁴5d¹⁰6s²

В образовании химических связей участвуют только внешние s-электроны, в соединениях элементы проявляют степень окисления +2. Для ртути известны соединения, в которых есть степень окисления +1, однако в них она всегда димеризована, поэтому формально ртуть двухвалентна. Катион Hg образован по донорно-акцепторному механизму: Hg:)+□Hg²⁺à[Hg Hg]²⁺.

При движении по группе сверху вниз энергия ионизации атомов падает и уменьшается химическая активность (если цинк и кадмий стоят в электрохимическом ряду напряжений до водорода, то ртуть располагается за ним). В свободном состоянии элементы подгруппы цинка представляют собой белые металлы с синеватым (цинк) или с серебристым (кадмий, ртуть) оттенками. На влажном воздухе они покрываются оксидными пленками и теряют блеск. Все три металла, особенно ртуть, легкоплавки и довольно летучи. В противоположность ковкому и тягучему кадмию, цинк при обычных условиях обычно хрупок. Соединения цинка малоядовиты, растворимые соединения кадмия и ртути очень ядовиты.

Химические свойства

Взаимодействие с кислородом

С сухим воздухом при комнатной температуре не взаимодействует. При нагревании цинк и кадмий сгорают до оксидов ZnO и CdO. Ртуть окисляется медленно.

Взаимодействие с галогенами

Взаимодействуют, образуя галогениды. При обычных условиях ртуть реагирует гораздо легче, чем цинк и кадмий, это обусловлено жидким агрегатным состоянием ртути, облегчающим протекание реакции.

Взаимодействие с серой

Цинк и кадмий взаимодействуют при нагревании с образованием сульфидов, ртуть взаимодействует с серой при комнатной температуре. Сернистая ртуть известна в двух формах - черной и красной. Первая имеет структуру типа ZnS, кристаллы второй слагаются из цепей типа –Hg-S-Hg-S-. В природе встречается устойчивая ниже 386^◦C красная форма (минерал киноварь), а при реакциях в растворах обычно осаждается менее устойчивая форма HgS.

Взаимодействие с азотом

Цинк и его аналоги с азотом непосредственно не соединяются.

Взаимодействие с фосфором

Взаимодействие Zn и Cd при сильном нагревании ведет к образованию фосфидов.

Взаимодействие с углеродом

 

Взаимодействие с водородом

Напрямую с Н₂ не взаимодействуют, гидриды получают косвенным путем.

Взаимодействие с водой

Несмотря на то, что Zn и Cd стоят в ряду напряжений левее водорода, они почти не вытесняют водород из воды, т.к. их поверхность покрывается оксидной пленкой.

Цинк р-ряется в р-ре хлорида аммония:

Zn+2NH₄Cl=ZnCl₂+2NH₃↑

Взаимодействие с кислотами не окислителями

Цинк р-ряется легко, кадмий медленно, ртуть не р-ряется.

Взаимодействие с кислотами окислителями

Ртуть р-ряется в к-тах окислителях, причем, если к-та берется в избытке, образуются соли Hg⁺², при недостатке – соли Hg₂⁺²

3Hg + 8HNO_{3 (разб.)}=3Hg(NO₃)₂ +2NO↑ +4H₂O

^Hg + 8HNO_{3 (разб.)=}3Hg₂(NO₃)₂ +2NO↑ +4H₂O

Взаимодействие с основаниями

Цинк р-ряется в конц р-рах щелочей. Кадмий и ртуть в щелочах не р-римы. Цинк в щелочной среде является очень сильным восстановителем, например, нитраты восстанавливаются в этих условиях до аммиака:

NaNO₃ +4Zn +3NaOH =4Na[Zn(OH)₃] +NH₃↑

Цинк р-ряестя в р-ре аммиака (алюминий не р-ряется в аммиаке).

Соединения

1. Оксиды и гидроксиды.

Оксид цинка белый, кадмия –коричневый, ртути ярко-красный, при при измельчение становится желтый. Желтая форма оксида ртути выделяется также при образование HgO в р-ре. В воде оксиды не р-римы, но в кислотах легко р-ряются.

При действие щелочи на соли Hg⁺² выделяется высокодисперсный желтый осадок HgO.

Гидроксид цинка амфотерное основание; при взаимодействие со щелочью в р-ре образует гидроцинкаты (Na₂[Zn(OH)₄], Na₄[Zn(OH)₆]), при сплавление со щелочами цинкаты Na₂ZnO₂. амфотерные с-ва гидроксида кадмия выражены очень слабо, он лишь немного р-ряется в сильно конц р-рах щелочей. Гидроксид цинка и кадмия р-ряются в р-ре аммиака с образованием амминокомплексов:

M(OH)₂ +4NH₃ +2H₂O = [M(NH₃)₄(H₂O)₂](ОН)₂

Соли цинка и кадмия также образуют аммиакаты.

2. Для иона Hg²⁺ комплексные продукты присоединения NH₃ не х-рны и образуются только в присутствии конц р-ров солей аммония. Гораздо типичнее для Hg²⁺ образование продуктов замещения водорода в аммиаке, которое легко идет при действие р-ра аммиака на различные соединения ртути:

2HgO +NH₃ +H₂O = [Hg₂N]OH•2H₂O –основание Миллона

Образование бурого осадка иодида основания Миллона является очень чувствительной р-цией обнаружения NH₃ или NH₄⁺, для этого обычно используют р-тив Несслера –щелочной р-р K₂[HgI₄]:

2K₂[HgI₄] + NH₃ +3KOH =[Hg₂N]I•H₂O +7KI +2H₂O

3. Цианиды металлов подгруппы цинка образуют комплексные соединения с цианидами ряда других металлов. Эти соединения большей частью р-римы в воде и отвечают формулам М₂[Э(CN)₄] и М[Э(CN)₃].

4. своеобразная р-ция происходит при нагревании роданида ртути:

2Hg(SCN)₂ = 2Hg + C₃N₄ + CS₂

5. 2Hg²⁺ +2℮‾ = Hg₂²⁺ E_○= +0.91 в

Hg₂²⁺+ 2℮‾ = 2Hg^○ Е_○= +0.79 в

Вследствие близких значений потенциалов существует равновесие:

Hg₂²⁺ Hg²⁺ + Hg