【稳定性】Cu+ Cu2+
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/08/24 06:21:38
【稳定性】Cu+ Cu2+
Cu以及亚铜离子、铜离子的亚层电子排布各是怎样的?
并证明三者的稳定性顺序(Cu可不比较)
Cu2+不是有单个电子吗?
为什么稳定呢?
我要理论。
Cu以及亚铜离子、铜离子的亚层电子排布各是怎样的?
并证明三者的稳定性顺序(Cu可不比较)
Cu2+不是有单个电子吗?
为什么稳定呢?
我要理论。
LZ既然要理论,我只好给出理论解释了
事实:
(1) CuⅠ能在固体或配离子中稳定存在,但在水溶液,Cu+却没有Cu2+稳定,Cu+可以歧化为Cu2+和Cu;
(2) CuⅠ在气态稳定,CuⅡ在溶液稳定.
1\在气态时,Cu+的歧化趋势极小,造成Cu+离子稳定的决定因素是Cu的第二电离能比第一电离能和金属的原子化焓之和大得多之故.
2\在水溶液中,Cu+很容易歧化为Cu2+和Cu.这是由于Cu2+的水合焓很大,它补偿了Cu+气态歧化反应焓变的正值和水合一价Cu+(aq)离子的脱水焓后还有剩余,从而改变了反应自发进行的方向.
3\Cu2+的水合焓比Cu+的水合焓大,可从离子的构型去解释.
4\(1) 在铜离子的水合焓中,铜离子与水分子之间的静电作用占了绝对优势,其中Cu+占80.8%,Cu2+占92.8%.
(2) 共价作用在Cu+中占有重要的地位,接近20%,而在Cu2+中,共价作用相对较小,仅占7.21%.
(3) d9结构的Cu2+的配位场作用占4.3%,而d10结构的Cu+没有这一项.
(4) 除此之外,d9结构的Cu2+还存在姜-泰勒畸变稳定化能.
结论
综上所述,在水溶液中,Cu2+(aq)比Cu+(aq)稳定的主要原因是因为Cu2+与水的静电作用远大于Cu+.
其根源有两个:
一是Cu2+比Cu+的电荷大一倍,离子半径又小于Cu+.
二是Cu2+为d9结构,在水分子配位场的作用下,发生d轨道能级分裂,得到配位场稳定化能和姜泰勒畸变稳定化能.
因此,尽管Cu+离子的共价作用能大于Cu2+,但由于Cu2+具有上述特有的因素,因而使得在极性溶剂水中,Cu2+的水合能远比Cu+大,大到足够破坏Cu+的d10相对稳定的电子构型,使之向d9电子构型的Cu2+转变.
另外
溶剂化能对Cu的各种氧化态的稳定性的影响,还可从Cu在乙腈中的电势图得到证实.
1.242 -0.118
在乙腈中 Cu2+ Cu+ Cu
0.562
0.158 0.522
(比较) 在水中 Cu2+ Cu+ Cu
0.3402
在乙腈中,φ右θ< φ左θ,Cu+已经不能歧化.这是因为在极性较弱的乙腈溶剂中,离子与溶剂间的静电作用比在水中时明显减弱,因而Cu2+溶剂化所放出的能量不足以补偿Cu+的去溶剂化能和电离能,以致Cu+可以稳定存在.
此外,如果配体与铜离子之间所形成的键的共价成分大,则Cu+就比Cu2+稳定,如CuCl、CuI、Cu(CN)2-等,由于Cu+离子与配体间的作用力大,因而它们都能稳定存在.相反,如果配体与Cu2+离子之间的静电作用大,则Cu2+就可以稳定存在,如CuF2就是如此.
事实:
(1) CuⅠ能在固体或配离子中稳定存在,但在水溶液,Cu+却没有Cu2+稳定,Cu+可以歧化为Cu2+和Cu;
(2) CuⅠ在气态稳定,CuⅡ在溶液稳定.
1\在气态时,Cu+的歧化趋势极小,造成Cu+离子稳定的决定因素是Cu的第二电离能比第一电离能和金属的原子化焓之和大得多之故.
2\在水溶液中,Cu+很容易歧化为Cu2+和Cu.这是由于Cu2+的水合焓很大,它补偿了Cu+气态歧化反应焓变的正值和水合一价Cu+(aq)离子的脱水焓后还有剩余,从而改变了反应自发进行的方向.
3\Cu2+的水合焓比Cu+的水合焓大,可从离子的构型去解释.
4\(1) 在铜离子的水合焓中,铜离子与水分子之间的静电作用占了绝对优势,其中Cu+占80.8%,Cu2+占92.8%.
(2) 共价作用在Cu+中占有重要的地位,接近20%,而在Cu2+中,共价作用相对较小,仅占7.21%.
(3) d9结构的Cu2+的配位场作用占4.3%,而d10结构的Cu+没有这一项.
(4) 除此之外,d9结构的Cu2+还存在姜-泰勒畸变稳定化能.
结论
综上所述,在水溶液中,Cu2+(aq)比Cu+(aq)稳定的主要原因是因为Cu2+与水的静电作用远大于Cu+.
其根源有两个:
一是Cu2+比Cu+的电荷大一倍,离子半径又小于Cu+.
二是Cu2+为d9结构,在水分子配位场的作用下,发生d轨道能级分裂,得到配位场稳定化能和姜泰勒畸变稳定化能.
因此,尽管Cu+离子的共价作用能大于Cu2+,但由于Cu2+具有上述特有的因素,因而使得在极性溶剂水中,Cu2+的水合能远比Cu+大,大到足够破坏Cu+的d10相对稳定的电子构型,使之向d9电子构型的Cu2+转变.
另外
溶剂化能对Cu的各种氧化态的稳定性的影响,还可从Cu在乙腈中的电势图得到证实.
1.242 -0.118
在乙腈中 Cu2+ Cu+ Cu
0.562
0.158 0.522
(比较) 在水中 Cu2+ Cu+ Cu
0.3402
在乙腈中,φ右θ< φ左θ,Cu+已经不能歧化.这是因为在极性较弱的乙腈溶剂中,离子与溶剂间的静电作用比在水中时明显减弱,因而Cu2+溶剂化所放出的能量不足以补偿Cu+的去溶剂化能和电离能,以致Cu+可以稳定存在.
此外,如果配体与铜离子之间所形成的键的共价成分大,则Cu+就比Cu2+稳定,如CuCl、CuI、Cu(CN)2-等,由于Cu+离子与配体间的作用力大,因而它们都能稳定存在.相反,如果配体与Cu2+离子之间的静电作用大,则Cu2+就可以稳定存在,如CuF2就是如此.
是Cu.还是Cu2.
物质的稳定性比方说,Cu2+在水溶液中比Cu+要稳定,高温的时候相反,其它的东西呢,稳定性应该怎么判断
电池Cu|Cu+||Cu+,Cu2+|Pt和Cu|Cu2+||Cu2+,Cu+|Pt的 电池反应均可写作Cu+Cu2+=
CU2+ +Fe=Fe2+ +Cu
Cu2(OH)2CO3反应生成Cu
Cu2(OH)CO3,中Cu的化合价
Cu2(OH)2CO3怎么变成Cu
Cu怎么变成Cu2(OH)2CO3
Cu2+与Cu生成Cu+的反应平衡
fe2+ fe3+ cu+ cu2+的氧化性顺序
高一化学题Fe+Cu2+═Fe2++Cu
根据离子方程式写出化学方程式,Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu