二十一章p区金属PPT课件
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无机化学第21章 P区金属(2013)
锗：不反应。 锡 ：与稀酸反应慢，与浓酸反应
Sn 2HCl(浓) SnCl2 H 2
铅：反应生成微溶物覆盖在Pb表面，反应中止。
2)通Cl2于Al2O3和碳的混合物中：
Al2 O3 3C 3Cl 2 2 AlCl3 3CO
3）2Al+6HCl====2AlCl3+H2 湿法只能制得AlCl3· 6H2O,在干燥的HCl气氛中也 可制得。
（2）碱式氯化铝
以铝灰和盐酸(适量)为主要原料，在控制的条件下制 得一种碱式氯化铝。它是由介于AlCl3和Al(OH)3之间 一系列中间水解产物聚合而成的高分子化合物，且有 桥式结构，它有强的吸附能力，用作高效净水剂。
四、锗、锡、铅的化学性质
1、它们属于中等活泼的金属，活泼性锗﹤锡﹤铅。 表21-5 列出了锗、锡、铅的主要化学性质。
2、与氧反应：在通常条件下，空气中铅能被氧化， 在铅表面生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，且形成 保护膜。空气中的氧对锗和锡都无影响。三种金 属在高温下能与氧反应生成氧化物。
3、与酸反应： ①与HCl反应：
2、由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受 到了限制。约有80%的镓和铟用于电子工业。 镓的熔点低，握在手中即可熔化，而沸点却 很高，可作高温温度计。镓是继砷、硅之后 的第三种重要的半导体材料,可作为光电管 使用。
3、它们是P型半导体的掺杂剂,也可以制成III Ａ—VＡ族元素的半导体化合物,如砷化镓 GaAs。 4、镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制 易熔合金，含铟25%的镓合金在289K时熔化， 用于自动喷水灭火装置中。 5、含铟量较高的焊接剂,具有特殊性,用它可 把金属焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接 到非金属部件上。 6、In－Pb、In－Sn合金抗碱腐蚀，用于化工 器械的焊接。
Sn 2HCl(浓) SnCl2 H 2
铅：反应生成微溶物覆盖在Pb表面，反应中止。
2)通Cl2于Al2O3和碳的混合物中：
Al2 O3 3C 3Cl 2 2 AlCl3 3CO
3）2Al+6HCl====2AlCl3+H2 湿法只能制得AlCl3· 6H2O,在干燥的HCl气氛中也 可制得。
（2）碱式氯化铝
以铝灰和盐酸(适量)为主要原料，在控制的条件下制 得一种碱式氯化铝。它是由介于AlCl3和Al(OH)3之间 一系列中间水解产物聚合而成的高分子化合物，且有 桥式结构，它有强的吸附能力，用作高效净水剂。
四、锗、锡、铅的化学性质
1、它们属于中等活泼的金属，活泼性锗﹤锡﹤铅。 表21-5 列出了锗、锡、铅的主要化学性质。
2、与氧反应：在通常条件下，空气中铅能被氧化， 在铅表面生成一层氧化铅或碱式碳酸铅，且形成 保护膜。空气中的氧对锗和锡都无影响。三种金 属在高温下能与氧反应生成氧化物。
3、与酸反应： ①与HCl反应：
2、由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受 到了限制。约有80%的镓和铟用于电子工业。 镓的熔点低，握在手中即可熔化，而沸点却 很高，可作高温温度计。镓是继砷、硅之后 的第三种重要的半导体材料,可作为光电管 使用。
3、它们是P型半导体的掺杂剂,也可以制成III Ａ—VＡ族元素的半导体化合物,如砷化镓 GaAs。 4、镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制 易熔合金，含铟25%的镓合金在289K时熔化， 用于自动喷水灭火装置中。 5、含铟量较高的焊接剂,具有特殊性,用它可 把金属焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接 到非金属部件上。 6、In－Pb、In－Sn合金抗碱腐蚀，用于化工 器械的焊接。
第二十一章 p区金属
[Al(H2O)4(OH)2]++H2O==Al(H2O)3(OH)3+H3O+ Al2S3+6H2O==2Al(OH)3+3H2S Al2(CO3)3+3H2O==2Al(OH)3+3CO2
2。铝酸盐 用金属铝或氧化铝或氢氧化铝与碱 反应即生成铝酸盐.铝酸盐水解使溶液 显碱性,水解反应式如下: Al(OH)4- == Al(OH)3 + OH-
在这溶液中通入CO2,将促进水解进 行而得到真正的氢氧化铝沉淀,工业上 利用此反应从铝土矿制取纯Al(OH)3和 Al2O3.
