銅\ce{Cu}単体の製法}} \\[1zh]
\maru1\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{黄銅鉱(\ce{CuFeS2})}}とコークス\ce{C}と石灰石\ce{CaCO3}を溶鉱炉に入れて加熱する. \\[.2zh]
\ \ 鉄分は酸化される一方,\ 銅分は還元され,\ 硫化銅(I)\,\ce{Cu2S}となる. \\[.2zh]
\ \ \ce{4CuFeS2 + 9O2 -> 2Cu2S + 2Fe2O3 + 6SO2 ^} \\[.8zh]
\maru2\ \ \ce{Cu2S}を転炉に移して\ce{O2}\,を吹き込むと,\ 還元されて粗銅(純度99\%)が得られる. \\[.2zh]
\ \ \ce{Cu2S + O2 -> 2Cu + SO2 ^} \\[.8zh]
\maru3\ \ \textbf{\textcolor{magenta}{粗銅}の\textcolor{red}{電解精錬}}(詳細は理論化学)により,\ \textbf{\textcolor{red}{純銅}(純度99.99\%)}が得られる. \\[.5zh]
\ \ {\boldmath $\begin{cases}
陽極(酸化)\ ：(\textcolor{magenta}{粗銅})\ \textcolor{magenta}{\ce{Cu}} \ce{-> Cu^2+ + 2e-} & (\textcolor{forestgreen}{粗銅が溶解}) \\[.2zh]
陰極(還元)\ ：\ce{Cu^2+ + 2e- ->} \textcolor{red}{\ce{Cu}}\ (\textcolor{red}{純銅})& (\textcolor{forestgreen}{純銅が析出銅\ce{Cu}}}\ (第4周期11族,\ +\,1,\ +\,2) \\[1zh]
\maru1\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Cu}}}は\textbf{\textcolor{red}{赤色}}の金属光沢をもち,\ 展性・延性に富む.\青緑色の炎色反応}}を示す.Cu^2+青色}}である. \\[.8zh]
\maru2\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Cu}}}は塩酸や希硫酸には溶けないが,\ \textbf{\textcolor{red}{硝酸や熱濃硫酸など酸化力の強い酸には溶ける.}} \\[.8zh]
\maru3\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Cu^2+}}}を含む水溶液に\textbf{\textcolor{magenta}{少量の塩基}}を加えると,\ \textbf{\textcolor[named]{SkyBlue}{水酸化銅(I\hspace{-.1em}I)の青白色沈殿}}が生じる. \\[.4zh]
\ \ \textbf{\ce{Cu^2+ + 2OH- ->} \textcolor[named]{SkyBlue}{\ce{Cu(OH)2 v}}}\,(\textbf{\textcolor[named]{SkyBlue}{青白色}}) \\[.4zh]
これに\textbf{\textcolor{magenta}{\ce{NH3}\,水を過剰に加える}}と溶解し,\ \textbf{\textcolor{blue}{深青色溶液({\small テトラアンミン銅(I\hspace{-.1em}I)イオン})}}となる.} \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{Cu(OH)2 + 4NH3 ->} \textcolor{blue}{\ce{[Cu(NH3)4]^2+}}\,(\textcolor{blue}{深青色}) + \ce{2OH-}} \\[1zh]
\maru4\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Cu^2+}}}を含む水溶液に\textbf{\textcolor{magenta}{硫化水素}}を通じると,\ \textbf{黒色の硫化銅(I\hspace{-.1em}I)の沈殿}が生じる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{Cu^2+ + S^2- -> CuS v}}\,(\textbf{黒}) \\\\
CuO}} \ 酸化銅(\mathRM{I\hspace{-.1em}I}) & (黒色) Cu}は\ce{Cu^2+}が安定})} \\[.2zh]
\textcolor{blue}{\ce{Cu2O}} 酸化銅(\mathRM{I}) & (\textcolor{red}{赤色}) \text{(有機化学のフェーリング反応で登場)} \\[.2zh]
\textcolor{blue}{\ce{Cu(OH)2}} 水酸化銅 & (\textcolor[named]{SkyBlue}{青白色}) \ce{Cu(OH)2 ->[][\textcolor{orange}{加熱}] CuO v + H2O硫酸銅(\textbf{I\hspace{-.1em}I})五水和物} & & \textcolor{Purple}{硫酸銅(\textbf{I\hspace{-.1em}I})無水物} \\ [-0.5zh]
\ce{CuSO4}・\ce{5H2O} & \ce{<=>[\textcolor{orange}{加熱}][\textcolor{cyan}{水を吸収}]} & \ce{CuSO4} \\ [-0.5zh]
