无机化学课件：第十五章 p区元素(三).ppt

1、15.3 p区元素化合物性质区元素化合物性质 的递变规律的递变规律15.2 稀有气体稀有气体15.1 卤素卤素*15.1.6 拟卤素及拟卤化物拟卤素及拟卤化物15.1.5 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物15.1.4 卤化物卤化物 多卤化物多卤化物 卤素互化物卤素互化物15.1.3 卤化氢或氢卤酸卤化氢或氢卤酸15.1.2 卤素单质卤素单质15.1.1 卤素概述卤素概述卤族元素的性质变化：卤素(VII) F Cl Br I价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5共价半径/pm6499114133第一电离能/kJmol-11681125111401008电负性3.982

2、.962.663.16电子亲和能/kJmol-1-328 -349 -325 -295氧化值 -1-1， 1， 3， 5， 71.卤素单质的物理性质聚集状态g g l sb.p./-188 -34 59 185 m.p. /-220 -102 -7 114颜色浅黄 黄绿 红棕 紫分子间力小大F2 Cl2 Br2 I2F2 Cl2 Br2 I2X2 氧化性：强弱X- 还原性：弱强 氧化还原性氧化性最强的是F2，还原性最强的是I。2.卤素单质的化学性质2.889 1.360 1.07740.5345：/V)/XX(2-E结论：激烈程度222O4HXOH2X222BrClF歧化反应：222IBrCl

3、可见：氯水, 溴水, 碘水的主要成分是单质。在碱存在下，促进X2在H2O中的溶解、歧化。 与H2O反应：氧化反应：42104.2)(Cl-K92107.2)(Br-K132102.0)(I-KHXHXO OHX22歧化反应产物：-O3HXO5X6OH3XOHXOXOH2X23222_常温加热低温9PHI2-3IO-3IO-3IO6PHBr2-3BrO-3BrOC)(0BrOO-Cl24PHClO-3ClOClO-常温下，卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。HFHClHBrHI分解温度/15001000300键能/kJmol-1570432366298酸性弱强分子极性沸点稳定性熔点*-83.57

4、-114.18-86.87 -50.80m.p./* 19.52-85.05 -66.71-35.1b.p./6.373.572.761.40/(10-30cm)-271.1-92.3-36.4-26.5/kJmol-1fHm1.卤化氢或氢卤酸的性质递变HCl2HClHClhv2242C50042SONa2HCl)浓(SOH2NaClO442NaHSOHCl)浓(SOHNaClHF2HF CaSO)(SOH CaF4422浓直接合成法复分解反应复分解反应工业：实验室：33233323POH3HIO3HPIPOH3HBrO3HPBr33223322PO2H6HIO6H3I2PPO2H6HBrO6

5、H3Br2P442KHSOHX（浓）SOHKXO2HBrSO)(SOH2HBr22242浓O4H4ISH（浓）SOH8HI22242卤化物水解HBr和HI(X=Br,I)不能用复分解反应实际上能否选用其他酸用复分解反应制备HBr和HI?(1) 卤化物的分类金属卤化物：32LaCl,BaClNaCl,CsF,离子型：非金属卤化物：6543SF,PCl,SiF,BF等卤素与电负性比较小的元素生成的化合物。1.卤化物：-)(TiCl,FeCl,SnCl,AlCl)AgCl(18e4343高氧化值金属构型共价型水解性：性质：离子型共价型熔点：高低溶解性：大多易溶于水易溶于有机溶剂导电性：水溶液，熔融导

6、电无导电性对应氢氧化物不是强碱的都易水解，产物为氢氧化物或碱式盐易水解,产物为两种酸BX3,SiX4,PCl3金属卤化物非金属卤化物(2) 卤化物的性质：记：Sn(OH)Cl，SbOCl，BiOCl卤化物的键型及性质的递变规律： 同一周期：从左到右，阳离子电荷数增大，离子半径减小，离子型向共价型过渡，熔沸点下降。例如： NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4b.p./ 1465 1412 181(升华) 57.6 同一金属不同卤素：AlX3 随着X半径的增大，极化率增大，共价成分增多。例如： 离子键 共 价 型 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 b.p./ 1272 181 2

7、53 382 A的卤化物均为离子键型，随着离子半径的减小，晶格能增大，熔沸点增大。例如： NaF NaCl NaBr NaIm.p./ 996 801 755 660 同一金属不同氧化值：高氧化值的卤化物共价性显著，熔沸点相对较低。例如： SnCl2 SnCl4 ； SbCl3 SbCl5m.p./ 247 -33 73.4 3.532KIKII-3I为直线型521117V.P.III-*2.多卤化物+1HXO次卤酸+3HClO2亚卤酸+5HXO3卤酸+7HXO4高卤酸1.各类卤素含氧酸根的结构(X为sp3杂化)次卤酸：HClO HBrO HIO酸性氧化性稳定性：大小2.810-8 2.610

8、-9 2.410-11弱酸( )K a1.495 1.3410.983)/VX/XO(-E重要反应：OHOHCa(OH)CaClCa(ClO) 3Ca(OH)2Cl2222222漂白粉2HClOHClO22光2HClHClO3HClO3OHNaClNaClONaOHCl22冷卤酸： HClO3 HBrO3 HIO3酸性： 强 强 近中强 酸性1.458 1.513 1.209已获得酸的浓度：40% 50% 晶体稳定性：大小)/VX/XO(2-3E2-32-3Cl2IOI2ClO氧化制备鉴定I-、Br-混合溶液紫红色消失棕黄色不消失水紫红棕黄水22242-Cl)(I)(BrCClClIBr10H