21-2.5:以下药品在医药上的用途是:(C级 了解) (1) NaCl(0.9%溶液)____________； (2) KBr______________________； (3) BaSO4___________________； (4) ZnSO4___________________； (5) Al(OH)3_________________。 解:(1)用作生理盐水,临床作为补液;(2)用 作镇静剂;(3)用作钡餐造影,诊断胃肠道疾 病;(4)用作治疗缺锌症;(5)胃舒平主要成 分,治疗胃酸过多症.
三：铝盐和铝酸盐
1。铝盐
铝盐的水溶液中均含有[Al(H2O)6]3+,它水 解而使溶液显酸性(C级掌握).而弱酸弱碱盐 如Al2S3,Al2(CO3)3在水中完全水解. [Al(H2O)6]3++H2O==[Al(H2O)5OH]2++H3O+
2。铝酸盐 用金属铝或氧化铝或氢氧化铝与碱 反应即生成铝酸盐.铝酸盐水解使溶液 显碱性,水解反应式如下: Al(OH)4- == Al(OH)3 + OH-
在这溶液中通入CO2,将促进水解进 行而得到真正的氢氧化铝沉淀,工业上 利用此反应从铝土矿制取纯Al(OH)3和 Al2O3.
21-2.5:以下药品在医药上的用途是:(C级 了解) (1) NaCl(0.9%溶液)____________； (2) KBr______________________； (3) BaSO4___________________； (4) ZnSO4___________________； (5) Al(OH)3_________________。 解:(1)用作生理盐水,临床作为补液;(2)用 作镇静剂;(3)用作钡餐造影,诊断胃肠道疾 病;(4)用作治疗缺锌症;(5)胃舒平主要成 分,治疗胃酸过多症.
三：铝盐和铝酸盐
1。铝盐
铝盐的水溶液中均含有[Al(H2O)6]3+,它水 解而使溶液显酸性(C级掌握).而弱酸弱碱盐 如Al2S3,Al2(CO3)3在水中完全水解. [Al(H2O)6]3++H2O==[Al(H2O)5OH]2++H3O+
第二十一章 P区金属
P区金属
§21.3 锗分族
2-
Sn2+＋2HgCl2＋4Cl- = [SnCl6] ＋Hg2Cl2(s) Sn2+＋Hg
2Cl2＋4Cl
=
2SnCl6＋2Hg
用于鉴定Sn2+、Hg2+ 2Sn2+ ＋O2＋ 4H+ = 2H2O＋2Sn4+ Sn4+＋Sn = 2Sn2+ 性质二：水解性 SnCl2＋H2O Sn(OH)Cl(s)＋HCl
P区金属
§21.3 锗分族
[Sn(OH)6]2- /[Sn(OH)4]2- ϕBθ＝ - 0.96V 3[Sn(OH)4]2-＋2Bi3+＋6OH3[Sn(OH)6]2-＋2Bi 黑
用于鉴定溶液中的Bi3+ （4）氯化亚锡 性质一：还原性
ϕθ
A/V
Sn4+
0.154 Sn2+ -0.136 Sn
第二十一章
锑和铋
21.4 锑和铋 21.4.1 卤化物
MCl3+H2O ═ MOCl ↓(白) +2HCl 配制这类溶液时必须用盐酸溶解.
21.4.2 NaBiO3
2 Mn + 5 NaBiO3 = 2 MnO + 5Bi + 5 Na + 7 H 2O
用于鉴定Mn2+
第二十一章p区金属
很易歧化为母体金属和该金属的+III氧 化态化合物。
氧化物和氢氧化物：
♦ 除了低氧化态的Tl2O和TlOH是碱性、 易溶于水以外，其他的都是难溶于水 的两性物质。
♦ 酸性： Ga(OH)3＞Al(OH)3或In(OH)3
铝的性质
♦ 铝是亲氧物质，又是典型的两性元素。
① 铝的亲氧性表现在： • * 铝一接触空气即形成致密的氧化膜； •* 氧化铝有很高的生成焓（-1676 kJ/mol）； •* 可用做许多氧化物的还原剂，且反应放出大量 的热。——铝热法
氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。 3．Ge、Sn、Pb 的冶炼、单质的性质、氧
化物、氢氧化物、卤化物的性质。 4．锑和铋的氧化物、氢氧化物、卤化物、
硫化物的性质。
21-1 p区金属概论
p区金属共有十种: Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、 Bi和Po；其中Po为放射性元素。
p区金属的特性：
第二十一章p区金属
[教学要求]
1．掌握 Al、Sn、Pb 的单质及其化合物的 性质，了解其用途。
2．了解锗分族、锑和铋单质及化合物的性 质及变化规律。
3．了解铝的冶炼原理及方法。 4. 掌握周期表中的对角线关系, 惰性电子
对效应.
