非金属单质的化学性质优秀课件
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——进一步发现，相对原子质量较大的稀有气体都能与F2直接化 合，并可依物质量的比例控制反应产物（但Kr只能得到KrF2），生 成不同氧化态的氟化物，如XeF2、XeF4、XeF6、XeOF4、CsXeF7、 XeO3、Na4XeO6、KrF2等。鉴于此，尽管He、Ne和Ar的化合物至今 还未曾制得，但已将此类单质由“惰性气体”改名为“稀有气体”
1. 金属的存在(自学)
金属主要分布于锂3地Li 壳和海洋中。特别是海滨沙矿和海底金属矿藏 （锰结核和重金属矿床等）。陆地金属的矿石约有八类
天然金属矿，如汞和金、银、铂等贵金属 氧化物矿，如铝矾土Al2O3•nH2O, 赤铁矿Fe2O3和锡石SnO2等 碳酸盐矿，如石灰石CaCO3，孔雀石Cu2(OH)2CO3等 硅酸盐矿，如绿柱石Be3Al2Si6O18，高岭石Al2Si2O7•2H2O等 硫酸盐矿，如重晶石BaSO4，石膏CaSO4•2H2O等 磷酸盐矿，如磷酸钙Ca3(PO4)2和磷酸稀土矿等 卤化物矿，如岩盐NaCl，光卤石KCl•MgCl•6H2O等 硫化物矿，如闪银矿Ag2S，硫铁矿FeS2，辉钼矿MoS2等
——硫和磷 在较浓强碱液能发生歧化反应(比较：与水不反应)
3S + 6NaOH ======== 2Na2S + Na2SO3 +3H2O
pH= 14, P4 + 3NaOH ======== PH3 + 3NaH2PO2
——硅与硼 与较浓的强碱溶液作用放出氢气
Si 1.8 + 2NaOH + H2O ==== Na2SiO3 + 2H2 2B 2.0(无定型) + 2NaOH + 6H2O === 2Na[B(OH)4] + 3H2 ——C、 N2、O2、F2无上述类型的反应
——金属晶格中有“自由电子”，它们可解释金属的许多特性 ——活泼金属为强还原剂 ——按金属元素的主要物理、化学性质，根据其结构与性能特点， 可将金属进一步分为八类：成碱金属、轻金属、稀土金属、易熔金 属、难熔金属、铁族金属、贵金属和锕系金属。同一类金属在性质 上有较大的相似性
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13.3.2 金属的存在与冶炼
4. 与碱的反应
——卤素 除氟以外，室温下能与碱溶液歧化反应 X2 + 2OH- ===== X- +XO- + H2O （1） 3XO- ==== 2X- + XO3- （2）
氯室温按反应 (1)，在343K时，反应 (2)很快；溴常温(1)和(2)都很 快，273K以下才生成次溴酸盐；碘与碱反应只能得到碘酸盐
•化学性质
——1962年巴特莱（N. Bartllet）受PtF6氧化O2制得O2[PtF6]的启发 ， 联 想 到 Xe 的 第 一 电 离 能 (1170kJ/mol) 小 于 O2 的 第 一 电 离 能 (1177kJ/mol)，得出了可能制备Xe[PtF6]的结论。并成功制备了橙黄 色固态Xe[PtF6]
——硼、碳、硅 高温才与水蒸气作用(注意，非岐化反应) 1103K
2B+6H2O (g) ====== 2B(OH)3 + 3H2 (g)
1273K C + H2O (g) ====== CO (g) + H2 (g)
水煤气 ——氮、磷、氧、硫 高温也不与水反应
3. 与酸的反应
——一般不与稀的非氧化性酸反应 ——碘、硫、磷、碳和硼均能被硝酸或热的浓硫酸氧化，生成氧 化物或含氧酸
3I2+10HNO3=====6HIO3+10NO(g) +2H2O S + 2 HNO3 ===== H2SO4 + 2NO (g)
3P + 5 HNO3 + 2H2O ===== 3H3PO4 + 5NO (g) 3C + 4 HNO3 ===== 3CO2 + 4NO (g) + 2H2O B (无定型)+ HNO3 (浓) + H2O ===== B(OH)3 + NO (g) C + 2H2SO4 (浓, 热) ===== CO2 + 2SO2 (g) + 2H2O 2B + 3H2SO4 (浓, 热) ===== 2B(OH)3 + 3SO2 (g)
