一價鎵、銦、鉈的化合物
銅臭 / 2022-08-01
這些元素一價化合物的存在表示最外電子層ns²電子對是穩(wěn)定的,在以前討論的幾族元素中已經(jīng)看到,在每族內(nèi),這對電子的穩(wěn)定性是隨著元素電子量增加而增高,并依族數(shù)而遞增,而且依族數(shù)在較多的輕元素上表現(xiàn)出來。例如,在氮族元索中,ns²電子對的穩(wěn)定性使全族元素皆有穩(wěn)定的三價化合物;當(dāng)然,這種穩(wěn)定性是隨著原子量的增加而增高。在碳族元素中,形成不動用這對電子的化合物的似乎是從鍺起。在鋅分族中僅僅汞有保持這對電子的趨勢。由此可見,在本分族元素中,鉈原子內(nèi)6s²電子的穩(wěn)定性應(yīng)在汞與鉛之間。銦可保留有這對電子而形成--價的化合物。價鎵的化合物,即使存在,也很不穩(wěn)定。故-價元素化合物的穩(wěn)定性是依照Ga-In-TI次序而遞增。
1. 一價鎵的化合物
一價鎵的化合物的存在 與否向未能確定??赡艽嬖诘挠醒趸LCa?O,由加熱于金屬鎵和氧化鎵?????的混合物而生成,為暗棕包粉末。在高真空內(nèi)在500時升華,在700℃時分解Ga?O?+Ga?但X-射綫的鑒定不能證明它的存在。一價鎵的另一化合 物是硫化鎵Ca?S,由在高真空內(nèi)加熱硫化鎵????而制得: 4GaS=Ga?S?+Ga?S.所得硫化鎵???為灰用升華體若再加熱,則分解為Ga?S?+Ga?
2.一價銦的化合物
一價銦的氧化物、硫化物和除氟而外外的鹵化物皆存在,但不穩(wěn)定。一價鋼離子遇水立即歧化。
3In?=2In+In³?
In?O?在氫內(nèi)或在高真空內(nèi)加熱即得氧化銦???In?O。它是黑色固體,不與水起作用,而易溶于鹽酸內(nèi),并放出氫氣。氯化銦???InCl的制備是將氯化銦?????的制備是將氧化銦?????的蒸氣通過加熱的金屬銦。它是紅色固體,熔點為225℃,一與水接觸即分解為氧化銦?????和金屬銦。硫化銦???In?S的最好制法是加熱于等當(dāng)量的銦金屬和硫的混合物。In?S是黃色透明晶體,熔點653℃不與水起作用,而易為酸所分解,放出氫和生成紅色的In?S?沉淀。
3.一價鉈的化合物
鉈的穩(wěn)定態(tài)是一價。三價鉈的化合物極易還原為一價的化合物。金屬鉈的性質(zhì)與飴很相似,鉛在它的鹽丙皆為二價,而鉈在鹽內(nèi),皆為一價。一價的鉈與堿金屬和銀有很多相類似的性質(zhì)。鉈離子TI?無色; TIOH的溶解度很高(在25°C約40%),離解度也高;雖然它的鹽有些水解,但堿性不如氫氧化鉀強。與鉀、 銨、銀相同,鉈的鹽皆無結(jié)晶水。在含氧酸鹽的溶解度上,鉈與堿金屬相似。另一方面,若干鉈???的鹽,特別是鹵化物,就與銀相近似。而與堿金屬不同,鹵化鉈???略溶于水,比銀較多,與二價鉛相差不多,表15-9列出在25°C時溶于100升水內(nèi)各鹽的克分子數(shù)。
表15-9 鹵化鉈???,銀,鉛????和鉀的溶解度克分子/100升水,25°
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F |
Cl |
Br |
I |
Tl???
Ag
Pb????
K
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359
1430
0.27
1657
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1.6
0.00136
3.40
476
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0.20
0.000073
2.64
589
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0.0254
0.0000108
0.164
681
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鉈???與銀的相似是顯而易見的,特別是氟化物與其他鹵化物溶度的不同。另外,和銀一樣,鉈???也形成難溶的鉻酸鹽和硫化物TI?S。另一方面,鉈,與銀不同,在水溶液內(nèi)不能與氨發(fā)生加合作用而形成氨絡(luò)離子。大多數(shù)的鉈鹽如硫酸鹽、鉻酸鹽和硝酸鹽等皆與較重的堿金屬相應(yīng)的鹽為同晶型的,故鉈???離子可以代替復(fù)鹽或礬內(nèi)的堿金屬,這是因為它們的離子大小約相同(離子半徑,單位為Å:T1?-1.49; K?-133; Rb?- 1.49;Cs?-1.65; Ag?-1.13。