无机化学课件13p区元素一-.ppt

1、第十三章第十三章 p区元素区元素(一一)13.3 碳族元素碳族元素 13.2 硼族元素硼族元素 13.1 p区元素概述区元素概述 13.1 p区元素概述区元素概述 第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道)p区元素性质的特征区元素性质的特征各族元素性质由上到下呈现二次周期性第四周期元素表现出异样性(d区插入)最后三个元素性质缓慢地递变价电子构型：ns2np1-5 例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。多种氧化值电负性大，形成共价化合物 13.2 硼族元素硼族元素13.2.4 铝的化合物铝的化合物13.

2、2.3 硼的化合物硼的化合物13.2.2 硼族元素的单质硼族元素的单质13.2.1 硼族元素概述硼族元素概述13.2.1 硼族元素概述硼族元素概述硼族(A)：B，Al，Ga，In，Tl价电子构型：ns2np1缺电子元素：价电子数价层轨道数缺电子化合物：成键电子对数价层轨道数例如：BF3，H3BO3。注意：HBF4不是缺电子化合物。ClClAlClClClClAl缺电子化合物特点：b.易形成双聚物Al2Cl6HF BF3a.易形成配位化合物HBF413.2.3 硼的化合物硼的化合物1.硼的氢化物硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6 例：B2H6 B4H10 乙硼烷 丁硼烷 有CH4，但无BH3

3、 最简单的硼烷：B2H6 其结构并非如右图所示：HHBBHHHH 硼烷的结构 B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。（氢桥）记作：HHBBHHHH 要点：B的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。多中心键多中心键 三中心二电子键三中心二电子键(3c-2e)简称简称三中心键三中心键,是是多中心多中心键的一种形式键的一种形式定义：是指定义：是指3个或个或3个以上原子之间个以上原子之间所所 形成的共形成的共价键价键B 缺电子原子缺电子原子H等电子原子等电子原子形成二个三中心二电子键形成二个三中心二电子键强度：为一般共价键强度的一半强度：为一般共价键强度的一半形成：缺电子原子形成：缺电子原子 等等

4、电子原子电子原子硼烷的性质比烷烃活泼硼烷的性质比烷烃活泼 硼烷的性质 自燃高能燃料，剧毒 水解含硼化合物燃烧 火焰呈现绿色O(g)3H(s)OB(g)3O(g)HB232262(g)H6(s)BO2HO(l)3H(g)HB233262水下火箭燃料 mol-509.3kJ-1rHmrHm-1mol-2034kJ 加合反应COB2HCOHB362 被氯氯化6HCl(l)2BCl(g)6Cl(g)HB3262-1mol-1376kJrHm4622NaBHHB2NaH4622LiBHHB2LiHBH)(NHBH2NHHB4232362OHBOOHH 硼酸 H3BO3结构：B：sp2杂化2.硼的含氧化合

5、物分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸晶体为鳞片状此结构使硼酸具有解理性此结构使硼酸具有解理性可用作润滑剂可用作润滑剂性质：一元弱酸(固体酸)OHBOH233HB(OH)-4K=5.810-10水溶液显酸性,是由于硼原子是缺电子原子,价层有空轨道，能接受水解离出的OH-孤电子对，以配位键形式形成B(OH)4-3.硼的卤化物 BX3结构：B：sp2杂化 BX3性质：BXXX水解：I)Br,Cl,(X 3HXBOHO3HBX332333BFHFHFBF3HBFBOHO3H4BF43323氧化铝：Al2O3 -Al2O3：刚玉硬度大，不溶于水、酸、

6、碱。-Al2O3：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作为催化剂载体。13.2.4 铝的化合物铝的化合物1.氧化铝和氢氧化铝红宝石(Cr3+)蓝宝石(Fe3+,Cr3+)黄玉/黄晶(Fe3+)有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而呈现鲜明颜色。在碱性溶液中存在Al(OH)4-或Al(OH)63-简便书写为332AlOAlO 或 氢氧化铝：Al(OH)3两性：Al(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3+OH-Al(OH)4-难溶于水经光谱实验证实：经光谱实验证实：溶液中不存在溶液中不存在AlO2 或或AlO33-2.铝的卤化物离子晶体 分子晶体分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机 溶剂，易形成双聚物

