В соединениях медь проявляет две степени окисления: +1 и +2. Первая из них склонна к диспропорционированию и устойчива только в нерастворимых соединениях (Cu2O, CuCl, CuI и т. п.) или комплексах (например, [Cu(NH3)2]+). Её соединения бесцветны. Более устойчива степень окисления +2, которая даёт соли синего и сине-зелёного цвета. В необычных условиях можно получить соединения со степенью окисления +3 и даже +5. Последняя встречается в солях купраборанового аниона Cu(B11H11)23−, полученных в 1994 году.
Простое вещество[править | править вики-текст]
Не изменяется на воздухе в отсутствие влаги и диоксида углерода. Является слабым восстановителем, не вступает в реакцию с водой и разбавленной соляной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода, цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», кислородом, галогенами, халькогенами, оксидами неметаллов. Вступает в реакцию при нагревании с галогеноводородами.
На влажном воздухе медь окисляется, образуя основный карбонат меди(II) (внешний слой патины):
Реагирует с концентрированной холодной серной кислотой:
С концентрированной горячей серной кислотой:
С безводной горячей серной кислотой:
C разбавленной серной кислотой при нагревании в присутствии кислорода воздуха:
С концентрированной азотной кислотой:
С разбавленной азотной кислотой:
С царской водкой:
С концентрированной горячей соляной кислотой:
C разбавленной хлороводородной кислотой в присутствии кислорода:
С газообразным хлороводородом при 500—600 °C:
С бромоводородом:
Также медь реагирует с концентрированной уксусной кислотой в присутствии кислорода:
Медь растворяется в концентрированном гидроксиде аммония, с образованием аммиакатов:
Окисляется до оксида меди(I) при недостатке кислорода и 200 °C и до оксида меди(II), при избытке кислорода и температурах порядка 400—500 °C:
Медный порошок реагирует с хлором, серой (в жидком сероуглероде) и бромом (в эфире), при комнатной температуре:
При 300—400 °C реагирует с серой и селеном:
C оксидами неметаллов:
Медь реагирует с цианидом калия с образованием дицианокупрата(I) калия, щелочи и водорода:
С концентрированной соляной кислотой и хлоратом калия:
Соединения меди(I)[править | править вики-текст]
Степени окисления +1 соответствует оксид Cu2O красно-оранжевого цвета. Соответствующий гидроксид CuOH (жёлтого цвета) быстро разлагается с образованием оксида. Гидроксид CuOH проявляет основные свойства.
Многие соединения меди +1 имеют белую окраску либо бесцветны. Это объясняется тем, что в ионе Сu+ все пять Зd-орбиталей заполнены парами электронов.
Ионы меди(I) в водном растворе неустойчивы и легко диспропорционируют:
В то же время медь(I) встречается в форме соединений, которые не растворяются в воде, либо в составе комплексов. Например, дихлорокупрат(I)-ион [CuCl2]− устойчив. Его можно получить, добавляя концентрированную соляную кислоту к хлориду меди(I):
Свойства соединений меди (I) похожи на свойства соединений серебра (I). В частности, CuCl, CuBr и CuI нерастворимы. Также существует нестабильный сульфат меди(I).
Соединения меди(II)[править | править вики-текст]
Степень окисления II — наиболее стабильная степень окисления меди. Ей соответствует чёрный оксид CuO и голубой гидроксид Cu(OH)2, который при стоянии легко отщепляет воду и при этом чернеет:
Гидроксид меди (II) носит преимущественно основный характер и только в концентрированной щелочи частично растворяется с образованием синего гидроксокомплекса. Наибольшее значение имеет реакция гидроксида меди (II) с водным раствором аммиака, при которой образуется так называемый реактив Швейцера (растворитель целлюлозы):
Соли меди(II) образуются при растворении меди в кислотах-окислителях (азотной, концентрированной серной). Большинство солей в этой степени окисления имеют синюю или зелёную окраску.
Соединения меди(II) обладают слабыми окислительными свойствами, что используется в анализе (например, использование реактива Фелинга).
Карбонат меди(II) имеет зелёную окраску, что является причиной позеленения элементов зданий, памятников и изделий из меди и медных сплавов при взаимодействии оксидной плёнки с углекислым газом воздуха в присутствии воды. Сульфат меди(II) при гидратации даёт синие кристаллы медного купороса CuSO4∙5H2O, используется как фунгицид.
Оксид меди (II) используются для получения оксида иттрия бария меди (YBa2Cu3O7-δ), который является основой для получения сверхпроводников.
Соединения меди(III) и меди(IV)[править | править вики-текст]
Степени окисления III и IV являются малоустойчивыми степенями окисления и представлены только соединениями с кислородом, фтором или в виде комплексов.
