二价铜的英文解释翻译、二价铜的的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 cupric
分词翻译:
二价的英语翻译:
【医】 bivalence
铜的英语翻译:
copper; cuprum
【医】 copper; Cu; cuprum
专业解析
二价铜 (èr jià tóng) 在化学中是一个核心概念,指铜元素(Cu)在化合物中呈现+2氧化态的状态。这是铜最常见的稳定氧化态之一(另一个是+1价)。以下是其详细解释:
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核心定义与化学本质:
- 当铜原子失去其最外层的两个电子(具体是4s轨道的一个电子和3d轨道的一个电子)后,形成带有两个正电荷的铜离子(Cu²⁺)。这个离子态的铜就是“二价铜”。
- 其电子排布为 [Ar] 3d⁹。这个未填满的d轨道(差一个电子达到半满稳定态)是Cu²⁺离子呈现蓝色或绿色以及具有顺磁性的根本原因。
- 在化合物中,二价铜通过离子键或配位键与其他元素或基团结合。例如,在硫酸铜(CuSO₄)中,铜就是+2价;在氢氧化铜(Cu(OH)₂)中,铜也是+2价。
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物理与化学性质:
- 颜色: Cu²⁺离子在水溶液中通常呈现蓝色(如 [Cu(H₂O)₆]²⁺ 水合离子),这是其最显著的特征之一。但颜色会随配体不同而变化,例如与氨形成 [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ 时呈深蓝色,与氯离子形成 [CuCl₄]²⁻ 时呈黄绿色。
- 磁性: 由于其3d⁹电子构型存在未成对电子,Cu²⁺及其化合物通常具有顺磁性。
- 稳定性: +2价是铜在含氧环境和水溶液中最常见的稳定氧化态。许多二价铜化合物在自然界存在(如孔雀石Cu₂CO₃(OH)₂、蓝铜矿Cu₃(CO₃)₂(OH)₂中都含有Cu²⁺)。
- 反应性: Cu²⁺具有一定的氧化性,可以被还原性更强的金属(如Zn, Fe)或还原剂还原为金属铜(Cu⁰)或亚铜离子(Cu⁺)。
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应用与重要性:
- 工业催化剂: 二价铜化合物广泛用作有机合成、石油化工等领域的催化剂(如醋酸乙烯酯合成)。
- 电镀与冶金: 硫酸铜溶液是电镀铜和湿法冶金提铜的基础。
- 农业: 含铜杀菌剂(如波尔多液,主要成分是碱式硫酸铜)用于防治植物病害。
- 颜料与染料: 历史上,含二价铜的矿物(如蓝铜矿、孔雀石)被用作蓝色和绿色颜料。
- 生命科学: 铜是人体必需的微量元素,许多含铜酶(如细胞色素c氧化酶、超氧化物歧化酶)中的铜以+2价态参与电子传递和氧化还原反应。
权威参考来源:
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) - 作为化学命名的最高权威机构,IUPAC定义了“氧化态”(Oxidation State)的概念,并确认铜常见的氧化态包括+2。其术语数据库是化学标准的基础。
- 《无机化学》权威教材 (如 Greenwood & Earnshaw, Housecroft & Sharpe) - 这些经典教材详细阐述了铜元素的化学性质,包括Cu²⁺离子的电子构型、配位化学、颜色来源、磁性以及常见化合物的性质与应用。
- 美国化学会 (ACS) 出版物 (如《Chemical Reviews》, 《Inorganic Chemistry》期刊) - 发表大量关于铜化学的基础研究和应用进展的同行评议论文,是了解二价铜最新科学认知的重要来源。
- 材料数据库 (如 Materials Project, COD) - 提供大量含二价铜化合物的晶体结构、能带结构等数据,证实其普遍存在性和结构特征。
- 国家医学图书馆 (NLM) - PubMed - 收录大量关于铜在生物体内作用(常涉及Cu²⁺)的研究文献,说明其在生命过程中的重要性。
“二价铜”精确指代氧化态为+2的铜(Cu²⁺离子或化合物中呈+2价的铜原子)。它是铜化学的核心,具有独特的蓝色特征、顺磁性,并在工业催化、材料科学、农业和生命活动中扮演着不可或缺的角色。其定义和性质基于坚实的化学理论基础,并被权威化学组织、教材和科学文献广泛记载和验证。
网络扩展解释
二价铜是指铜元素在化合物中呈现+2氧化态的形式(即Cu²⁺),其稳定性、化学性质及存在形式与所处环境密切相关。以下是综合多个来源的详细解释:
1.稳定性与电子结构
- 水溶液中更稳定:二价铜(Cu²⁺)在水溶液中因较高的水合能而更稳定。水合过程中释放的能量补偿了铜失去第二个电子所需的能量,使其在水溶液中不易被还原。
- 电子排布差异:Cu²⁺的电子排布为[Ar]3d⁹,而Cu⁺为[Ar]3d¹⁰(全满结构)。尽管全满结构理论上更稳定,但水溶液中Cu²⁺的水合作用显著增强了其稳定性。
2.歧化反应
- 在水溶液中,一价铜(Cu⁺)易发生歧化反应:
$$ 2text{Cu}^+ rightarrow text{Cu}^{2+} + text{Cu} $$
该反应的平衡常数较大($K=1.2times10$),表明Cu²⁺在溶液中占主导地位。
3.颜色与常见化合物
- 颜色特性:Cu²⁺在水溶液中通常呈现蓝色或蓝绿色(如硫酸铜溶液),这是由水合铜离子([Cu(H₂O)₄]²⁺)的光吸收特性决定的。
- 典型化合物:包括氧化铜(CuO)、硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)和碱式碳酸铜(铜绿,Cu₂(OH)₂CO₃)等。
4.不同环境下的稳定性
- 高温或干态:此时Cu⁺更稳定,例如CuO在高温(>1000℃)下会分解为Cu₂O和氧气。
- 自然界存在:一价铜矿物(如赤铜矿Cu₂O、辉铜矿Cu₂S)在干态条件下更常见,而二价铜矿物(如孔雀石Cu₂CO₃(OH)₂)多形成于水溶液环境。
5.应用与化学性质
- 氧化性:Cu²⁺是铜的最高常见氧化态,具有中等氧化性,可参与氧化还原反应(如与金属铁反应置换出铜单质)。
- 工业用途:二价铜盐广泛用作催化剂、颜料(如蓝铜矿),金属铜则用于制造合金(青铜、黄铜)等。
二价铜的稳定性、颜色及化学行为与其电子结构、水合作用及反应环境密切相关,需结合具体条件分析。
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