非金屬元素通論和硼.ppt

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第十二章非金屬元素通論和硼 12 1元素的發(fā)現(xiàn) 分類及其在自然界的存在12 2非金屬元素的通論12 3硼及其化合物 2020年1月29日10時55分 12 1元素的發(fā)現(xiàn) 分類及其在自然界的存在 12 1 1元素的發(fā)現(xiàn)和分類 金屬非金屬稀有氣體 2020年1月29日10時55分 元素發(fā)現(xiàn)的時期和分類 Lr 2020年1月29日10時55分 地殼中主要元素的豐度 12 1 2元素在地殼 海洋和大氣中的分布 元素在地殼中的含量稱為豐度 通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)和原子分?jǐn)?shù)表示 2020年1月29日10時55分 12 2非金屬元素通論 非金屬元素有22種 2020年1月29日10時55分 12 2 1非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 一 非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)8 N規(guī)則 第N族的非金屬元素的每個原子可以提供8 N個價電子去與8 N個鄰近原子形成8 N個共價 單 鍵 VII族N 78 N 1雙原子分子 F2 Cl2 Br2 I2 零族N 88 N 0單原子分子 He Ne Ar Kr Xe VI族N 68 N 2 V族N 58 N 3 IV族N 48 N 4 III族N 38 N 3 2020年1月29日10時55分 非金屬元素按其單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可分為三類 小分子物質(zhì) 單原子分子 雙原子分子分子晶體 多原子物質(zhì) S8 Sex P4 分子晶體 大分子物質(zhì) C Si 含鏈 層 原子晶體 2020年1月29日10時55分 二 非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 1 與H2O的反應(yīng) 常溫下 4H O2 4e 2H2O 中性溶液 Eo 0 81V 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 12 2 2非金屬元素的氫化物 2020年1月29日10時55分 12 2 3非金屬含氧酸及其鹽 一 非金屬含氧酸的酸性1 ROH規(guī)則 2020年1月29日10時55分 也可以用ROH規(guī)則說明 A中HClO HBrO HIO的酸性依次減弱 HClO3 HBrO3 HIO3的酸性也依次減弱 2020年1月29日10時55分 2 鮑林規(guī)則 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 二 非金屬含氧酸及其鹽的氧化還原性 2020年1月29日10時55分 2020年1月29日10時55分 12 2 4非金屬單質(zhì)的一般制備方法 1 氧化法3FeS s 12C s 8O2 空氣 Fe3O4 s 12CO g 6S g 4HCl 濃 MnO2 MnCl2 aq 2H2O l Cl22 還原法2Ca3 PO4 2 s 10C s 6SiO2 s 6CaSiO3 s 10CO g P43 置換反應(yīng)2KBr aq Cl2 g 2KCl aq Br2 l 2KI aq Cl2 g 2KCl aq I2 s 4 電解法2KHF2 l 2KF s H2 g F2 g 2020年1月29日10時55分 12 3硼及其化合物 單質(zhì)硼的制備在1808年由英國的戴維 法國的蓋 呂薩克和泰納完成 自然界中并無天然單質(zhì)硼存在 常與其他元素共生在一起 如硼鎂礦 硼砂等 我國西部地區(qū)的內(nèi)陸鹽湖及遼寧 吉林等地都產(chǎn)硼 硼化學(xué)的獨特性僅是在近40年來由于結(jié)構(gòu)化學(xué)的發(fā)展才被發(fā)現(xiàn)的 近年來硼化合物的化學(xué)獲得了迅速和多方面的發(fā)展 硼化學(xué)領(lǐng)域的廣闊幾乎有可能同碳化學(xué) 有機(jī)化學(xué) 相比美 2020年1月29日10時55分 12 3 1硼的成鍵特征 電子層結(jié)構(gòu)ns2p1缺電子原子 價電子數(shù)少于價軌道數(shù) 原子半徑小 88pm 第一電離能高 801kJ mol 1 上述特征決定了硼化學(xué)的獨特性 2020年1月29日10時55分 12 3 2硼的氫化物 分類BnHn 4類 B2H6 B5H9 B6H10 B8H12 B10H14 BnHn 6類 B3H9 B4H10 B5H11 B6H14 2020年1月29日10時55分 2 B2H6的分子結(jié)構(gòu) 稱 三中心二電子 鍵 用 3c 2e 表示 又稱為氫橋 HB B 2020年1月29日10時55分 3 B2H6的性質(zhì) 含硼化合物燃燒時 火焰呈現(xiàn)綠色 2 遇水易離解 1 自燃 2020年1月29日10時55分 3 可做高能 火箭 燃料 4 硼烷劇毒遠(yuǎn)超過氰化鉀 光氣 COCl 等 故常使用硼烷的衍生物 如 C2H5 3B5H6是液體高能燃料 C2H5 2B10H12和 C4H9 2B10H12等是固體高能燃料 2020年1月29日10時55分 12 3 3硼的重要化合物 一 硼砂Na2B4O7 10H2O硼砂為無色透明晶體 在空氣中容易失去部分水而風(fēng)化 加熱至380 400 完全失去水成為無水鹽Na2B4O7 加熱到878 則熔化為玻璃狀物體 硼砂珠實驗 Na2B4O7 CoO 2NaBO2 Co BO2 2 寶藍(lán)色 Na2B4O7 NiO 2NaBO2 Ni BO2 2 淡紅色 此性質(zhì)用于鑒定重金屬離子 也被應(yīng)用于搪瓷和玻璃工業(yè) 上釉 著色并耐高溫 及焊接金屬 焊藥 除去金屬表面的氧化物 硼砂還用于制造特種光學(xué)玻璃和人工寶石 2020年1月29日10時55分 硼砂常溫下溶解度較小 沸水中易溶 水解顯較強(qiáng)的堿性 Na2B4O7 3H2O 2NaBO2 2H3BO3 2NaBO2 4H2O 2NaOH 2H3BO3所以 工業(yè)上用作肥皂 洗衣粉的填料 2020年1月29日10時55分 B sp2雜化 二 硼酸 H3BO3 1 制備 Mg2B2O5 H2O 2H2SO4 2H3BO3 2MgSO4 Na2B4O7 10H2O H2SO4 4H3BO3 Na2SO4 5H2O2 結(jié)構(gòu) 2020年1月29日10時55分 3 性質(zhì) 1 一元弱酸 固體酸 硼酸的酸性不是 而是由于B的缺電子性 可以接受水電離出的OH 生成加合物B OH 4 使水溶液的 H 從而使溶液呈酸性 2020年1月29日10時55分 3 受熱易分解 2 與多羥基化合物加合 B的缺電子性 可使硼酸的酸性增加 2020年1月29日10時55分 應(yīng)用硼酸被大量的用于玻璃和搪瓷工業(yè) 因為是弱酸 對人體的受傷組織有和緩和防腐作用 故為醫(yī)藥上常用的消毒劑之一 如硼酸軟膏 硼酸粉等 硼酸也是減少排汗的收斂劑 為痱子粉的成份之一 此外 它還用于食物防腐 2020年1月29日10時55分 12 3 4新型硼化物 碳化硼B(yǎng)4C boroncarbide 黑色有光澤 共價性碳化物 特征 密度小 2 52g cm3 熔點高 2800K以上 硬度大 耐腐蝕性好 是航天工業(yè)配件的一種理想特種材料 氮化硼 BN n boronnitride 俗稱白色石墨層狀 固體潤滑劑金剛石型 硬度超過金剛石 2020年1月29日10時55分 回頁首 下一章 2020年1月29日10時55分