7、。水解激烈：HCl3Al(OH)O3HAlCl323AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3离子键 共价键无水AlCl3只能用干法制取3.铝的含氧酸盐硫酸铝：(1)易溶于水，水溶液由于Al3+水解呈酸性342)(SOAlS(g)3H(s)2Al(OH)O6H2S2Al232-23K=10-5.03(g)3CO(s)2Al(OH)OH3CO32Al232-233Al(H2O)63+Al(OH)(H2O)52+H+(2)弱酸的铝盐在水中完全水解 13.3 碳族元素碳族元素13.3.5 锡、铅的化合物锡、铅的化合物13.3.4 硅的化合物硅的化合物13.3.3 碳的化合物碳的化合物13.3.2 碳

8、族元素的单质碳族元素的单质13.3.1 碳族元素概述碳族元素概述13.3.1 碳族元素概述碳族元素概述价电子构型：ns2np2碳族(IVA)：C,Si,Ge,Sn,Pb 主要氧化值 0、+2、+4 从C Pb +2 氧化态稳定性增强 +4 氧化态稳定性减弱 ns2 稳定性惰性电子对效应 典型非金属 准金属 典型金属碳单质的同素异形体：金刚石：原子晶体,硬度 最大,熔点最高。石墨：层状晶体，质软，有金属光泽。碳原子簇：足球烯或富勒烯：C60，C70 等。13.3.2 碳族元素的单质碳族元素的单质金刚石(sp3杂化)13.3.3 碳的化合物碳的化合物一个键两个键:C O:1.碳的氧化物(1)一氧化

9、碳(CO):C O:43 ：O C O：C：sp杂化(2)二氧化碳 (CO2)碳酸及其盐的热稳定性：(2)H2CO3MHCO3碱土金属盐过渡金属盐铵盐(3)同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3分解T/100 540 900 1290 1360(4)过渡金属碳酸盐稳定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3 FeCO3 分解T/900 315 350 282价电子构型 8e_ (18+2)e_ 18e_ (9-17)e_离子极化观点：COOO2-M2+MCO3 MO+CO2 r(M2+)愈小，M2+极化力愈大，MCO3 愈不稳定；M2+

10、为18e_，(18+2)e_，(9-17)e_ 构型相对于 8e_构型的极化力大，其 MCO3 相对不稳定。碳酸盐的溶解度：易溶盐：Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 KHCO3100溶解度 45 16 156 60(g/100g H2O)COOOCOOOHOCOOHH-其它金属(含Li)碳酸盐难溶于水，且酸式盐溶解度大于正盐。氢键存在，形成二聚物或多聚物COOOHOOC2-HO可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型：可溶性碳酸盐可作沉淀剂可溶性碳酸盐可作沉淀剂,分离某些离子分离某些离子碳酸盐碳酸盐碱式碳酸盐碱式碳酸盐氢氧化物氢氧化物生成物生成物反应物反应物金属氢氧化物金属氢氧化物对应碳酸盐

11、对应碳酸盐金属氢氧化物金属氢氧化物 对应碳酸盐对应碳酸盐2Fe2Fe3+3+3CO+3CO3 3+3H+3H2 2O2Fe(OH)O2Fe(OH)3 3+3CO+3CO2 22Al2Al3+3+3CO+3CO3 3+3H+3H2 2O2Al(OH)O2Al(OH)3 3+3CO+3CO2 22-2-如如2Cu2Cu2+2+2CO2CO3 3+H+H2 2OCuOCu2 2(OHOH)2 2COCO3 3 +COCO2 22Mg2Mg2+2+2CO2CO3 3+H+H2 2OMgOMg2 2(OHOH)2 2COCO3 3 +COCO2 2BaBa2+2+CO+CO3 3 BaCO BaCO3