9、Cl2HIOO6HI5Cl3222氧化性10HCl2HBrOO6HBrCl53222只有在高浓度Cl2气才能实现且难度很大。通常利用碱性条件：-3-3ClBrOBrClO36V3 . 1)/ClCl( 1.513V)/Br(BrO-22-3EAEA0.613V)Br/(BrO 0.89V)/Cl(ClO-3-EBEB强氧化性：(与各种易燃物混合后，撞击爆炸着火) KCl3KClO4KClO43小火加热KClO3与C12H22O11的混合物的火焰火柴头中的氧化剂(KClO3)2MnO33O2KCl2KClO2 高卤酸： HClO4 HBrO4 H5IO61.226 1.763 1.60都是强氧化

10、剂,均已获得纯物质,稳定性好。4-)104 . 4(Ka1偏高碘酸HIO4)/V/XO(XO34-EA高碘酸H5IO6酸性：酸性 最强 强 弱重要反应：11HO7H IO52MnO2MnIOH52-3-4265 高氯酸盐多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸盐的溶解度都很小。KClO4稳定性好,用作炸药比KClO3更稳定。242OKClC610KClONH4ClO4：现代火箭推进剂。Mg(ClO4)2 , Ca(ClO4)2可用作干燥剂可得40%溶液可得固体1.495 1.55 1.451.409氧化性(除HClO2)(5) 氯的各种含氧酸性质的比较HClO HClO2 HClO

11、3HClO4酸性：稳定性：/V)X/(-氧化型E不稳 不稳 相对稳定 稳定15.2.1 稀有气体的发现稀有气体的发现15.2.4 稀有气体化合物稀有气体化合物15.2.3 稀有气体的存在和分离稀有气体的存在和分离15.2.2 稀有气体的性质和用途稀有气体的性质和用途Ar稀有气体：He Ne Ar Kr Xe Rn“第三位小数的胜利” 空气分馏氮：1.2572 gL-1化学法制备氮：1.2505gL-1价层电子构型：ns2np6 He Ne Ar Kr Xe RnI1/kJmol-1 2372 2087 1527 1357 1176 1043 m.p./ -272 -249 -189 -157

12、-112 -71S/ml/kgH2O 8.6 10.5 33.6 59.4 108 230临界温度临界温度/K 5.25 44.5 150.9 209.4 289.7 378.1 稀有气体的物理性质：1.合成：XePtF6 (红色晶体)思路：已合成 O2PtF6XePtFPtFXe 66预测：)11 (138940021nRAZZU-210pmXer201pm2Or-11mol1176.5kJ eXeXe-I-1122mol1171.5kJ eOO-IVSEPR理论：畸变八面体四方锥 7)68(21V.P. XeF 6)408(21V.P. XeOF 6 4思考：XeF4和XeF2各为何种分子

13、构型？15.3.2 p区元素的氢化物区元素的氢化物15.3.5 p区元素含氧酸盐的区元素含氧酸盐的 溶解性和热稳定性溶解性和热稳定性15.3.4 p区元素化合物的氧化还原性区元素化合物的氧化还原性15.3.3 p区元素的氧化物及其水合物区元素的氧化物及其水合物15.3.1 p区元素的单质区元素的单质CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClGeH4AsH3H2SeHBrSnH4SbH3H2TeHI稳定性增强还原性减弱水溶液酸性增强稳定性减弱还原性增强水溶液酸性增强以第四周期元素的氢氧化物或含氧酸为例：KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3强碱 强碱 两性 Ge(OH)4 H3AsO4 H

14、2SeO4 HBrO4 两性偏酸 中强酸 强酸 强酸酸性增强，碱性减弱氢氧化物或含氧酸，可记作： (OH)mROnm：羟基氧的个数 n：非羟基氧的个数例：HClO4 即 HOClO3 m=1，n=3酸性的强弱取决于羟基氢的释放难易，而羟基氢的释放又取决于羟基氧的电子密度。若羟基氧的电子密度小,易释放氢,酸性强。Pauling规则：(定性)H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 羟基氧的电子密度取决于中心原子R的电负性、半径、氧化值非羟基氧的数目 若 R 的电负性大、半径小、氧化值高则羟基氧电子密度小，酸性强；非羟基氧的数目多，可使羟基氧上的电子密度小，酸性强。例如：R电负性 1.90 2.19 2.58 3.16 半径 氧化值非羟基氧 0 1 2 3酸性酸性 HClO4 HNO3电负性 3.16 3.04n(非羟基氧) 3 2酸性 H2S2O7 H2SO4n(非羟基氧) 2.5 2缩和程度愈大，酸性愈强。酸性 HClO HClO2 HClO3 HClO4 n(非羟基氧) 0 1 2 3 Pauling规则(半定量)：K an=3 特强酸 ( 103) HClO4K an=2 强酸 ( =10-1103) H2SO4,HNO3K an=1 中强酸 ( =10-410-2) H2SO3,HNO2K an=0 弱酸 ( 10-5) HClO, HBrO