Строение внешнего электронного уровня выражается общей электронной формулой...(n - 1)s2p6d10ns2.
Химическая активность уменьшается от цинка к ртути. Цинк и кадмий вытесняют водород из разбавленных кислот, ртуть не вытесняют водород.
Гидроксид цинка Zn(OH)2 амфотерен, гидроксид кадмия Cd(OH)2 - слабое основание. Гидроксиды ртути HgOH и Hg(OH)2 тоже основные; разлагаются в момент образования.
Цинк и кадмий образуют на воздухе плотную пленку оксида, ртуть на воздухе не окисляется. Пары кадмия и ртути очень ядовиты.
Цинк и кадмий
В природе встречаются в виде сульфидных руд: ZnS – цинковая обманка, ZnS . CdS – гринокит, ZnCO3 – галмей. Процесс получения цинка и кадмия из руд проводят в две стадии. Сначала обжигом на воздухе переводят сульфид в оксид, а затем восстанавливают оксид металла углем:
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
ZnO + C = CO + Zn
Образующиеся в процессе последней реакции пары металла увлекаются током СО и сгущаются в конденсаторах.
Помимо восстановления оксида цинка углем для выделения металла часто пользуются электролизом. В этом случае полученный обжигом оксид растворяют в серной кислоте. Образующийся раствор ZnSO4 и служит электролитом, из которого осаждают цинк на катоде.
|
|
Химические свойства
1. Цинк и кадмий - активные металлы. Реагируют с галогенами, кислородом, серой. Не взаимодействуют с азотом, водородом, углеродом.
2. Легко растворяются в разбавленных кислотах:
4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
3. В щелочах растворяется только цинк:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2
4. Оксиды цинка и кадмия - тугоплавкие белые порошки, плохо растворимые в воде. Получаются термическим разложением гидроксидов или карбонатов:
Cd(OH)2 = CdO + H2O
5. Гидроксид цинка амфотерен:
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
6. Соли цинка и кадмия в основном бесцветны, кроме сульфида кадмия CdS (ярко-желтого цвета), который используется в качестве краски. Получение CdS:
CdCl2 + Na2S = CdS + 2NaCl
В качестве белой краски используется смесь ZnS + BaSO4 – литопон и цинковые белила – ZnO. Zn и Cd используются в сплавах (бронзы, латуни) и в качестве защитных покрытий на сталях.
Ртуть
В природе встречается в виде минерала HgS – киноварь и в самородном состоянии. Получается обжигом сульфида:
HgS + O2 = Hg + SO2
Пары ртути очень ядовиты, их ПДК в воздухе 0,005 мг/м3.