\textcolor{blue}{青色} & & 白色
{水の検出}}に利用) \\[1zh]
\maru7\ \ \textbf{銅合金}\ \,$\begin{cases}
\bm{\textcolor{orange}{黄銅(\textbf{\rubytiny{真鍮}{しんちゅう}})}} & \bm{\textcolor{red}{銅\ce{Cu}}と\textcolor{red}{亜鉛\ce{Zn}}の合金.}\,\,5円玉.\ 金管楽器. \\[.2zh]
\bm{\textcolor{blue}{青銅(ブロンズ)}} & \bm{\textcolor{red}{銅\ce{Cu}}と\textcolor{red}{スズ\ce{Sn}}の合金.}\ 10円玉.\ 銅像.\ 銅メダル. \\[.2zh]
\bm{白銅} & \bm{\textcolor{red}{銅\ce{Cu}}と\textcolor{red}{ニッケル\ce{Ni}}の合金.}\ \,50円玉,\ 100円玉.
\end{cases}$ \\\\[.5zh]
\maru8\ \ 湿った空気中では,\ 表面に緑青}{ろくしょう}}(\textcolor{magenta}{銅のさび})}(無毒)が生じる(アメリカ自由の女神像). \\[1zh]
気体(\ce{NO2},\ \ce{NO},\ \ce{SO2})の実験的製法であった(無機化学：非金属元素). \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{Cu + 4HNO3(濃) -> Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2 ^}} \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{3Cu + 8HNO3(希) -> 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO ^}} \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{Cu + 2H2SO4(濃) -> CuSO4 + 2H2O + SO2 ^}} \\[1zh]
\maru5\ \ 銅を空気中で熱すると酸化銅(\text{I\hspace{-.1em}I})\,\ce{CuO}が生じる. \ce{2Cu + O2 -> 2CuO} \\[.2zh]
\ \ 1000℃以上で熱すると,\ 分解して酸化銅(\text{I})\,\ce{Cu2O}が生じる. \ce{4CuO -> 2Cu2O + O2 ^} \\[.4zh]
\ \ \ce{Cu(OH)2}\,を60～80℃に加熱すると,\ 脱水して\ce{CuO}に変化する. \\[.4zh]
\ \ \bm{イオン化傾向が小さい金属の水酸化物ほど,\ 化合物が不安定で脱水しやすい.} \\[.2zh]
\ \ 例えば,\ \ce{Al(OH)3}\,の脱水には1000～1200℃を要する. \\[1zh]
\maru6\ \ 5個の\ce{H2O}のうち,\ 4個は\ce{Cu^2+}\,に配位結合している(配位水). \\[.4zh]
\ \ 残りの1個は,\ 配位結合した\ce{H2O}および硫酸イオンと水素結合している(陰イオン水). \\[.4zh]
\ \ 加熱していくと,\ \ce{CuSO4}・\ce{5H2O}\ →\ \ce{CuSO4}・\ce{3H2O}\ →\ \ce{CuSO4}・\ce{H2O}\ →\ \ce{CuSO4}\,の順で変化する. \\[1zh]
\maru7\ \ 銅合金ゴロ合わせ「\bm{青}(青銅)\bm{春}(\ce{Sn})\bm{のキ}(黄銅)\bm{ズ}(\ce{Zn})\bm{は白}(白銅)\bm{紙に}(\ce{Ni})」 \\[.2zh]
\ \ 黄銅(真鍮)の英名は\text{brass}である.\ ブラスバンドのブラスは黄銅を意味している. \\[.2zh]
\ \ 純銅ではなく青銅で作られるから,\ オリンピックの銅メダルをブロンズメダルという. \\[1zh]
\maru8\ \ 緑青は,\ \ce{CO2}\,や\ce{H2O}の作用で生じ,\ 主成分は\bm{炭酸水酸化銅(\text{I\hspace{-.1em}I})\ \ce{CuCO3}・\ce{Cu(OH)2}}\,である. \\[.2zh]
\ \ \ce{2Cu + O2 + CO2 + H2O -> CuCO3.Cu(OH)2}
銀\ce{Ag}}}\ (第5周期11族,\ +\,1) \\[1zh]
\maru1\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag}}}は,\ 主に輝銀鉱\ce{Ag2S}として産出する他,\ \textbf{銅の電解精錬の陽極泥}としても得られる. \\[.2zh]
\ \ 銀白色の金属光沢をもち,\ 展性・延性に富み,\ 電気・熱伝導性が金属の中で最大. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\textcolor{blue}{展性・延性比較}} $\bm{\textcolor{orange}{金\,\ce{Au}}>\textcolor{cyan}{銀\,\ce{Ag}}>\textcolor{red}{銅\,\ce{Cu}}}$ \\[.2zh]
\ \ \textbf{\textcolor{blue}{電気・熱伝導性比較}} $\bm{\textcolor{cyan}{銀\,\ce{Ag}}>\textcolor{red}{銅\,\ce{Cu}}>\textcolor{orange}{金\,\ce{Au}}}$ \\[1zh]