[主要内容]
1．p 区金属概述。 2．单质铝的性质及冶炼，铝的氧化物、氢
➢同族金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强。
氧化物和氢氧化物：
♦ 除了低氧化态的Tl2O和TlOH是碱性、 易溶于水以外，其他的都是难溶于水 的两性物质。
♦ 酸性： Ga(OH)3＞Al(OH)3或In(OH)3
铝的性质
♦ 铝是亲氧物质，又是典型的两性元素。
① 铝的亲氧性表现在： • * 铝一接触空气即形成致密的氧化膜； •* 氧化铝有很高的生成焓（-1676 kJ/mol）； •* 可用做许多氧化物的还原剂，且反应放出大量 的热。——铝热法
氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。 3．Ge、Sn、Pb 的冶炼、单质的性质、氧
化物、氢氧化物、卤化物的性质。 4．锑和铋的氧化物、氢氧化物、卤化物、
硫化物的性质。
21-1 p区金属概论
p区金属共有十种: Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、 Bi和Po；其中Po为放射性元素。
p区金属的特性：
第二十一章p区金属
[教学要求]
1．掌握 Al、Sn、Pb 的单质及其化合物的 性质，了解其用途。
2．了解锗分族、锑和铋单质及化合物的性 质及变化规律。
3．了解铝的冶炼原理及方法。 4. 掌握周期表中的对角线关系, 惰性电子
对效应.
[主要内容]
1．p 区金属概述。 2．单质铝的性质及冶炼，铝的氧化物、氢
➢同族金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强。
考研无机化学-p区元素0.全解PPT课件
p区元素化学
一. 1.np电子数与元素性质
（以第二周期p区元素单质为例）
（1）np电子数与单质内的键合 ns2np6:惰性结构，以单质原子分子状态存在。 ns2np5: 由双原子分子构成，含一个共价键，分子不稳定。 ns2np4:双原子分子，含两个共价键，分子较稳定，自然界可存在 ns2np3:可形成双原子分子，有三个键，分子稳定。 ns2np2:通过激发可有四个单电子，形成四个键，稳定。 ns2np1价电子数少，有一定金属特性:为缺电子物质。
一般有两种情况： （1）同一周期：从左→右，惰性电子对效应减弱； （2）同一族: 从上→下，惰性电子对效应增强； 表现最明显的是：
ⅢA, Ga, In,Tl; ⅣA, Ge,Sn,Pb。 ⅤA, As,Sb, Bi。 +5态稳定性减弱，氧化性强； +3态稳定性增强，还原性弱。
2020年9月28日
3
4.多重键和多原子链规律
2.S成键特征 （1）得两个电子生成离子型硫化物，不过S2-半径较大，易
变形，易被极化，大多数金属硫化物难溶于水，有颜色。
（2）多数时刻采取sp3不等性杂化，生成两个共价键 （3）有3d可利用生成更多共价键 （4）S半径大，不易生成多重键，易生成多硫链 ：-Sx-
S8, H2Sx, H2SxO6等 （5）生成-S-O-S-含氧酸：如焦硫酸 （6）生产-S-O-O-S-: 如过二硫酸及其盐
一. 1.np电子数与元素性质
（以第二周期p区元素单质为例）
（1）np电子数与单质内的键合 ns2np6:惰性结构，以单质原子分子状态存在。 ns2np5: 由双原子分子构成，含一个共价键，分子不稳定。 ns2np4:双原子分子，含两个共价键，分子较稳定，自然界可存在 ns2np3:可形成双原子分子，有三个键，分子稳定。 ns2np2:通过激发可有四个单电子，形成四个键，稳定。 ns2np1价电子数少，有一定金属特性:为缺电子物质。
一般有两种情况： （1）同一周期：从左→右，惰性电子对效应减弱； （2）同一族: 从上→下，惰性电子对效应增强； 表现最明显的是：
ⅢA, Ga, In,Tl; ⅣA, Ge,Sn,Pb。 ⅤA, As,Sb, Bi。 +5态稳定性减弱，氧化性强； +3态稳定性增强，还原性弱。
2020年9月28日
3
4.多重键和多原子链规律
2.S成键特征 （1）得两个电子生成离子型硫化物，不过S2-半径较大，易
变形，易被极化，大多数金属硫化物难溶于水，有颜色。
（2）多数时刻采取sp3不等性杂化，生成两个共价键 （3）有3d可利用生成更多共价键 （4）S半径大，不易生成多重键，易生成多硫链 ：-Sx-
S8, H2Sx, H2SxO6等 （5）生成-S-O-S-含氧酸：如焦硫酸 （6）生产-S-O-O-S-: 如过二硫酸及其盐
无机化学s区和p区元素ppt课件
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HF 酸性最弱是因为 F- 是一种特别的质子接受体，与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对，即使在无限稀 的溶液中, 它的电解度也只有15%, 而 HX 中 I- 半径最大， 最易受水分子的极化而电离，因而HI是最强的酸. 浓HF水溶液是强酸！ HF＋H2O→H3O＋+F－； HF＋F－→HF2＋ ● 氢氟酸具备腐蚀玻璃的功能： SiO2 + 4 HF SiF4 + 2 H2O CaSiO3 + 6 HF CaF2 + SiF4 + 3 H2O (用于分析矿物或钢铁中的SiO2含量) 氢氟酸能腐蚀皮肤，而且创伤难以治愈，使用时应注意安 全。
