无机化学ppt课件13p区元素一

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十三章,p,区元素,(,一,),13.3,碳族元素,13.2,硼族元素,13.1,p,区元素概述,第十三章 p区元素(一)13.3 碳族元素,13.1,p,区元素概述,13.1 p区元素概述,第二周期元素具有反常性,(,只有,2,s,2p,轨道,),p,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,第二周期元素具有反常性(只有2s,2p轨道),价电子构型：,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,价电子构型：ns2np1-5 多种氧化值电负性大，形成共价化,13.2,硼族元素,13.2.4,铝的化合物,13.2.3,硼的化合物,13.2.2,硼族元素的单质,13.2.1,硼族元素概述,13.2 硼族元素13.2.4 铝的化合物13.,13.2.1,硼族元素概述,硼族,(,A),：,B,，,Al,，,Ga,，,In,，,Tl,价电子构型：,n,s,2,n,p,1,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：,BF,3,，,H,3,BO,3,。,注意：,HBF,4,不是缺电子化合物。,13.2.1 硼族元素概述硼族(A)：B，Al，Ga，,缺电子化合物特点：,b.,易形成双聚物,Al,2,Cl,6,HF BF,3,a.,易形成配位化合物,HBF,4,缺电子化合物特点：b.易形成双聚物Al2Cl6HF,13.2.3,硼的化合物,1.,硼的氢化物,硼烷分类：,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,，但无,BH,3,最简单的硼烷：,B,2,H,6,其结构并非如右图所示：,13.2.3 硼的化合物1.硼的氢化物,硼烷的结构,B,：利用,sp,3,杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。（氢桥）,硼烷的结构 B：利用sp3杂化轨道，与氢形,记作：,要点：,B,的杂化方式，三中心两电子键、氢桥。,记作：要点：B的杂化方式，三中心两电子键、氢桥,多中心键,三中心二电子键,(3c-2e),简称三中心键,是多中心键的一种形式,定义：是指,3,个或,3,个以上原子之间所 形成的共价键,B,缺电子原子,H,等电子原子,形成二个三中心二电子键,强度：为一般共价键强度的一半,形成：缺电子原子 等电子原子,硼烷的性质比烷烃活泼,多中心键 三中心二电子键(3c-2e)简称三中心键,是多中,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,硼烷的性质 自燃高能燃料，剧毒 水解含硼化合物燃烧,加合反应,被氯氯化,加合反应 被氯氯化,硼酸,H,3,BO,3,结构：,B,：,sp,2,杂化,2.,硼的含氧化合物,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可用作润滑剂,硼酸 H3BO32.硼的含氧化合物分子间通过氢键形成接近,性质：,一元弱酸,(,固体酸,),=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,-,性质：一元弱酸(固体酸)=5.810-10水溶液显酸,3.,硼的卤化物,BX,3,结构：,B,：,sp,2,杂化,BX,3,性质：,B,X,X,X,3.硼的卤化物BX3结构：B：sp2杂化BX3性质：BXXX,水解：,水解：,氧化铝：,Al,2,O,3,-,Al,2,O,3,：刚玉,硬度大，不溶于水、酸、碱。,-,Al,2,O,3,：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,1.,氧化铝和氢氧化铝,氧化铝：Al2O313.2.4 铝的化合物1.氧化铝和氢,红宝石,(Cr,3+,),蓝宝石,(Fe,3+,Cr,3+,),黄玉,/,黄晶,(Fe,3+,),有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而呈现鲜明颜色。,红宝石(Cr3+)蓝宝石(Fe3+,Cr3+),在碱性溶液中存在,Al(OH),4,-,或,Al(OH),6,3-,简便书写为,氢氧化铝：,Al(OH),3,两性：,Al(OH),3,+3H,+,Al,3+,+3H,2,O,Al(OH),3,+OH,-,Al(OH),4,-,难溶于水,经光谱实验证实：,溶液中不存在,AlO,2,或,A,lO,3,3-,-,在碱性溶液中存在Al(OH)4-或Al(OH)63-,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。,水解激烈：,AlF,3,AlCl,3,AlBr,3,AlI,3,离子键 共价键,无水,AlCl,3,只能用干法制取,2.铝的卤化物离子晶体 分,3.,铝的含氧酸盐,硫酸铝,：,(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),弱酸的铝盐在水中完全水解,3.