江苏大学无机化学课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
熔盐电解装置图
⑵Cl2 (g) 实验室：
M 2 4 n H O M C 2 C n l2 ( C g l2 2 O )H l 工业 (电解)： 2N2 a2 C H O l 电 解 H 2C2 l2NaO
氯碱法装置示意图
⑶Br2(l)
氧化剂： C 2 l2B - rB 2 r2- Cl
3.卤素的存在及其单质的制备和用途 ⑴F2(g) 电解法：2K 2 电 H 解 2FK H 2 F F 2
+ HF 化学法：1986年 K. Chrite发明 KMnO4+4KF+2HF=4K2MnF6+10H2O＋3O2 SbCl5+5HF＝5SbF5+5HCl 2K2MnF6+4SbF5 = 4KSbF6+2MnF3+F2
△fHm /kJ·mol-1 -271.1 -92.3 -36.4 -26.5
分解温度/℃ >1500 1000
300 稳定性
键能/kJ·mol-1 570
酸性
弱
432 366 298
强
2.卤化氢或氢卤酸的制备
•HCl 工业： 直接合成法 C2lH2 hv2HCl 实验室：复分解反应
Na H C 2Sl4 O (浓 ) H C Nla4 HSO 2N H 2 S a4 ( 浓 C O ) 5 l O 0 C 02H N 2 S C a 4O
4．掌握p区元素氢化物的热稳定性、还原性、水溶液中酸碱性和无氧酸
的强度的递变规律；
5．掌握P区元素氧化物及其水合物的酸碱性，含氧酸阴离子的结构，含
氧酸的强度和氧化还原性及其变化规律；
6．掌握p区元素含氧酸盐的溶解性、水解性、热稳定性和氧化还原性及
其变化规律。
§15.1 卤族元素
15.1.1 卤素概述
纯化：3 B 2 3 r C 3 2 - 5 O - B B r3 - r 3 O C 2 (歧 O )
B3 - r 5 O - B 6 rH 32 B 32 r O H
(反歧化)
海水工业制溴示意图
⑷I2 (s)
海藻为原料： C 2(适 l ) 2 量 - I I2 2- C
6H2O 5Cl2(过量) I2
MnO2 4H 2I -
2IO3- 10Cl- 12H
Mn2 I2 2H2O
智利硝石为原料 ：
23 - I 5 OH 3 - S I2 O 24 S 2 - 3 O H 4 - H S 2 OO
⑸用途： • F2:原子能工业中分离U-235，致冷剂
CCl2F2(氟里昂-12)；杀虫剂CCl3F；灭火 剂CBr2F2；特殊材料聚四氟乙烯-CF2CF2-(特氟隆)；人造血液、玻璃光导纤维 等。 • Cl2:盐酸，农药，有机染料，有机溶剂， 塑料，橡胶，石油化工等。 • Br2:医药，农药，感光材料，化学试剂， 汽油抗震剂等。 • I2:医药，食品，人工降雨晶种AgI。
15.1.3 卤化氢和氢卤酸
1.卤化氢或氢卤酸的性质递变
常温下，卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。
HF
μ/(10-30c·m) 6.37
HCl HBr HI 3.57 2.76 1.40 分子极性
m.p./℃ *-83.57 -114.18 -86.87 -50.80熔点
b.p./℃ * 19.52 -85.05 -66.71 -35.1 沸点
15.1.2 卤素单质 15.1.3 卤化氢和氢卤酸 15.1.4 卤化物 多卤化物
卤素互化物 15.1.5 卤素的含氧化合物 *15.1.6 拟卤素及拟卤化物
15.1.1 卤素概述
卤族元素的性质变化
பைடு நூலகம்
卤素(VII)
F Cl Br I
价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5
第十五章 p区元素(三)
§15.1 卤族元素 §15.2 稀有气体 §15.3 p区元素化合物性质
的递变规律
本章教学要求
1．掌握卤素单质、氢化物、卤化物、氧化物和含氧酸及其盐的结构
、性质、制备和用途，掌握它们性质上的递变规律；
2．掌握拟卤素的性质，卤素互化物和多卤化物的结构、性质、制备和
用途；
3.掌握稀有气体单质和化合物的性质及其结构特点；
共价半径/pm 64 99 114 133
电负性
第一电离能 /kJ·mol-1
电子亲和能 /kJ·mol-1
3.98 1681 -328
3.16 1251
-349
2.96 1140 -325
2.66 1008 -295
氧化值
-1 -1， 1， 3， 5， 7
尽管 F 的电负性最大，但其电子亲和能却小于 Cl ，而且 F-F 键离解焓也低于 Cl-Cl 键. 这是因为 F 原子体积太小导致价层电 子间有较强的排斥力使键变弱的缘故，这种现象在 N、O 族中也 存在.
