無機化學課件13p區(qū)元素一

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,第十三章,p,區(qū)元素,(,一,),13.3,碳族元素,13.2,硼族元素,13.1,p,區(qū)元素概述,13.1,p,區(qū)元素概述,第二周期元素具有反常性,(,只有,2,s,2p,軌道,),p,區(qū)元素性質(zhì)的特征,各族元素性質(zhì)由上到下呈現(xiàn)二次周期性,第四,周期元素表現(xiàn)出異樣性,(,d,區(qū)插入,),最后三個元素性質(zhì)緩慢地遞變,價電子構型：,n,s,2,n,p,1-5,例如：氯的氧化值有,+1，+3，+5，+7，-1，0,等。,惰性電子對效應：,同族元素從上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物變得更穩(wěn)定。,多種氧化

2、值,電負性大，形成共價化合物,13.2,硼族元素,13.2.4,鋁的化合物,13.2.3,硼的化合物,13.2.2,硼族元素的單質(zhì),13.2.1,硼族元素概述,13.2.1,硼族元素概述,硼族,(,A),：,B,，,Al,，,Ga,，,In,，,Tl,價電子構型：,n,s,2,n,p,1,缺電子元素：價電子數(shù),價層軌道數(shù),缺電子化合物：成鍵電子對數(shù),價層軌道數(shù),例如：,BF,3,，,H,3,BO,3,。,注意：,HBF,4,不是缺電子化合物。,缺電子化合物特點：,b.,易形成雙聚物,Al,2,Cl,6,HF BF,3,a.,易形成配位化合物,HBF,4,13.2.3,硼的化合物,1.,硼的氫化

3、物,硼烷分類：,B,n,H,n+4,和,B,n,H,n+6,例：,B,2,H,6,B,4,H,10,乙硼烷 丁硼烷,有,CH,4,，但無,BH,3,最簡單的硼烷：,B,2,H,6,其結構并非如右圖所示：,硼烷的結構,B,：利用,sp,3,雜化軌道，與氫形成三中心兩電子鍵。（氫橋）,記作：,要點：,B,的雜化方式，三中心兩電子鍵、氫橋。,多中心鍵,三中心二電子鍵,(3c-2e),簡稱,三中心鍵,是,多中心鍵的一種形式,定義：是指,3,個或,3,個以上原子之間,所,形成的共價鍵,B,缺電子原子,H,等電子原子,形成二個三中心二電子鍵,強度：為一般共價鍵強度的一半,形成：缺電子原子,等,電子原子,硼

4、烷的性質(zhì)比烷烴活潑,硼烷的性質(zhì),自燃,高能燃料，劇毒,水解,含硼化合物燃燒,火焰呈現(xiàn)綠色,加合反應,被氯氯化,硼酸,H,3,BO,3,結構,：,B,：,sp,2,雜化,2.,硼的含氧化合物,分子間通過氫鍵形成接近六角形的對稱層狀結構，層與層之間借助微弱的范德華力聯(lián)在一起因此硼酸晶體為鱗片狀,此結構使硼酸具有解理性可用作潤滑劑,性質(zhì)：,一元弱酸,(,固體酸,),=5.810,-10,水溶液顯酸性,是由于硼原子是缺電子原子,價層有空軌道，能接受水解離出的,OH,-,孤電子對，以配位鍵形式形成,B(OH),4,-,3.,硼的鹵化物,BX,3,結構：,B,：,sp,2,雜化,BX,3,性質(zhì)：,B,X,

5、X,X,水解：,氧化鋁：,Al,2,O,3,-,Al,2,O,3,：剛玉,硬度大，不溶于水、酸、堿。,-,Al,2,O,3,：活性氧化鋁，可溶于酸、堿，可作為催化劑載體。,13.2.4,鋁的化合物,1.,氧化鋁和氫氧化鋁,紅寶石,(Cr,3+,),藍寶石,(Fe,3+,Cr,3+,),黃玉,/,黃晶,(Fe,3+,),有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色。,在堿性溶液中存在,Al(OH),4,-,或,Al(OH),6,3-,簡便書寫為,氫氧化鋁：,Al(OH),3,兩性：,Al(OH),3,+3H,+,Al,3+,+3H,2,O,Al(OH),3,+OH,-,Al(OH),4,-,難溶

