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1 # 羅輯說
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2 # 化學科研
首先我們來看下他們的銅原子的價電子層結構:3d104s1,從此可以看出他可以形成兩種價態的化合物,即+1價與+2價的化合物。為了比較一價和二價銅的穩定性,我們從以下五個方面進行解釋。
(1) 從電離能分析:銅離子的第一電離能為744KJ/mol,第二電離能為710.6KJ/mol,只要生成了一價銅離子,它很容易就生成二價的銅離子,可知二價銅比一價銅是更穩定的。
(2)從它們化合物的穩定性分析:氧化銅需要在1100攝氏度以上才分解生成氧化亞銅,4CuO =2Cu2O+O2然而氧化亞銅在空氣中就可以被氧化成氧化銅,由此也可以看出二價的銅比一價銅的穩定性要好。
(3)從電子軌道分析:形成一價銅時,由於銅原子次外層電子上的3d軌道電子剛剛充滿,核電荷數還沒大到足以牢固的吸引住所有此外層的d電子,因而d電子也不穩定,同時銅原子的3d軌道和4s軌道能量相差不大,故在一定條件下,d軌道還很容易失去一個d電子,形成二價的銅化合物。這也說明二價銅比一價銅更穩定。
(4)從水合能分析:由於二價銅離子的電荷比一價的高,二價離子的半徑比一價離子的半徑小等因素的影響,銅離子的水合能比亞銅離子的水合能高,所以在水溶液中二價銅比一價銅要穩定的多。
(5)從二價銅的歧化反應的平衡常數來分析:2Cu+ = Cu2++Cu, K=1.2×10∧6溶液中[Cu2+]為[Cu+]2的1.2 ×10∧6倍,也說明在溶液中二價銅比一價銅更穩定。
從著五方面解釋都可以得出一個結論:二價銅比一價銅更穩定。
Cu+離子具有d10結構,所以它有一定的相對穩定性,在幹態下Cu(1)化合物是穩定的.但這個新完成的 d10又有不夠穩定的一面,傾向於再失去一個電子形成Cu2+ 離子:
由於二價
有較高的水合能(537.3千卡/摩),因而在有水存在下,二價銅離子的化合物是穩定的.則一價銅離子在水溶液中容易發生歧化反應:
2Cu+(aq)====(可逆符號)Cu(s)+Cu2+(aq) 在20度時此反應的平衡常數K值為 K==(Cu2+)/(Cu+)==1.2 ×10⑹上標
或者
Cu+很容易歧化為Cu2+ 和Cu.這是由於Cu2+的水合焓很大.此外,如果配體與銅離子之間所形成的鍵的共 價成分大,則Cu+就比Cu2+穩定,如CuCl、CuI、Cu(CN)2-等