12、3 2Ag2Ag+CO+CO3 3 Ag Ag2 2COCO3 3如如2-2-Si采用sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体硅氧四面体二氧化硅 结构：13.3.4 硅的化合物硅的化合物1.硅的氧化物2.硅酸及其盐 H4SiO4 原硅酸硅酸 H2SiO3 偏硅酸 xSiO2yH2O 多硅酸性质：12210132106.1107.1 SiOH，溶解度小，是二元弱酸KK变色硅胶 无水CoCl2 CoCl26 H2O4.硅的卤化物 SiX4 SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4聚集态 g l l s（氟硅酸）4HClSiOHO3HSiCl3224水解：熔沸点 低 高 分子量 小 大SiFH 2HFSi

13、F6244HFSiOH O3HSiF322413.3.5 锡、铅的化合物锡、铅的化合物1.锡、铅的氧化物和氢氧化物HNO3或HAcH+放置H+-26Sn(OH)32)(s,SnOH-白4Sn过量OH-适量OH-3Pb(OH)2)(s,Pb(OH)白2Pb适量OH-过量OH-24Sn(OH)2)(s,Sn(OH)白2Sn过量OH-适量OH-浓HNO3 )(s,SnOH-Sn 32不溶于酸或碱白OH4NOSnOH)(4HNOSn22323浓-Sn(II)的还原性-26-2432432-26-222-2622-223Sn(OH)2Bi(s,3Sn(OH)2Bi(OH)2FeSnFe2SnSnCl)2

14、Hg(l,4ClClHgSnSnCl)(s,ClHg4Cl2HgClSn黑黑白Sn2+,Hg2+的相互鉴定鉴定Bi3+的反应Sn0.136Sn 0.154 Sn/V24AESn0.91Sn(OH)0.93Sn(OH)/V24-26BEPb(IV)的氧化性Pb0.58PbO0.25PbO /VPb0.126Pb1.45PbO /V2B22AEEOHNaClPbONaClOPb(OH)22222-422O2H5Pb2MnO4H2Mn5PbO2222O2HClPbCl)4HCl(PbO浓小结：氧化性减弱，酸性增强碱性增强，还原性减弱碱性增强酸性增强Sn(OH)4Pb(OH)4PbO2Sn(OH)2P

15、b(OH)22.锡、铅的盐水解：(g)CO2铅白3.92210 H Sn(OH)OHSnK7.12210 H Pb(OH)OHPbKHCl),Sn(OH)Cl(sOHSnCl22白4HClSn(OH)H-O6HSnCl6224)(sCOPb(OH)OH2CO2Pb322-232 少数可溶：Pb(NO3)2,Pb(Ac)2(弱电解质，有甜味，俗称铅糖)，铅的可溶性化合物都有毒。多数难溶：溶于热水，也溶于盐酸2PbCl，3422PbCOPbSOPbIPbCl等。4PbCrO溶解性：溶液中。溶于浓 KI PbI2。溶于浓硫酸，生成244)Pb(HSOPbSOPbClHHCl2PbCl422 PbCr

16、O4溶于过量的碱，此点与黄色BaCrO4有别。Pb2+的鉴定：黄色4242)s,(PbCrOCrOPb Pb2+Pb(OH)3-PbCl2(白)PbSO4(白)PbI2(黄)PbCrO4(黄)PbCl42-Pb(HSO4)2 PbI42-Pb2+Cr2O72-浓HCl浓H2SO4I-HNO3OH-小结如下：3.锡、铅的硫化物SnS(棕)SnS2(黄)PbS(黑)SnS+4HCl H2SnCl4+H2SPbS+4HCl H2PbCl4+H2SSnS2+6HCl H2SnCl6+2H2SPbS2均不溶于稀盐酸配位溶解(浓HCl)SnS32-不稳定，遇酸分解。SH)(s,SnS2HSnS22-23黄碱溶 (SnS,PbS不溶)-2322223232SnSSSnSO3H2SnSSnO6OH3SnS氧化碱溶 (SnS2,PbS不溶)2322SnSSSSnPbS与HNO3作用（硫代锡酸根）O4H3S2NO)3Pb(NO8HNO3PbS22 33