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7.2 卤素化合物(F, Cl, Br, I, At) 7.2.1 通性 非金属元素族; 多种氧化数，呈现单数; F元素特殊性，氧化数仅-1; 化合物呈共价形式。 7.2.2 卤化氢 ● 酸性 氢卤酸可以离解出氢离子和卤素离子，因此酸性和卤 素离子的还原性是其主要特征。 除氢氟酸的稀溶液外，其他三种氢卤酸都是强酸。 氢卤酸酸性强度的次序为：HI>HBr>HCl>HF ？
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7.1.2 重要的化合物 •氧化物 多样性 2 *2 2 4*2 ) ( ) ( ) ( ) (2p ) 2s 正常氧化物(O2) KK( 2s 2p 2p
HF 酸性最弱是因为 F- 是一种特别的质子接受体，与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对，即使在无限稀 的溶液中, 它的电解度也只有15%, 而 HX 中 I- 半径最大， 最易受水分子的极化而电离，因而HI是最强的酸. 浓HF水溶液是强酸！ HF＋H2O→H3O＋+F－； HF＋F－→HF2＋ ● 氢氟酸具备腐蚀玻璃的功能： SiO2 + 4 HF SiF4 + 2 H2O CaSiO3 + 6 HF CaF2 + SiF4 + 3 H2O (用于分析矿物或钢铁中的SiO2含量) 氢氟酸能腐蚀皮肤，而且创伤难以治愈，使用时应注意安 全。
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7.2 卤素化合物(F, Cl, Br, I, At) 7.2.1 通性 非金属元素族; 多种氧化数，呈现单数; F元素特殊性，氧化数仅-1; 化合物呈共价形式。 7.2.2 卤化氢 ● 酸性 氢卤酸可以离解出氢离子和卤素离子，因此酸性和卤 素离子的还原性是其主要特征。 除氢氟酸的稀溶液外，其他三种氢卤酸都是强酸。 氢卤酸酸性强度的次序为：HI>HBr>HCl>HF ？
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7.1.2 重要的化合物 •氧化物 多样性 2 *2 2 4*2 ) ( ) ( ) ( ) (2p ) 2s 正常氧化物(O2) KK( 2s 2p 2p
P区元素性质小结PPT演示课件
第五周期的原酸 H[Sb(OH)6]、Te(OH)6、H5IO6： 中心原子的杂化态sp3d2， 分子构型变形八面体。
21
(2) 酸碱性及酸强度
含氧酸的水溶液都呈酸性。 (HO)mROn的酸强度的决定因素： 非羟基氧原子个数的多少 n越大，酸性越强；
R的离子势 大小 越大，酸性越强。
He
Ne、Ar、 Kr、 Xe
5
卤素及氢
N=7 ，8-N=1，所以分子是双原子分子。
这一点也许出乎意料: 碘还能形成线性的I3-， 进而生成负一价多碘离子 [(I2)n(I-)]。含有这种多碘 离子的固体有导电性，导 电机理可能是电子或空穴 沿多碘离子链跳移，也可 能是I -在多碘离子链上以 接力方式传递：
(3) 氧化还原性（情况复杂）
同族从上下，最高价含氧酸的氧化性呈锯齿形上升
变化。其中：第二周期特殊，第四、六周期不规则性，
而以第四周期p区中间横排元素含氧酸的氧化性最强。
同一元素形成的不同价态的含氧酸，低氧化态的稀酸
比高氧化态的稀酸氧化性强。(见12章)
22
六、含氧酸盐的性质
（1）溶解性 （2）水解性 （3）热稳定性
p区元素性质小结
非金属元素数量虽不多(22种，基本 都在p区)，但所涉及的面却很广。 p 区元素性质小结主要是对非金属元素 的单质、氢化物、含氧酸及含氧酸盐的 结构和性质、以及p区元素的某些特殊 性进行小结。
二十一章p区金属
铅白 CO2 (g)
•溶解性：
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：PbCl2，PbI2，PbSO4，PbCO3，
PbCrO4等。
PbCl2溶于热水，也溶于盐酸：
PbCl2 2HCl H2[PbCl4] PbSO4溶于浓硫酸，生成Pb(HSO 4 )2。
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈：
AlCl3 3H2O Al(OH) 3 3HCl
潮湿空气中的
AlCl3，遇NH3生成 NH4Cl。
用干法合成AlCl3：
白烟为NH4Cl
2Al 3Cl2 (g) 2AlCl3
2Al 6HCl(g) 2AlCl 3 3H2 (g) Al2O3 3C 3Cl2 2AlCl 3 3CO
二、性质和用途
