大学精品课件：第14章P区元素2.PPT

1、第十四章 p区元素（二）,14.2 氧族元素,14.1 氮族元素,14.1.5 砷、锑、铋的 化合物,14.1.4 磷的化合物,14.1.3 氮的化合物,14.1.2 氮族元素的单质,14.1.1 氮族元素概述,14.1 氮族元素,14.1.1 氮族元素概述,氮族(VA)：N，P，As，Sb， Bi,价电子构型：ns2np3,氮气是无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8C。微溶于水。常温下化学性质极不活泼，加热时与活泼金属Li，Ca，Mg等反应，生成离子型化合物。,14.1.2 氮族元素的单质,磷的同素异形体,P4化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。,较稳定，400以上燃烧，不溶于

2、有机溶剂。,磷的燃烧,红磷的结构,As,Sb,Bi,氮、磷为非金属，砷、锑为准金属，铋为金属。,14.1.3 氮的化合物,结构：,N：sp3杂化，三角锥形,1. 氮的氢化物,(1) 氨 (NH3),工业：,制备：,实验室：, 易溶于水，易形成一元弱碱, 强还原性, 取代反应,催化, 加合反应,铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水,(2) 铵盐,石蕊试纸法 (红蓝),的结构：,N：sp3杂化， 正四面体,的鉴定：,挥发性非氧化性酸铵盐,非挥发性，非氧化性酸铵盐, 热稳定性差,氧化性酸铵盐,2. 氮的氧化物,铂丝网,(1) 一氧化氮(NO),制备：,性质： 无色气体，水中溶解度较小。,瓶中NO接触

3、 空气形成NO2,(2) 二氧化氮(NO2),N：价层电子构型2s22p3，sp2杂化, 有毒，有特殊臭味的红棕色气体, 溶于水, 用碱吸收,结构：,性质：,3. 氮的含氧酸及其盐,N：sp2杂化,(1) 亚硝酸及其盐,制备：,结构：,亚硝酸（HNO2）,亚硝酸 (HNO2),NO+NO2,性质：, 弱酸,(蓝色), 不稳定,亚硝酸盐,制备：碱吸收法,性质： 绝大部分无色, 易溶于水 (AgNO2 浅黄色，不溶)，剧毒，是致癌物。,主, 氧化还原性,(2) 硝酸及其盐,结构：,物理性质 ： 纯硝酸：无色液体，密度为1.53gcm-3 浓硝酸：含HNO3 69%，密度 1.4gcm-3 硝酸挥发

4、而产生白烟发烟硝 酸，溶有过量NO2的浓硝酸产生红 烟，且硝酸常带黄色或红棕色。,硝酸 (HNO3),N：sp2杂化,HNO3的化学性质, 强氧化性,大部分金属可溶于硝酸，硝酸被还原的程度与金属的活泼性和硝酸的浓度有关。,铜与浓硝酸反应,规律：HNO3越稀，金属越活泼， HNO3 被还原的氧化值越低。,活泼金属：, 与有机化合物发生硝化反应,多为黄色, 热稳定性差，保存在棕色瓶中,冷的浓硝酸使Fe, Al, Cr钝化 王水：（氧化配位溶解）,硝酸盐,的结构：,N：sp2杂化,性质： 易溶于水； 水溶液在酸性条件下才有氧化性， 固体在高温时有氧化性； 热稳定性差。,1. 磷的氧化物,O2(足),

5、14.1.4 磷的化合物,性质：,P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。 P4O10白色雪花状晶体，强吸水性。,（歧化）,*(1) 次磷酸( H3PO2)及其盐,性质： 一元中强酸,2. 磷的含氧酸及其盐,结构：,强还原剂,=1.010-2,*(2) 亚磷酸 (H3PO3)及其盐,性质： 二元中强酸：,结构：,强还原性：,(3) 磷酸及其盐,特性：脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、 (聚)偏磷酸。,结构：,性质：三元中强酸,磷酸 (H3PO4),焦磷酸 H4P2O7,聚磷酸,聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O) ， n=2 焦磷酸， n=3 三(聚)磷酸,(聚)偏磷酸,(聚)偏磷酸 (n个H

6、3PO4脱n个H2O) 偏磷酸：HPO3(n=1)，四(聚)偏磷酸：(HPO3)4,酸性变化一般规律,缩合度增加，酸性增强。,同一元素不同氧化态，高价偏酸，但磷的含氧酸例外。,磷酸盐,聚磷酸盐具有配位性,六偏磷酸钠(格氏盐),硬水软化,3. 磷的卤化物,PX3 PX5 结构： 三角锥 三角双锥,分子晶体,离子晶体,PCl3 PCl5,杂化类型：不等性sp3 sp3d,PCl5离子晶体,PCl5固体中含有PCl4+和PCl6-离子 PCl4+：P：sp3杂化 四面体,PCl6-：P：sp3d2杂化 八面体,类似：PBr5晶体中有PBr4+和Br-离子。,重要性质：水解,14.1.5 砷、锑、铋的

7、化合物,AsH3 SbH3 BiH3,自燃：,化学性质：,缺氧分解：,1. 砷、锑、铋的氢化物,AsH3 性质的应用：,马氏试砷法： 试样、锌和盐酸混合，产生气体导入热玻璃管。,砷镜,古氏试砷法：,M(III)的氧化物,2. 砷、锑、铋的氧化物,M(V)的氧化物,两性：,3. 砷、锑、铋的氢氧化物及含氧酸,铋酸极不稳定，很难制得；但铋酸盐已制得。,三元中强酸。,一元弱酸，难溶于水 。,M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强),(鉴定Mn2+),小结：,As() Sb() Bi() As() Sb() Bi(),碱性增强,还原性增强,酸性增强,氧化性增强,碱 性 增 强,酸 性 增 强,4.