铝的含氧酸盐硫酸铝：=1,13.3,碳族元素,13.3.5,锡、铅的化合物,13.3.4,硅的化合物,13.3.3,碳的化合物,13.3.2,碳族元素的单质,13.3.1,碳族元素概述,13.3 碳族元素13.3.5 锡、铅的化合物1,13.3.1,碳族元素概述,价电子构型：,n,s,2,n,p,2,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,ns,2,稳定性惰性电子对效应,典型非金属,准金属 典型金属,13.3.1 碳族元素概述价电子构型：ns2np2碳族(,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：,C,60,，,C,70,等。,13.3.2,碳族元素的单质,金刚石,(,sp,3,杂化,),碳单质的同素异形体：金刚石：原子晶体,硬度 最大,13.3.3,碳的化合物,一个,键,两个键,:,C O,:,1.,碳的氧化物,(1),一氧化碳,(CO),:C O:,：,O C O,：,C,：,sp,杂化,(2),二氧化碳,(,CO,2,),13.3.3 碳的化合物一个键:C O:,碳酸及其盐的热稳定性：,(2)H,2,CO,3,MHCO,3,碱土金属盐,过渡金属盐,铵盐,碳酸及其盐的热稳定性：(2)H2CO3MHCO3M2C,(3),同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加,BeCO,3,MgCO,3,CaCO,3,SrCO,3,BaCO,3,分解,T,/,100 540 900 1290 1360,(4),过渡金属碳酸盐稳定性差,CaCO,3,PbCO,3,ZnCO,3,FeCO,3,分解,T,/,900 315 350 282,价电子构型,8e,_,(18+2)e,_,18e,_,(9-17)e,_,(3)同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加(4)过渡金属碳,离子极化观点：,2-,M,2+,MCO,3,MO+CO,2,r,(M,2+,),愈小，,M,2+,极化力愈大，,MCO,3,愈不稳定；,M,2+,为,18,e,_,，,(18+2)e,_,，,(9-17)e,_,构型相对于,8e,_,构型的极化力大，其,MCO,3,相对不稳定。,离子极化观点：2-M2+MCO3 MO,碳酸盐的溶解度：,易溶盐,：,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,2-,碳酸盐的溶解度：易溶盐：Na2CO3 N,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,分离某些离子,碳酸盐,碱式碳酸盐,氢氧化物,生成物,反应物,金属氢氧化物,对应碳酸盐,金属氢氧化物,对应碳酸盐,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,3,Ag,2,CO,3,如,2-,2-,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,Si,采用,sp,3,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,1.,硅的氧化物,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,2.,硅酸及其盐,H,4,SiO,4,原硅酸,硅酸,H,2,SiO,3,偏硅酸,xSiO,2,yH,2,O,多硅酸,性质：,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,变色硅胶,无水,CoCl,2,CoCl,2,6 H,2,O,2.硅酸及其盐 H4SiO4,4.,硅的卤化物,SiX,4,SiF,4,SiCl,4,SiBr,4,SiI,4,聚集态,g l l s,（氟硅酸）,水解：,熔沸点 低 高,分子量 小 大,4.硅的卤化物 SiX4,13.3.5,锡、铅的化合物,1.,锡、铅的氧化物和氢氧化物,HNO,3,或,HAc,H,+,放置,H,+,-,2,6,Sn(OH),3,2,),(s,SnO,H,-,白,4,Sn,+,过量,OH,-,适量,OH,-,-,3,Pb(OH),2,),(s,Pb(OH),白,2,Pb,+,适量,OH,-,过量,OH,-,-,2,4,Sn(OH),2,),(s,Sn(OH),白,2,Sn,+,过量,OH,-,适量,OH,-,浓,HNO,3,),(s,SnO,H,-,Sn,3,2,不溶于酸或碱,白,O,H,4NO,SnO,H,),(,4HNO,Sn,2,2,3,2,3,+,+,+,浓,-,13.3.5 锡、铅的化合物1.锡、铅的氧化物和氢氧化物,Sn(II),的还原性,Sn,2+,Hg,2+,的相互鉴定,鉴定,Bi,3+,的反应,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,Sn(II)的还原性Sn2+,Hg2+的相互鉴定鉴定Bi3+,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,+,+,+,+,+,+,+,2,2,2,2,O,2H,Cl,PbCl,),4HCl(,PbO,+,+,+,浓,Pb(IV)的氧化性Pb0.58PbO0.25PbO /,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),4,Pb(OH),4,PbO,2,Sn(OH),2,Pb(OH),2,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,2.,锡、铅的盐,水解,：,(g),CO,2,+,铅白,3.9,2,2,10,H,Sn(OH),O,H,Sn,-,+,+,+,=,+,+,