\maru2\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag}}}は塩酸や希硫酸には溶けないが,\ \textbf{\textcolor{red}{硝酸や熱濃硫酸など酸化力の強い酸には溶ける.}} \\[.8zh]
\maru3\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag}}}は\textbf{\textcolor{magenta}{硫化水素とは常温でも反応}}し,\ \textbf{黒色の硫化銀}が生成する. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{4Ag + 2H2S + O2 -> 2Ag2S}\,(黒) + \ce{2H2O}} \\[1zh]
\maru4\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag+}}}を含む水溶液に\textbf{\textcolor{magenta}{少量の塩基}}を加えると,\ \textbf{\textcolor[named]{BrickRed}{酸化銀の褐色沈殿}}が生じる. \\[.4zh]
\ \ \textbf{\ce{2Ag+ + 2OH- ->} \textcolor[named]{BrickRed}{\ce{Ag2O v}}\,(\textcolor[named]{BrickRed}{褐色}) + \ce{H2O}} \\[.4zh]
\ \ これに\textbf{\textcolor{magenta}{\ce{NH3}\,水を過剰に加える}}と溶解し,\ \textbf{無色溶液({\small ジアンミン銀(I)イオン})}となる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{Ag2O + 4NH3 + H2O -> 2[Ag(NH3)2]+}\,(無色) + \ce{2OH-}} \\[.4zh]
\ \ また,\ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag2O}}}は穏やかな\textbf{\textcolor{red}{加熱で容易に還元}}され,\ \textbf{単体の銀}が生じる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{2Ag2O ->[\textbf{\textcolor{orange}{加熱}}] 4Ag + O2 ^}} (\textcolor[named]{ForestGreen}{空気中で熱しても酸化されない}) \\[1zh]
\maru5\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag+}}}を含む水溶液に\textbf{\textcolor{magenta}{硫化水素}}を通じると,\ \textbf{黒色の硫化銀の沈殿}が生じる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{2Ag+ + S^2- -> Ag2S v}}\,(\textbf{黒}) \\[1zh]
\maru6\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{Ag+}}}を含む水溶液に\textbf{\textcolor{magenta}{\ce{K2CrO4}水溶液}}を通じると,\ \textbf{\textcolor[named]{BrickRed}{クロム酸銀の赤褐色沈殿}}が生じる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{2Ag+ + CrO4^2- ->Ag2CrO4 v}}}\,赤褐色}}) \\[1zh]
ハロゲン化物イオン}}と反応して,\ \textbf{\textcolor{blue}{ハロゲン化銀}}を生成する. \\[.5zh]
ハロゲン化銀}}} & \raisebox{-0.5zh}{\textbf{沈殿の色}} 沈殿に\textcolor{cyan}{\ce{NH3}水}}} & 沈殿にチオ硫酸ナトリウム}{\textcolor{cyan}{\ce{Na2S2O3}}}\hspace{-1zh}\textcolor{cyan}{水} \\ \hline
\ce{F-} & \ce{AgF} & \textcolor{red}{水溶性}{AgCl v} & 白色 & \textcolor{red}{溶ける}\ \ \ce{[Ag(NH3)2]+} & 溶ける \\ \hline
\ce{Br-} & \ce{AgBr v} &淡黄色}} & \textcolor{red}{溶ける}\ \ \ce{[Ag(NH3)2]+} & 溶ける \\ \hline
\mathRM{I}\ce{^-} & \ce{Ag}\mathRM{I} \ce{ v}黄色}} & 溶けない & 溶ける \\ \hline
{AgCl}, \ce{AgBr}, \ce{Ag}I}} \textbf{\textcolor{red}{感光性}}(\textbf{褐色瓶に保存}).\ 写真フィルムの感光剤. \\[.2zh]
2AgBr ->[\ \textcolor{orange}{光}\ ][分解] 2Ag + Br2}$} \\[1zh]
\maru8\ \ \textbf{\textcolor{blue}{\ce{AgNO3}}} 無色結晶.\ \textbf{水によく溶ける}.\ \textbf{\textcolor{red}{感光性}}(\textbf{褐色瓶に保存}).\ 腐食性(素手は危険).