• 与OH-反应：
歧化反应 X22O-H X-X-O H2O 产物： 3X 26O- H 5X _X3 -O 3H 2O
常温 加热 低温
Cl2
ClO-
ClO 3- ClO-
PH4
Br2 BrO 3- BrO 3- BrO-(0OC) PH6
I2
IO 3 -
IO 3 -
IO 3 -
PH9
Cl2
Br2
g
l
s
大
-34 59 185
-102 -7 114 黄绿 红棕 紫
2.卤素单质的化学性质 • 氧化还原性
F2 Cl2 Br2
I2
E (X2/X- )/V：2.889 1.360 1.0774 0.5345
X2 氧化性： 强
弱
X- 还原性： 弱
强
结论：
氧化性最强的是F2，还原性最强的是Iˉ。
• 与H2O反应： 氧化反应： X 22H 2O 4H O X 2
激烈程度 F2C2lB2r 歧化反应：X 2H 2O HX HO X
C2lB2rI2
K(C 2) l4.2 1-0 4 K(B 2) r7.2 1-0 9
K(2 I)2.0 1- 0 13
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。
(a) C-X键, (b)H-X键, (c)X-X键的离解能
卤素分子中键的离解能（kJ·mol-1）
卤素的电负性
卤素的共价半径和卤离子半径
卤素的熔点和沸点
15.1.2 卤素单质
1.卤素单质的物理性质
F2 聚集状态 Ig2
分子间力 小
b.p./℃ -188
m.p. /℃ -220
颜色
浅黄
Cl2 , Br2 , I2 的单质
⑵Cl2 (g) 实验室：
M 2 4 n H O M C 2 C n l2 ( C g l2 2 O )H l 工业 (电解)： 2N2 a2 C H O l 电 解 H 2C2 l2NaO
氯碱法装置示意图
⑶Br2(l)
氧化剂： C 2 l2B - rB 2 r2- Cl
3.卤素的存在及其单质的制备和用途 ⑴F2(g) 电解法：2K 2 电 H 解 2FK H 2 F F 2
+ HF 化学法：1986年 K. Chrite发明 KMnO4+4KF+2HF=4K2MnF6+10H2O＋3O2 SbCl5+5HF＝5SbF5+5HCl 2K2MnF6+4SbF5 = 4KSbF6+2MnF3+F2
△fHm /kJ·mol-1 -271.1 -92.3 -36.4 -26.5
分解温度/℃ >1500 1000
300 稳定性
键能/kJ·mol-1 570
酸性
弱
432 366 298
强
2.卤化氢或氢卤酸的制备
•HCl 工业： 直接合成法 C2lH2 hv2HCl 实验室：复分解反应
Na H C 2Sl4 O (浓 ) H C Nla4 HSO 2N H 2 S a4 ( 浓 C O ) 5 l O 0 C 02H N 2 S C a 4O
4．掌握p区元素氢化物的热稳定性、还原性、水溶液中酸碱性和无氧酸
的强度的递变规律；
5．掌握P区元素氧化物及其水合物的酸碱性，含氧酸阴离子的结构，含
氧酸的强度和氧化还原性及其变化规律；
6．掌握p区元素含氧酸盐的溶解性、水解性、热稳定性和氧化还原性及
其变化规律。
§15.1 卤族元素
15.1.1 卤素概述
纯化：3 B 2 3 r C 3 2 - 5 O - B B r3 - r 3 O C 2 (歧 O )
B3 - r 5 O - B 6 rH 32 B 32 r O H
(反歧化)
海水工业制溴示意图
⑷I2 (s)
海藻为原料： C 2(适 l ) 2 量 - I I2 2- C
6H2O 5Cl2(过量) I2
MnO2 4H 2I -
2IO3- 10Cl- 12H
Mn2 I2 2H2O
智利硝石为原料 ：
23 - I 5 OH 3 - S I2 O 24 S 2 - 3 O H 4 - H S 2 OO
⑸用途： • F2:原子能工业中分离U-235，致冷剂