锗为银白色的硬金属。铅为暗灰色，重而软的金属。 锡有三种同素异性体，常见的为银白色硬度居中的白 锡，它有较好的延展性。白锡只在286—434K温度范 围内稳定，它在低于286K时转变为粉末状的灰锡，高 于434K时，转变为脆锡。这三种金属的熔点、沸点、 硬度和密度见表18—3。 锗的化合物被应用的还不多。 重要的是晶态锗，它具有金刚石那样的结构，为重要 的半导体材料。锡和铅，从金属到化合物都有广泛的 用途。
可看作：
•溶解性：
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：PbCl2，PbI2，PbSO4，PbCO3，
PbCrO4等。
PbCl2溶于热水，也溶于盐酸：
PbCl2 2HCl H2[PbCl4] PbSO4溶于浓硫酸，生成Pb(HSO 4 )2。
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈：
AlCl3 3H2O Al(OH) 3 3HCl
潮湿空气中的
AlCl3，遇NH3生成 NH4Cl。
用干法合成AlCl3：
白烟为NH4Cl
2Al 3Cl2 (g) 2AlCl3
2Al 6HCl(g) 2AlCl 3 3H2 (g) Al2O3 3C 3Cl2 2AlCl 3 3CO
二、性质和用途
锗为银白色的硬金属。铅为暗灰色，重而软的金属。 锡有三种同素异性体，常见的为银白色硬度居中的白 锡，它有较好的延展性。白锡只在286—434K温度范 围内稳定，它在低于286K时转变为粉末状的灰锡，高 于434K时，转变为脆锡。这三种金属的熔点、沸点、 硬度和密度见表18—3。 锗的化合物被应用的还不多。 重要的是晶态锗，它具有金刚石那样的结构，为重要 的半导体材料。锡和铅，从金属到化合物都有广泛的 用途。
可看作：
第21章p区金属-2004
§21-2 铝 镓分族
• 铝及镓分族元素的一些化合物有缺电子性。 • 常见氧化态为+I，+III。 Tl的+I化合物稳定。 • +III化合物有很强的共价性
一、铝及其化合物
1. 单质铝的冶炼及性质 铝的冶炼：
Al2O3（s）+2NaOH+2H2O=2Na[Al(OH)4] 2Na[Al(OH)4]+CO2=1Al(OH)3↓+NaCO3+H2O 2Al(OH)3=Al2O3+3H2O Al2O3=4Al+3O2
锗、锡、铅的物理性质
单质 颜色 密度
/g· -3 cm
熔点 沸点 硬度 空气中 /K /K 稳定性
1210 3103 6.25 稳定
锗
白锡 灰锡 铅
银白色 3.53
银白色 7.28
505 2533 1.5- 常温稳 1.8 定 600 2013 1.5
>161 C
o
5.75 暗灰色 11.35
灰色
卤化物
• 四卤化物 MX4 具有共价化合物特征 熔点低,易升华 二卤化物 MX2 离子化合物 熔点较高
二氯化锡 SnCl2
• 易水解 SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl+HCl • 注意: 配制SnCl2溶液时应(1)加HCl防止 水解(2)加Sn粒, 防止Sn2+被氧化 • Sn2+离子的鉴定: 2HgCl2(过量)+SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2↓(白) Hg2Cl2+SnCl2= SnCl2+ Hg↓(黑)
第二十一章 p 区金属
Cl
Cl
5、氧化物，氢氧化物的酸碱性：
Tl2O,TlOH——碱性，易溶于水。
其它都是难溶于水的两性物质，
Ga(OH)3的酸性比 Al(OH)3, In(OH)3都强；
TlOH不稳定，易分解为Tl2O （黑色）。
当Al2Cl6溶于水中时，它立即解离为 Al(H2O)63+和Cl-离子并强烈地水解。AlCl3还容易 与电子对给予体形成配离子(如AlCl4-)和加合物 (如AlCl3· NH3)。这一性质使它成为有机合成中常 用的催化剂。 AlBr3和AlI3往在结构和性质上与AlCl3相似。
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+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
γ- Al2O3：正相反，立方面心构型， Al排列不规则，它不十分致密，硬度不
高，具有大的表面积（可做吸附剂或催
化剂载体），不溶于水，但溶于酸或碱。
1273 K 2 3 2 3 金属铝表面的氧化膜是氧化铝的另一
增，生成低氧化态（+1）的倾向随之增
强，因此，镓，铟，铊在一定条件下能
显示出+1氧化态，特别是Tl的+1氧化态
是常见的，并在Tl（+1）的化合物中具
有较强的离子键特征。
这从它们的氧化过程也可以看到：氧化时， 当失去所有价电子成为M3+离子，要成为这样的 离子，其电离能很大（I1，I2，I3），但这时离 子的水合热也很大，半径小的离子，水合热更 大。因此，它们在水溶液中容易离子化，而且 标准电极电势从Al到Tl逐渐增大。
第21章p区金属
1ห้องสมุดไป่ตู้
即便是在高温下也是稳定的。γ - Al2O3 并不十分致密，属立方面心紧密堆积，表 现出一定的化学活性。 2、氢氧化铝 Al2 O3 的水合物为氢氧化铝沉淀，依不同方式得到的沉淀含水量不同，通式 为： Al2O3 ·xH2 O，习惯写成 Al(OH) 3。这种无定形的沉淀经放置可转变成偏氢 氧化铝： Al(OH)3 ⇌ AlO(OH) + H2O