6、于水,經(jīng)光譜實驗證實：,溶液中不存在,AlO,2,或,A,lO,3,3-,-,2.,鋁的鹵化物,離子晶體 分子晶體,分子晶體：熔點低，易揮發(fā)，易溶于有機,溶劑，易形成雙聚物。,水解激烈：,AlF,3,AlCl,3,AlBr,3,AlI,3,離子鍵 共價鍵,無水,AlCl,3,只能用干法制取,3.,鋁的含氧酸鹽,硫酸鋁,：,(1),易溶于水，水溶液由于,Al,3+,水解呈酸性,=10,-5.03,Al(H,2,O),6,3+,Al(OH)(H,2,O),5,2+,+H,+,(2),弱酸,的鋁鹽在水中完全水解,13.3,碳族元素,13.3.5,錫、鉛的化合物,13.3.4,硅的化合物,13.3.3

7、,碳的化合物,13.3.2,碳族元素的單質(zhì),13.3.1,碳族元素概述,13.3.1,碳族元素概述,價電子構型：,n,s,2,n,p,2,碳族,(,IVA,),：,C,Si,Ge,Sn,Pb,主要氧化值,0、+2、+4,從C Pb,+2 氧化態(tài)穩(wěn)定性,增強,+4 氧化態(tài)穩(wěn)定性,減弱,ns,2,穩(wěn)定性惰性電子對效應,典型非金屬,準金屬 典型金屬,碳單質(zhì)的同素異形體：,金剛石：原子晶體,硬度 最大,熔點最高。,石墨：層狀晶體，質(zhì)軟，有金屬光澤。,碳原子簇：,足球烯或富勒烯：,C,60,，,C,70,等。,13.3.2,碳族元素的單質(zhì),金剛石,(,sp,3,雜化,),13.3.3,碳的化合物,一個,

8、鍵,兩個鍵,:,C O,:,1.,碳的氧化物,(1),一氧化碳,(CO),:C O:,：,O C O,：,C,：,sp,雜化,(2),二氧化碳,(,CO,2,),碳酸及其鹽的熱穩(wěn)定性：,(2)H,2,CO,3,MHCO,3,堿土金屬鹽,過渡金屬鹽,銨鹽,(3),同,一族金屬的碳酸鹽穩(wěn)定性從上到下增加,BeCO,3,MgCO,3,CaCO,3,SrCO,3,BaCO,3,分解,T,/,100 540 900 1290 1360,(4),過渡,金屬碳酸鹽穩(wěn)定性差,CaCO,3,PbCO,3,ZnCO,3,FeCO,3,分解,T,/,900 315 350 282,價電子構型,8e,_,(18+2)

9、e,_,18e,_,(9-17)e,_,離子極化觀點：,2-,M,2+,MCO,3,MO+CO,2,r,(M,2+,),愈小，,M,2+,極化力愈大，,MCO,3,愈不穩(wěn)定；,M,2+,為,18,e,_,，,(18+2)e,_,，,(9-17)e,_,構型相對于,8e,_,構型的極化力大，其,MCO,3,相對不穩(wěn)定。,碳酸鹽的溶解度：,易溶鹽,：,Na,2,CO,3,NaHCO,3,K,2,CO,3,KHCO,3,100,溶解度,45 16 156 60,(,g/100g H,2,O),-,-,-,其它金屬,(,含,Li),碳酸鹽難溶于水，且酸式鹽溶解度大于正鹽。,氫鍵存在，形成,二聚物或多聚

10、物,2-,可溶性碳酸鹽與金屬離子作用的產(chǎn)物類型：,可溶性碳酸鹽可作沉淀劑,分離某些離子,碳酸鹽,堿式碳酸鹽,氫氧化物,生成物,反應物,金屬氫氧化物,對應碳酸鹽,金屬氫氧化物,對應碳酸鹽,2Fe,3+,+3CO,3,+3H,2,O2Fe(OH),3,+3CO,2,2Al,3+,+3CO,3,+3H,2,O2Al(OH),3,+3CO,2,2-,2-,如,2Cu,2+,+,2CO,3,+H,2,OCu,2,(,OH,),2,CO,3,+,CO,2,2Mg,2+,+,2CO,3,+H,2,OMg,2,(,OH,),2,CO,3,+,CO,2,Ba,2+,+CO,3,BaCO,3,2Ag,+,+CO,

11、3,Ag,2,CO,3,如,2-,2-,Si,采用,sp,3,雜化軌道與氧形成硅氧四面體,硅氧四面體,二氧化硅,結構：,13.3.4,硅的化合物,1.,硅的氧化物,2.,硅酸及其鹽,H,4,SiO,4,原硅酸,硅酸,H,2,SiO,3,偏硅酸,xSiO,2,yH,2,O,多硅酸,性質(zhì)：,12,2,10,1,3,2,10,6,.,1,10,7,.,1,SiO,H,-,-,=,=,，,，,溶解度小，是二元弱酸,K,K,變色硅膠,無,水,CoCl,2,CoCl,2,6 H,2,O,4.,硅的鹵化物,SiX,4,SiF,4,SiCl,4,SiBr,4,SiI,4,聚集態(tài),g l l s,（氟硅酸）,水