2. 稀有气体的用途
——作为“惰性气体” 焊接活泼金属、拉制半导体单晶和石英 光纤时，He和Ar是重要的保护气体，在气相色谱中He可用作载气
——He和O2混合制造“人造空气”，供潜水员呼吸预防氮中毒， 治疗支气管气喘和窒息。He可代氢气填充飞艇和观测气球；实现超 低温环境
——高压电下，氖产生红光，氩产生绿光，用于制造霓虹灯、灯 塔和信号装置
●物理性质
——稀有气体以单原子分子状态存在，原子间仅存在弱的范德华 力，主要为色散力，作用力随相对原子质量增大。密度、熔点、沸 点、汽化热和临界温度相当低（液化空气有用），随原子序数逐渐 升高
——He的临界温度最低，最难液化。在2.2K时，液态He会从一种 状态相变到另一种状态， 2.2K以上的液态He具有一般液体的通性， 而低于2.2K的液He有许多反常性质：表面张力极小，黏度只有液氢 的1%，流动时几乎无摩擦，该状态称为超流体（Superfluid）。其 导热系数是铜的800倍，并且进入了电阻为零的超导状态，也不能 在常压下固化
13.2.4 稀有气体
1. 稀有气体的性质
●概况
稀有气体属0ⅧA族，包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。核外电子 层具有2或8电子稳定结构，电离能居同周期元素之首，电子亲核和 能小于大于零，难形成化学键，不活泼。1962年前一直称为“惰性 气体”。除氡是放射性元素外，另五种气体以总共不足1%体积量存 在于大气中，故称稀有气体
——氙有极高的发光强度，氙灯有“小太阳”之称。氪和氙的同 位素在医学上被用来测定脑血流量，研究肝功能。氙能溶于油脂细 胞引起细胞膨胀和麻痹，可用作无副反应的麻醉剂
§13.3 金属单质
13.3.1 金属元素的性质和用途
•概况
——金属原子最外层电子数少，电离能低、电子亲核和能小，多易 给出价电子，具有还原性。在化合物中，常表现出正氧化数
非金属单质的化学性 质
2. 与水的反应
——卤素 常温下即能与水反应
X2 + H2O ===== 2H+ + 2X- + 1/2O2 (1) X2 + H2O ===== H+ + X- + HXO (2) F2只发生(1)式，其它卤素主要(2)式，即歧化反应(氧化数部分升 高，部分降低)。两类反应进行的程度随原子序数的增大而降低。加 酸利于逆反应，加碱利于正反应
1. 金属的存在(自学)
金属主要分布于锂3地Li 壳和海洋中。特别是海滨沙矿和海底金属矿藏 （锰结核和重金属矿床等）。陆地金属的矿石约有八类
天然金属矿，如汞和金、银、铂等贵金属 氧化物矿，如铝矾土Al2O3•nH2O, 赤铁矿Fe2O3和锡石SnO2等 碳酸盐矿，如石灰石CaCO3，孔雀石Cu2(OH)2CO3等 硅酸盐矿，如绿柱石Be3Al2Si6O18，高岭石Al2Si2O7•2H2O等 硫酸盐矿，如重晶石BaSO4，石膏CaSO4•2H2O等 磷酸盐矿，如磷酸钙Ca3(PO4)2和磷酸稀土矿等 卤化物矿，如岩盐NaCl，光卤石KCl•MgCl•6H2O等 硫化物矿，如闪银矿Ag2S，硫铁矿FeS2，辉钼矿MoS2等
——硫和磷 在较浓强碱液能发生歧化反应(比较：与水不反应)
3S + 6NaOH ======== 2Na2S + Na2SO3 +3H2O
pH= 14, P4 + 3NaOH ======== PH3 + 3NaH2PO2
——硅与硼 与较浓的强碱溶液作用放出氢气
Si 1.8 + 2NaOH + H2O ==== Na2SiO3 + 2H2 2B 2.0(无定型) + 2NaOH + 6H2O === 2Na[B(OH)4] + 3H2 ——C、 N2、O2、F2无上述类型的反应
——金属晶格中有“自由电子”，它们可解释金属的许多特性 ——活泼金属为强还原剂 ——按金属元素的主要物理、化学性质，根据其结构与性能特点， 可将金属进一步分为八类：成碱金属、轻金属、稀土金属、易熔金 属、难熔金属、铁族金属、贵金属和锕系金属。同一类金属在性质 上有较大的相似性
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13.3.2 金属的存在与冶炼
4. 与碱的反应