即β -锡酸是 α -锡酸的聚合体。在性质上，α -锡酸表现出化学活性，两性偏酸； β -锡酸显化学惰性。 二、卤化物 两类： MX2、MX4。基本性质见书 684 页表 21-7。其中由于 Pb(+Ⅳ)的强氧 化性，导致 PbCl4 不稳定，PbBr4 、PbI4 不存在。卤化物中较为重要的是 SnCl2 、 PbCl2，分别介绍。 SnCl2： 制备：Sn 或 SnO 溶于 HCl 而得。 性质： 水解： SnCl2 + H2O ⇌ Sn(OH)Cl + HCl 因此常在酸性溶液中配制 SnCl2 溶液。 还原性： Sn4+/ Sn2+：φ =0.151V
K 2AlCl3 高温时双聚分子分解： (AlCl3)2 1100
水溶液中双聚分子水解：(AlCl3)2 + 12H2O = 2 Al(H2O)63+ +
6Cl-
工业制备：用干法制备。湿法得到含结晶水的盐 AlCl3 ·6H2O，加热不能得
第二十一章 p区金属概论
7
在铝族、锗分族和砷分族中惰性电子对效应明显： Al→Ga → In → Tl +III氧化态稳定性降低; +I 氧化态稳定性升高
Ge → Sn →Pb
+ IV氧化态稳定性降低; + II氧化态稳定性升高 As → Sb →Bi + V氧化态稳定性降低; + III 氧化态稳定性升高
8
准金属和两性金属：
与B2H6的桥式结构形式上相似，但本质不同。
16
无水AlCl3几乎溶于所有有机溶剂，易溶于水但强 烈水解；在HCl气氛中加热才可得到无水AlCl3 AlCl3在空气中易潮解、冒烟；
水解激烈：
AlCl3 + 3 H2O
Al(OH)3 + 3HCl
无水AlCl3常温易挥发
17
镓、铟和铊这三种元素是在研究光谱时发现的。由
ⅠA
1 2 3
4
5
1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb
元素周期表
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
0
4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr
6 55 56
Cs Ba
7 87 88
Fr Ra
Ⅲ B 21 Sc 39 Y 5771 Ln 8910 3 An
ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 22 Ti 40 Zr 72 Hf 23 V 41 Nb 73 Ta 24 Cr 42 Mo 25 Mn 43 Tc 26 Fe 44 Ru
p区金属
∆ Al2O3 + 3C + 3Cl2 → 2AlCl3 + 3CO
2Al + 6HCl (g) ∆ 2AlCl3 + 3H2 (g) →
潮湿空气中的 AlCl3
路易斯酸性： ● 路易斯酸性：以氧为给予原子时 BCl3 >AlCl3 >GaCl3 以硫为给予原子时GaX3 >AlX3 >BX3 为给予原子时 (X=Cl, Br)
As, Sb Bi 的电导率 22 温度 / ℃ k(As)/kS·cm-1 35 k(Sb)/kS·cm-1 24 k(Bi)/kS·cm-1 8.6 0 38 26 9.5
金属铋象水一样可以归入为数不多的一类物质中， ● 金属铋象水一样可以归入为数不多的一类物质中，它们由液态变 为固态时体积膨胀而不是缩小 Ga In Ti Al ● 不规则变化的 13 族金属的熔点 元素 镓的反常熔点与其存在Ga 镓的反常熔点与其存在Ga2有关 m.p./℃ 660 30 157 303 ℃
Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] • 2Na[Al(OH)4]+2CO2 = Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O • Al(OH)3 = Al2O3+ 3H2O
生产Al 生产Al2O3 和水合氧化铝的流程图
CaO 加热 NaOH 蒸 发 加热 沉 淀 α Al(OH)3 洗 涤 煅 烧 αAl2O3 水 铝土矿 浸 渍 冷却 澄 清 水 洗 泥 红泥
常见非金属元素及其化合物P区元素ppt课件
第一节 卤族元素
大多数金属卤化物易溶于水，但氯、 溴、碘的银盐则难溶于水、不溶于硝酸中。 AgCl、AgBr、AgI的颜色和溶解性存在明 显的差异。
卤化银 颜 色 加入硝酸 加入氨水 加入硫代 硫酸钠
AgCl白 色 不溶解 溶 解
溶解
AgBr淡黄色 不溶解 部分溶解
溶解
AgI 黄 色 不溶解 不溶解
第一节 卤族元素
Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
溶于四氯化碳中显棕色
Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2
溶于四氯化碳中显紫红色或遇到淀粉显蓝（紫）色
Br2-CCl4
I2-CCl4
I2-淀粉
第一节 卤族元素