CCl2F2(氟里昂-12)；杀虫剂CCl3F；灭火 剂CBr2F2；特殊材料聚四氟乙烯-CF2CF2-(特氟隆)；人造血液、玻璃光导纤维 等。 • Cl2:盐酸，农药，有机染料，有机溶剂， 塑料，橡胶，石油化工等。 • Br2:医药，农药，感光材料，化学试剂， 汽油抗震剂等。 • I2:医药，食品，人工降雨晶种AgI。
15.1.3 卤化氢和氢卤酸
1.卤化氢或氢卤酸的性质递变
常温下，卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。
HF
μ/(10-30c·m) 6.37
HCl HBr HI 3.57 2.76 1.40 分子极性
m.p./℃ *-83.57 -114.18 -86.87 -50.80熔点
b.p./℃ * 19.52 -85.05 -66.71 -35.1 沸点
15.1.2 卤素单质 15.1.3 卤化氢和氢卤酸 15.1.4 卤化物 多卤化物
卤素互化物 15.1.5 卤素的含氧化合物 *15.1.6 拟卤素及拟卤化物
15.1.1 卤素概述
卤族元素的性质变化
பைடு நூலகம்
卤素(VII)
F Cl Br I
价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5
第十五章 p区元素(三)
§15.1 卤族元素 §15.2 稀有气体 §15.3 p区元素化合物性质
的递变规律
本章教学要求
1．掌握卤素单质、氢化物、卤化物、氧化物和含氧酸及其盐的结构
、性质、制备和用途，掌握它们性质上的递变规律；
2．掌握拟卤素的性质，卤素互化物和多卤化物的结构、性质、制备和
用途；
3.掌握稀有气体单质和化合物的性质及其结构特点；
共价半径/pm 64 99 114 133
电负性
第一电离能 /kJ·mol-1
电子亲和能 /kJ·mol-1
3.98 1681 -328
3.16 1251
-349
2.96 1140 -325
2.66 1008 -295
氧化值
-1 -1， 1， 3， 5， 7
尽管 F 的电负性最大，但其电子亲和能却小于 Cl ，而且 F-F 键离解焓也低于 Cl-Cl 键. 这是因为 F 原子体积太小导致价层电 子间有较强的排斥力使键变弱的缘故，这种现象在 N、O 族中也 存在.
• 与OH-反应：
歧化反应 X22O-H X-X-O H2O 产物： 3X 26O- H 5X _X3 -O 3H 2O
常温 加热 低温
Cl2
ClO-
ClO 3- ClO-
PH4
Br2 BrO 3- BrO 3- BrO-(0OC) PH6
I2
IO 3 -
IO 3 -
IO 3 -
PH9
Cl2
Br2
g
l
s
大
-34 59 185
-102 -7 114 黄绿 红棕 紫
2.卤素单质的化学性质 • 氧化还原性
F2 Cl2 Br2
I2
E (X2/X- )/V：2.889 1.360 1.0774 0.5345
X2 氧化性： 强
弱
X- 还原性： 弱
强
结论：
氧化性最强的是F2，还原性最强的是Iˉ。
• 与H2O反应： 氧化反应： X 22H 2O 4H O X 2
激烈程度 F2C2lB2r 歧化反应：X 2H 2O HX HO X
C2lB2rI2
K(C 2) l4.2 1-0 4 K(B 2) r7.2 1-0 9
K(2 I)2.0 1- 0 13
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。
(a) C-X键, (b)H-X键, (c)X-X键的离解能
卤素分子中键的离解能（kJ·mol-1）
卤素的电负性
卤素的共价半径和卤离子半径
卤素的熔点和沸点
15.1.2 卤素单质
1.卤素单质的物理性质
F2 聚集状态 Ig2
分子间力 小
b.p./℃ -188
m.p. /℃ -220
颜色
浅黄
Cl2 , Br2 , I2 的单质