\maru2\ \ 気体(\ce{NO2},\ \ce{NO},\ \ce{SO2})の実験的製法であった(無機化学：非金属元素). \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{Ag + 2HNO3(濃) -> AgNO3 + H2O + NO2 ^}} \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{3Ag + 4HNO3(希) -> 3AgNO3 + 2H2O + NO ^}} \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{2Ag + 2H2SO4(濃) -> Ag2SO4 + 2H2O + SO2 ^}} \\[1zh]
\maru4\ \ \ce{AgOH}は不安定な物質で,\ \textbf{常温でも直ちに脱水}しAg2O}の褐色沈殿}}が生じる. \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{2AgOH -> Ag2O v + H2O}} \\[1zh]
\maru7\ \ \ce{Ag}とハロゲンの電気陰性度は \ce{Ag}\,(1.9) \ce{F}\,(4.0),\ \ce{Cl}\,(3.2),\ \ce{Br}\,(3.0),\ \mathRM{I}\,(2.7) \\[.2zh]
\ \ \ce{AgF}は,\ \bm{電気陰性度の差が2.1と大きいのでイオン結合性が大きい.} \\[.2zh]
\ \ さらに,\ \bm{陽イオンと陰イオンが1価同士でクーロン力が弱いため,\ 水に溶ける.} \\[.2zh]
\ \ \ce{AgCl},\ \ce{AgBr},\ \ce{Ag}\mathRM{I}は電気陰性度の差が小さいので共有結合性が大きくなり,\ 水に溶けなくなる. \\[1zh]
\ \ \ce{AgCl},\ \ce{AgBr}\,は,\ \bm{アンモニア水を加えるとジアンミン銀(\mathRM{I})イオン(無色)}を生じて溶ける. \\[.2zh]
\ \ \rei\ \ \ce{AgCl + 2NH3 -> [Ag(NH3)2]+ + Cl-} \\[1zh]
\ \ \ce{AgCl},\ \ce{AgBr},\ \ce{Ag}\mathRM{I}は\bm{\ce{Na2S2O3}\,水を加えるとビス(チオスルファト)銀(\mathRM{I})酸イオン}を生じ溶ける. \\[.4zh]
\ \ \rei\ \ \ce{AgCl + 2S2O3^2- -> [Ag(S2O3)2]^3- + Cl-} \\[1zh]
\ \ 「チオ」は「\ce{O}を\ce{S}で置換」を意味する. \\[.2zh]
\ \ \rei\ \ 硫酸ナトリウム\ \ce{Na2SO4} チオ硫酸ナトリウム\ \ce{Na2S2O3金 \ce{Au}}}\ (第6周期11族) \\[1zh]
\maru1\ \ 天然では\textbf{単体として産出}する.\ \textbf{\textcolor{orange}{黄金色}}の金属光沢をもつ. \\[.2zh]
\ \ \textbf{展性・延性が金属の中で最大}で,\ 電気・熱伝導性も大きい. \\[.8zh]
\maru2\ \ イオン化傾向が非常に小さく,\ \textbf{空気酸化されない.} \\[.2zh]
\ \ 酸化力の強い\textbf{硝酸や熱濃硫酸にも溶けない.} \\[.2zh]
\ \ しかし,\ \textbf{\textcolor{red}{王水($\bm{濃塩酸:濃硝酸=3:1}$)には溶ける.}}