12、解：,熔沸點 低 高,分子量 小 大,13.3.5,錫、鉛的化合物,1.,錫、鉛的氧化物和氫氧化物,HNO,3,或,HAc,H,+,放置,H,+,-,2,6,Sn(OH),3,2,),(s,SnO,H,-,白,4,Sn,+,過量,OH,-,適量,OH,-,-,3,Pb(OH),2,),(s,Pb(OH),白,2,Pb,+,適量,OH,-,過量,OH,-,-,2,4,Sn(OH),2,),(s,Sn(OH),白,2,Sn,+,過量,OH,-,適量,OH,-,濃,HNO,3,),(s,SnO,H,-,Sn,3,2,不溶于酸或堿,白,O,H,4NO,SnO,H,),(,4HNO,Sn,2,2,3,2

13、,3,+,+,+,濃,-,Sn(II),的還原性,Sn,2+,Hg,2+,的相互鑒定,鑒定,Bi,3+,的反應,Sn,0.136,Sn,0.154,Sn,/V,2,4,A,-,+,+,E,-,Sn,0.91,Sn(OH),0.93,-,Sn(OH),/V,2,4,-,2,6,B,-,E,Pb(IV),的氧化性,Pb,0.58,PbO,0.25,PbO,/V,Pb,0.126,Pb,1.45,PbO,/V,2,B,2,2,A,-,-,+,E,E,O,H,NaCl,PbO,NaClO,Pb(OH),2,2,2,+,+,+,2,2,-,4,2,2,O,2H,5Pb,2MnO,4H,2Mn,5PbO,

14、+,+,+,+,+,+,+,2,2,2,2,O,2H,Cl,PbCl,),4HCl(,PbO,+,+,+,濃,小結：,氧化性減弱，酸性增強,堿性增強，還原性減弱,堿性增強,酸性增強,Sn(OH),4,Pb(OH),4,PbO,2,Sn(OH),2,Pb(OH),2,2.,錫、鉛的鹽,水解,：,(g),CO,2,+,鉛白,3.9,2,2,10,H,Sn(OH),O,H,Sn,-,+,+,+,=,+,+,K,7.1,2,2,10,H,Pb(OH),O,H,Pb,-,+,+,+,=,+,+,K,HCl,),Sn(OH)Cl(s,O,H,SnCl,2,2,+,+,白,4HCl,Sn(OH),H,-,O

15、,6H,SnCl,6,2,2,4,+,+,),(s,CO,Pb(OH),O,H,2CO,2Pb,3,2,2,-,2,3,2,+,+,+,少數(shù)可溶：,Pb(NO,3,),2,Pb(Ac),2,(,弱電解質(zhì)，有甜味，俗稱鉛糖,)，,鉛的可溶性化合物都有毒。,多數(shù)難溶：,溶解性：,PbCrO,4,溶于過量的堿，此點與黃色,BaCrO,4,有別。,Pb,2+,的鑒定：,黃色,4,2,4,2,),s,(,PbCrO,CrO,Pb,+,-,+,Pb,2+,Pb(OH),3,-,PbCl,2,(,白,),PbSO,4,(,白,),PbI,2,(,黃,),PbCrO,4,(,黃,),PbCl,4,2-,Pb(

16、HSO,4,),2,PbI,4,2-,Pb,2+,+Cr,2,O,7,2-,濃HCl,濃H,2,SO,4,I,-,HNO,3,OH,-,小結如下：,3.,錫、鉛的硫化物,SnS(,棕,)SnS,2,(,黃,)PbS(,黑,),SnS+4HCl H,2,SnCl,4,+H,2,S,PbS+4HCl H,2,PbCl,4,+H,2,S,SnS,2,+6HCl H,2,SnCl,6,+2H,2,S,PbS,2,均不溶于稀鹽酸,配位溶解,(,濃,HCl),SnS,3,2-,不穩(wěn)定，遇酸分解。,堿溶,(SnS,PbS,不溶,),氧化堿溶,(SnS,2,PbS,不溶,),PbS與HNO,3,作用,（硫代錫酸根）,O,4H,3S,2NO,),3Pb(NO,8HNO,3PbS,2,2,3,3,+,+,+,+,