氢氟酸能够腐蚀玻璃：
4HF+SiO2 =SiF4 +2H2O
用于刻蚀玻璃制品上的标志和花纹， 并贮存于塑料或铅制容器中。
HBrO2 HBrO3 HBrO4
碘 HIO
HIO3 HIO4、HIO6
第一节 卤族元素
性质：强氧化性、不稳定性。 (一)次氯酸（HClO）及其盐 次氯酸因强氧化性而具有杀菌和漂白作用。
Cl2 ＋H2O ＝ HCl＋HClO
2Cl2 +2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 +CaCl2 +2H2O
(二)硫氰化物（硫氰酸盐）
p区元素知识点总结,p区元素课件PPT
无机部分 专题十：p区元素
p区元素
§ 10.1 卤素 § 10.2 氧族 § 10.3 氮族 § 10.4 碳族 § 10.5 硼族
p区元素 在周期表中 的位置
§10.1 卤素
10.1.1 卤素概述 10.1.2 卤化氢和卤化物 10.1.3 卤素含氧酸盐及其盐
1、卤素单质的物理性质：
F2
聚集状态 g
K(I2) =3.0×10-13
溴水”和“ 碘水”
在碱存在下，促进 X2 在 H2O 中的溶解，歧化：
X2 + 2 OH- X- + XO- + H2O X= Cl
3X2 + 6OH- 5X- + XO3- + 3H2O X=Br,I
键能 稳定性 HF
HCl HBr HI 熔沸点 酸性 还原性
②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
③过渡金属碳酸盐稳定性差
CaCO3 分解T /℃ 900 价电子构型 8e_
PbCO3 ZnCO3 315 350
(18+2)e_ 18e_
FeCO3 282 (9-17)e_
H
HCO
3
K 1 4.4×10-7
HCO
3
p区元素
§ 10.1 卤素 § 10.2 氧族 § 10.3 氮族 § 10.4 碳族 § 10.5 硼族
p区元素 在周期表中 的位置
§10.1 卤素
10.1.1 卤素概述 10.1.2 卤化氢和卤化物 10.1.3 卤素含氧酸盐及其盐
1、卤素单质的物理性质：
F2
聚集状态 g
K(I2) =3.0×10-13
溴水”和“ 碘水”
在碱存在下，促进 X2 在 H2O 中的溶解，歧化：
X2 + 2 OH- X- + XO- + H2O X= Cl
3X2 + 6OH- 5X- + XO3- + 3H2O X=Br,I
键能 稳定性 HF
HCl HBr HI 熔沸点 酸性 还原性
②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
③过渡金属碳酸盐稳定性差
CaCO3 分解T /℃ 900 价电子构型 8e_
PbCO3 ZnCO3 315 350
(18+2)e_ 18e_
FeCO3 282 (9-17)e_
H
HCO
3
K 1 4.4×10-7
HCO
3
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在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3简便书写为 AlO2或AlO33
2021/3/7
7
21-2-3.铝盐和铝酸盐 硫酸铝：Al2(SO4)3
铝钾矾(明矾)：KA4 l)(2S 1H O 22O
Al3+易水解：
[Al(H2O)6]3+ [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+
2021/3/7
15
它们的化学性质可以括如下：
1．与氧的反应：在通常条件下， 空气中的氧只对铅有作用，空气中 的氧对锗和锡都无影响。这三种元 素在高温下能与氧反应而生成氧化 物。
2．与其它非金属的反应：这些金 属能同卤素和硫生成卤比物和硫化 物。
2021/3/7
16
3．与水的反应
锗不与水反应,锡既不被空气氧化， 又不与水反应，常被用来镀在某些金 属(主要是低碳钢制件)表面以防锈蚀。 铅的情况比较复杂，它在有空气存在 的条件下，能与水缓慢反应而生成 Pb(OH)2。
3．两者氧化物的熔点和硬度都很高。
4．两者都是共价型的卤化物。
5．铍盐、铝盐都易水解。
6．Be2C象A14C3与水反应而生成甲烷：
2021/3/7
13
21-3 锗分族
21--3-1 锗、锡、铅的冶炼、性质和用途
一、冶炼
锡和铅主要以氧化物或硫化物矿（如锡石SnO2和方铅矿 PbS存在于自然界。冶炼主要过程是先将矿石焙烧，使硫、砷 成为挥发性氧化物得以除去，有效成分硫化物转变为氧化物， 再用碳还原。
K =10-5.03
23 A 22 l-S 62 O H 2A3 (ls (3 O )2 S H H (
23 A 3 C l3 2 - O 3 H 2 O 2A3 (l s (3 ) O C 2 (H g O
2021/3/7
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Al3+的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜素
Al3 3NH3 H2O
2021/3/7
