11.5  ds区元素

11.5.1  ds区元素的通性

         ds区元素包括IB、IIB二族元素，主要指铜族（Cu、Ag、Au）和锌族（Zn、Cd、Hg）六种元素，该区元素处于d区和p区之间，其性质有其独特之处。

1．电子构型

      ds区元素的价电子构型为（n-1）d10ns1~2，其最外层电子构型与s区相同，但是它们的次外层电子数却不同。s区元素只有最外层是价电子，原子半径较大；而ds区元素的最外层s电子和次外层部分的d电子都是价电子，np，nd有空的价电子轨道，原子半径较小。

2．物理性质

ds区元素都具有特征的颜色，铜呈紫色，银呈白色，金呈黄色，锌呈微蓝色，镉和汞呈白色。

        由于（n-1）d轨道是全充满的稳定状态，不参与成键，单质内金属键比较弱，因此，与d区元素比较，ds区元素有相对较低的熔、沸点。这种性质锌族尤为突出，汞（Hg）是常温下唯一的液态金属，气态汞是单原子分子。

另外，ds区元素大多具有高的延展性、导热性和导电性。金是一切金属中延展性最好的，如1克金既能拉成长3Km的丝，也能压成1.0×10-4mm厚的金箔；而银在所有金属中具最好的导电性（铜次之）、导热性和最低的接触电阻。

3．化学性质

铜族元素的原子半径小，ns1电子的活泼性远小于碱金属的ns1电子，因此具有极大的稳定性，且单质的稳定性以Cu、Ag、Au的顺序增大。铜族元素具有多种氧化值，即它们失去ns电子后，还能继续失去（n－1）d电子，如Cu2+,Au3+等。

铜在干燥的空气中很稳定，有CO2及潮湿的空气时，则在表面生成绿色碱式碳酸铜（俗称“铜绿”）；高温时，铜能与氧、硫、卤素直接化合。铜不溶于非氧化性稀酸，但能与HNO3及热的浓H2SO4作用。

银在空气中稳定，但银与含硫化氢的空气接触时，表面因生成一层Ag2S而发暗，这是银币和银首饰变暗的原因。

金是铜族元素中最稳定的，在常温下它几乎不与任何其它物质反应，只有强氧化性的“王水”才能溶解它。因此，金是最好的金属货币。

锌族元素的性质既不同于铜族元素又不同于碱土金属。

        锌族元素的氧化值一般为+2，只有汞有+1氧化值的化合物，但以双聚离子Hg22+形式存在，如Hg2Cl2。锌族元素的化学活泼性比碱土金属要低得多，依Zn、Cd、Hg顺序依次降低。

氯化汞和氯化亚汞

氯化汞为针状晶体，可溶于水，有剧毒。氯化汞为共价型分子，熔融时不导电，它的熔点很低（549K）易升华，故俗称升汞。

         HgCl2在水中稍有水解，在氨水中氨解生成白色的氨基氯化汞沉淀。

        在酸性溶液中，HgCl2是个较强的氧化剂，例如可以被还原剂SnCl2还原成氯化亚汞的白色沉淀或单质汞：

   2HgCl2+SnCl2(适量)==Hg2Cl2↓+SnCl4

   Hg2Cl2+SnCl2(过量)==2Hg↓+SnCl4

        因此，此反应也常用来检验Hg+离子或Sn2+离子。

HgCl2的1:1000稀溶液常用于手术刀剪的消毒。HgCl2也是生产聚氯乙烯中常用的催化剂。

        高温下汞和氯气直接反应，或用HgO溶于盐酸，都可制得HgCl2。通常也可利用其升华特性而通过HgSO4和NaCl的混合物加热制备。