8、砷、锑、铋的盐,盐类水解,氧化性(弱),(鉴定Sb3+),(鉴定Bi3+),5. 砷、锑、铋的硫化物,均不溶于水和稀酸。,（As2S3不溶）,性质：,溶于浓HCl（配位溶解）,NaOH,(M=As，Sb),Na2S,(M=As，Sb) Bi2S3不溶,碱溶,硫代酸盐或亚硫代酸盐遇酸不稳定：,(M=As,Sb),14.2 氧族元素,14.2.3 硫及其化合物,14.2.2 氧及其化合物,14.2.1 氧族元素概述,14.2.1 氧族元素概述,H2R H2O H2S H2Se H2Te,单质Se,单质Te,碱性：,1. 氧( O2),分子轨道电子排布式：,14.2.2 氧及其化合物,酸性：(氧化性

9、强),2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体,结构：,中心O：sp2杂化，与两端的O成键。,键角：117o =1.810-30Cm,唯一的极性单质分子。,性质：,不稳定性,氧化性,3. 过氧化氢(H2O2),不稳定性,性质：,弱酸性,结构：,可见：H2O2氧化性强，还原性弱； 是不造成二次污染的杀菌剂。,酸性：,氧化还原性,结构： S：sp3杂化 形成环状S8分子。,物理性质：硫有几种同素异形体 斜方硫 单斜硫 弹性硫 密度/gcm-3 2.06 1.99 颜色 黄色 浅黄色 190的熔融硫 稳定性 94.5 用冷水速冷,1. 单质硫,14.2.3 硫及其化合物,硫的同素异形体：,斜方硫,单斜硫

10、,弹性硫的形成,硫的化学性质,与许多金属直接化合,与氢、氧、碳、卤素(碘除外)、磷等作用,与氧化性酸作用,与碱的作用,2. 硫化氢和硫化物,H2S是无色，有臭味，剧毒气体。 二元弱酸,(1) 硫化氢,结构：与H2O相似，V形。,性质：,与空气(O2)反应,还原性：,与中等强度氧化剂作用,与强氧化剂反应,(2) 金属硫化物,颜色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆) SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄, Sb2S3橙, Sb2S5橙,MnS 肉,ZnS 白， CdS 黄。,易水解：最易水解的是Cr2S3和Al2S3。,溶解性：,易溶：NH4+和碱金属硫化物 微溶：MgS，Ca

11、S，SrS(但BeS难溶) 其余难溶。,稀酸溶性：,水溶性：,溶解性：,配位酸溶解(浓HCl)：,氧化性酸溶解(HNO3)：,氧化配位溶解(王水)：,3. 多硫化物,制备： 现象：黄橙红红 x,性质：,遇酸不稳定,氧化性,还原性,SO2的性质： 无色，有强烈刺激性气味，易溶于水，溶于水后形成亚硫酸。,4. 二氧化硫、亚硫酸及其盐,SO2的结构：S：sp2杂化，,OSO=119.5，S-O键长143pm， SO2是极性分子 。,H2SO3的性质：,二元中强酸（只存在水溶液中）,氧化性,还原性,漂白-使品红褪色,SO3的结构：,OSO=120S-O键长143pm,S： 3s23p4,5. 三氧化硫

12、、硫酸及其盐,S：杂化后：,型晶体,型晶体,无色，易挥发固体 固体有几种聚合物 例如：型晶体,为三聚分子。 型晶体,为螺旋式长链。,SO3的性质：,H2SO4的结构：,S：sp3杂化， 分子中除存在键外，还存在(p-d) 反馈配键。,H2SO4分子间通过氢键相连，使其晶体呈现波纹形层状结构。,浓H2SO4的性质,强吸水性：作干燥剂。 从纤维、糖中提取水。,二元强酸,强氧化性,与非金属反应：,与不活泼金属反应：,与活泼金属反应：,冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体。,H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强。,(1) 焦硫酸及其盐,6. 硫的其他含氧酸及其盐,焦硫酸盐可作为溶剂,焦硫酸根（S2O72-）的结构为：,硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。 硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O，海波，大苏打。,(2) 硫代硫酸及其盐,制备：,性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性； 遇酸分解：,还原性：,配位性：,H-O-O-H,过二硫酸,过一硫酸,(3) 过硫酸及其盐,磺酸基,过二硫酸盐：,强氧化剂：,稳定性差：,