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二、性质和用途
锗为银白色的硬金属。铅为暗灰色，重而软的金属。 锡有三种同素异性体，常见的为银白色硬度居中的白 锡，它有较好的延展性。白锡只在286—434K温度范 围内稳定，它在低于286K时转变为粉末状的灰锡，高 于434K时，转变为脆锡。这三种金属的熔点、沸点、 硬度和密度见表18—3。 锗的化合物被应用的还不多。 重要的是晶态锗，它具有金刚石那样的结构，为重要 的半导体材料。锡和铅，从金属到化合物都有广泛的 用途。
水解激烈：
A3 l C 32 H lO Al(3 O 3H HC)l
2021/3/7
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潮湿空气中的
AlCl3，遇NH3生成 NH4Cl。
用干法合成AlCl3：
白烟为NH4Cl
2Al3C2(lg ) 2A3lCl
2 A 6lH C l2(A g 3 )3 lC 2H (g l ) 2021/3/A 7 2 O 3 l 3 C 32 C l 2A 3 3 lC C1O 1 l
铝一接触空气或氧气，其表面就立即被一层致密的氧化膜所 覆盖，这层膜可阻止内层的铝被氧化，它也不溶于水，所以 铝在空气和水中都很稳定。
铝的亲氧性，它能从许多氧化物中夺取氧，故它是冶金上常 用的还原剂
2021/3/7
3
高纯度的铝（99.950%）不与一般酸作用， 只溶于王水。普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸， 被冷的浓硫酸或浓、稀硝酸所钝化 。
铝比较易溶于强碱中。
Ga和In在氧化性酸中也能钝化作用。
铝族金属虽然都很活泼，在空气、水或氧化 性酸中却由于表面被一层牢固的氧化膜覆盖不 被套腐蚀。
2021/3/7
4
21-2-2 氢化铝和氢氧化铝
一、三氧化二铝
α- Al2O3 ：刚玉，硬度大，不溶
于水、酸、碱。
γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶
硫酸铝易与础金属(除锂以外)NH4+和Ag+等的 硫 酸 盐 结 合 形 成 矾 ， 其 通 式 为 MAl(SO4)2•12H2O （M为一价金属离子）。
2021/3/7
12
21-2-6 铝和铍的相似性
铝和铍在元素周期表中处于对角线位置，两者的离子势接近， 所以它们有许多相似的化学性质：
1 ． 两 者 都 是 活 泼 金 属 ， 它 们 的 电 极 电 势 值 很 相 近 ， E0 （Be2+／Be）＝-1.85伏、E0（A13+/Al）＝-1.706伏)。2．两者 都是两性元素，氢氧化物也属两性。
2021/3/7
2
21-2 铝 镓分族
21-2-1 概述
A1、Ga、In、Tl均为银白色，质软、轻而富有延展性的金 属。它们相当活泼，以化合物的形式存在于自然界中。一般 用电解法制取。
这此元素与非金属反应，易形成氧化物、硫化物、卤化物， 并易溶于稀酸和碱溶液中。
铝是亲氧元素，又是典型的两性元素 。
硫酸铝和明矾
无水硫酸铝A12(SO4)3为自色粉末。从水溶液中得 到的为A12(SO4)3•18H2O，它是无色针状结晶。将 纯A1(OH)3溶于热的浓硫酸或者用硫酸直接处理铝 土矿或粘土；都可以制得A12(SO4)3。
A12O3•SiO2•H2O+3H2SO4
＝
A12(SO4)3+2H4SiO4↓+H2O
第二十一章 p区金属
21-1 p区金属概述 21-2 铝 镓分族 21-3 锗分族 21-4 锑和铋
2021/3/7
1
21-1 p区金属概述
周期系p区共包括10种金属元素：
Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、 Po
价电子构型为ns2np1~4
与s区元素一样，从上到下，原子半径逐 渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素的金 属性逐渐增强。
Al(OH)3(s) 3NH4
Al(OH) 3 3C14H6O2 (OH)2
茜素
Al(C14H7O4 )3(红色) 3H2O
2021/3/7
9
21-2-5 铝的卤化物和硫酸盐
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
离子键
共价键
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。
于酸、碱，可作为催化剂载体。
2021/3/7
5
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+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
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6
二 氢氧化铝：Al(OH)3
两性： Al(OH)wk.baidu.com+ 3H+ Al(OH)3+ OH-
Al3+ + 3H2O [Al(OH)4]-