12. Элементы iib подгруппы

Zn, Cd, Hg

Атомы элементов имеют конфигурацию валентных уровней n s² (n–1)d¹⁰

и проявляют степени окисления Zn и Cd (+2 ); Hg (+1; +2)

Физические свойства

Элемент	Rат,Å	I,B	d,г/см3	tºпл	tºкип	φº,В	% в з.к.
Zn	1,33	9,4	7,13	419	906	- 0,76	510‾3
Cd	1,49	9,0	8,64	321	767	- 0,40	510‾5
Hg	1,50	10,4	13,6	- 38,8	357	+ 0,80	710‾6

Минералы - сульфиды: ZnS - цинковая обманка (CdS -сопутствует), HgS – киноварь.

Получение. Цинк получают путем обогащения руды с последующим обжигом и восстановлением коксом. Другой метод заключается в электролитическом воыелении из сульфата, получаемого обработкой обожженных концентратов серной кислотой.

Кадмий получают из отходов цинкового производства путем обработки их серной кислотой с последующим выделением металлического кадмия цинком. Полученный продукт растворяют в серной кислоте и подвергают электролизу.

Ртуть получают обжигом руды:

HgS + O₂ = Hg + SO₂

Химические свойства. Химическая активность сверху вниз по подгруппе снижается. В ряду напряжений Zn и Cd находятся левее, а Hg – значительно правее водорода. На воздухе цинк и кадмий покрыты тонким слоем оксида (или гидроксида), предохраняющим их от дальнейшей коррозии. Поэтому, несмотря на то, что эти элементы находятся в ряду напряжений левее водорода, они практически не вытесняют его из воды. Однако, если с них снять оксидную пленку, то они взаимодействуют с водой, выделяя водород:

Zn + 2H₂O = Zn(OH)₂ + H₂.

В разбавленных растворах соляной и серной кислот цинк растворяется легко, кадмий медленно, а ртуть нерастворима.

Азотная кислота легко растворяет все три металла. Например:

.

Особенность взаимодействия ртути с азотной кислотой состоит в том, что в зависимости от соотношения кислоты и металла могут получаться как соли окисной (при избытке кислоты), так и закисной ртути(при избытке ртути), например:

.

.

Соли ртути (I) в водных растворах диссоциируют с образованием ионов [Hg₂]²⁺:

_.

Валентность ртути в этих соединениях одинакова и равна 2:

NO₃ – Hg – NO₃ и NO₃ – Hg – Hg – NO₃

Hg⁺¹ (ион [Hg₂]²⁺) – обладает окислительно – восстановительной двойственностью.

Например:

Оксиды и гидроксиды имеют различный характер: Zn(OH)₂ – амфотерен, Cd(OH)₂ – основной, гидроксиды ртути (I) и (II) неустойчивы и разлагаются на воду и оксиды.

Hg₂(NO₃)₂ + 2NaOH = 2NaNO₃ + Hg₂O↓ + H₂O

Цинк, гидроксид которого обладает амфотерными свойствами, окисляется водой и другими окислителями (нитраты, хлораты, гипохлориты и др.) в щелочной среде:

В расплавах реакции протекают с образованием цинкатов:

Гидролиз солей цинка и его аналогов протекает ступенчато с образованием основных солей:

_

Поскольку гидроксид ртути неустойчив, основные соли ртути, образующиеся при гидролизе, содержат не группу , а ион кислорода:

_.

Для ионов характернасклонность к комплексо­образованию. Большинство нерастворимых в воде соединений цинка и кадмия растворяется в аммиачном растворе. Например:

Для ртути характерно образование ацидокомплексов с ионами I ^–, CNS ^– и др. в качестве лигандов. Например:

Сульфиды Zn, Cd, Hg – осадки с различной растворимостью:

Zn²⁺ + S^2– = ZnS Cd²⁺ + S^2– =CdS Hg²⁺ + S^2– = HgS

белый желтый черный

ПР=810^–26 ПР=110^–29 ПР=110^–58