——卤素 除氟以外，室温下能与碱溶液歧化反应 X2 + 2OH- ===== X- +XO- + H2O （1） 3XO- ==== 2X- + XO3- （2）
氯室温按反应 (1)，在343K时，反应 (2)很快；溴常温(1)和(2)都很 快，273K以下才生成次溴酸盐；碘与碱反应只能得到碘酸盐
•化学性质
——1962年巴特莱（N. Bartllet）受PtF6氧化O2制得O2[PtF6]的启发 ， 联 想 到 Xe 的 第 一 电 离 能 (1170kJ/mol) 小 于 O2 的 第 一 电 离 能 (1177kJ/mol)，得出了可能制备Xe[PtF6]的结论。并成功制备了橙黄 色固态Xe[PtF6]
——硼、碳、硅 高温才与水蒸气作用(注意，非岐化反应) 1103K
2B+6H2O (g) ====== 2B(OH)3 + 3H2 (g)
1273K C + H2O (g) ====== CO (g) + H2 (g)
水煤气 ——氮、磷、氧、硫 高温也不与水反应
3. 与酸的反应
——一般不与稀的非氧化性酸反应 ——碘、硫、磷、碳和硼均能被硝酸或热的浓硫酸氧化，生成氧 化物或含氧酸
3I2+10HNO3=====6HIO3+10NO(g) +2H2O S + 2 HNO3 ===== H2SO4 + 2NO (g)
3P + 5 HNO3 + 2H2O ===== 3H3PO4 + 5NO (g) 3C + 4 HNO3 ===== 3CO2 + 4NO (g) + 2H2O B (无定型)+ HNO3 (浓) + H2O ===== B(OH)3 + NO (g) C + 2H2SO4 (浓, 热) ===== CO2 + 2SO2 (g) + 2H2O 2B + 3H2SO4 (浓, 热) ===== 2B(OH)3 + 3SO2 (g)
2. 稀有气体的用途
——作为“惰性气体” 焊接活泼金属、拉制半导体单晶和石英 光纤时，He和Ar是重要的保护气体，在气相色谱中He可用作载气
——He和O2混合制造“人造空气”，供潜水员呼吸预防氮中毒， 治疗支气管气喘和窒息。He可代氢气填充飞艇和观测气球；实现超 低温环境
——高压电下，氖产生红光，氩产生绿光，用于制造霓虹灯、灯 塔和信号装置
●物理性质
——稀有气体以单原子分子状态存在，原子间仅存在弱的范德华 力，主要为色散力，作用力随相对原子质量增大。密度、熔点、沸 点、汽化热和临界温度相当低（液化空气有用），随原子序数逐渐 升高
——He的临界温度最低，最难液化。在2.2K时，液态He会从一种 状态相变到另一种状态， 2.2K以上的液态He具有一般液体的通性， 而低于2.2K的液He有许多反常性质：表面张力极小，黏度只有液氢 的1%，流动时几乎无摩擦，该状态称为超流体（Superfluid）。其 导热系数是铜的800倍，并且进入了电阻为零的超导状态，也不能 在常压下固化
13.2.4 稀有气体
1. 稀有气体的性质
●概况
稀有气体属0ⅧA族，包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。核外电子 层具有2或8电子稳定结构，电离能居同周期元素之首，电子亲核和 能小于大于零，难形成化学键，不活泼。1962年前一直称为“惰性 气体”。除氡是放射性元素外，另五种气体以总共不足1%体积量存 在于大气中，故称稀有气体
——氙有极高的发光强度，氙灯有“小太阳”之称。氪和氙的同 位素在医学上被用来测定脑血流量，研究肝功能。氙能溶于油脂细 胞引起细胞膨胀和麻痹，可用作无副反应的麻醉剂
§13.3 金属单质
13.3.1 金属元素的性质和用途
•概况
——金属原子最外层电子数少，电离能低、电子亲核和能小，多易 给出价电子，具有还原性。在化合物中，常表现出正氧化数
非金属单质的化学性 质
2. 与水的反应
——卤素 常温下即能与水反应
X2 + H2O ===== 2H+ + 2X- + 1/2O2 (1) X2 + H2O ===== H+ + X- + HXO (2) F2只发生(1)式，其它卤素主要(2)式，即歧化反应(氧化数部分升 高，部分降低)。两类反应进行的程度随原子序数的增大而降低。加 酸利于逆反应，加碱利于正反应