非金属元素小结

18-1非金属单质的结构和性质
1、非金属元素的特征 非金属
金属
价电子构型
ns1-2(H , He) ns 2np 1-6
ns 1-2 ns 2np 1-4
价电子: 3~7(得电子)
1~6( 失电子)
键型
共价键
离子键
2、分子的组成和晶体结构
8-N规则 8-8=0 希有气体 8-7=1 X2 、H2
pK a越 CH 4 ~ 58 NH3 ~ 39 H2O ~ 16 小，酸 SiH4 ~ 35 PH 3 ~ 27 H2S ~ 7 性越强， GeH 4 ~25 AsH3 ~19 H2Se ~ 4 水是16， SnH 4 ~ 20 SbH 3 ~ 15 H2Te ~ 3 为中性，
HF ~ -3 HCl ~ -7 HBr ~ -9 HI ~ -10
Si,B
F 2无此反应
NaCl+NaClO 3 Na 2S + Na 2SO3
NaH 2PO 2 + PH 3 Na 2SiO 3 + H2 NaBO 2 + H2
O2, F2, Cl2等通常在反应中作氧化剂， C 、H 2是常用的高温还原剂。
18Байду номын сангаас2 分子型氢化物
这些氢化物熔 沸点低，易挥
CH4
无机酸酸强度的 定性解释： AHn 与H+直接相连的原子的 电子密度是决定无机 酸强度的直接原因。
原子的电子密度越低，对 H +的吸引力 越弱， H+越易释放出来，酸性越强。
原子的电子密度越高，对 H +的吸引力 越强， H+越难释放出来，酸性越弱。
表 分子型氢化物在水溶液中 pK a的值(298K)
第18章 非金属元素小结
?18-1 非金属单质的结构和性 质 ?18-2 分子型氢化物
?18-3 含氧酸 ?18-4 非金属含氧酸盐的某些性质
?18-5 P区元素的次级周期性
非金属元素在周期表中的位置 ：
在周期表 一百多种元素 中,主要根据是元素的单质 的性质 将所有化学元素分 为金属和非金属：其中 金 属约 90多种，非金属 17种， 准金属 5 种（B、Si、 As、 Se、Te）.
酸 强 度 增 加
大于16
为碱性
酸强度增加
计算公式 : △rG0 = -2.303RTlgK a
影响pKa值的因素
H 2O
HA(aq)
H 3O+ + A- (aq)
H (脱水能)
HA(g)
D (键能) I (电离势)
Hc (阳 离子 水合 能)
Ha (阴离 子水
合能)
H(g)
H+ (g) A- (g)
强酸：HCl HBr HI 弱酸：HF H 2S H 2Se H 2Te 弱碱：NH3 PH 3 两性： H 2O 水解：B2H6、SiH 4 不水解： CH 4、PH 3、AsH3
无氧酸的强度取决于下列平衡
多数： HA+ H 2O = H 3O++A少数： NH3 +H2O=NH 4++OH -
在氮族元素的氢化物 NH3、PH 3、AsH 3接受 质子，NH3接受质子 的能力极强， PH 3次之，其 碱性依次减弱。
生成氧化物，氢化物，卤化物，硫 化物，硼化物，氮化物等的反应。
与氧化 性酸反 应生成 相应的 氧化物 或含氧 酸：
H3BO 3
浓HNO 3 B、C、P、S、I2
CO 2
(或浓 H 2SO 4)
NO 2+ H3PO 4 (SO 2) H2SO4
HIO 3
与强碱反 应
NaOH
Cl 2,Δ S,Δ P
C 、N2、O 2、
NH3
H2O
发，但第二周 SiH4
期的NH3、 H2O、HF 的
GeH 4
沸点异常地高，
这是分子间存 SnH4
PH 3 AsH3 SbH 3
H2S H2Se H2Te
在着氢键，使
分子缔合作用 特别强的缘故.
酸性增强
还原性减弱
HF HCl HBr HI
稳定性增强
1、热稳定性
可以从两 方面理解
(1)、成键元素的 电负性差△ x越大， 所形成的氢化物就 越稳定。 如 ,稳定性： AsH 3 (△x=0.02)< HF( △x=1.78 )
2、还原性 P.607
NO+H 2O
表现在氢
化物与氧、
卤素、高 价金属离
O2
子以及一
些含氧酸
盐的作用
P 2O 5+H 2O SO 2+H 2O Br 2+H 2O
I2+H 2O
与Cl 2的反应： 8NH 3 + 3Cl 2 ==== 6NH 4Cl + N 2 PH 3 + 4Cl 2 ==== PCl 5 + 3HCl 2HBr + Cl 2 ==== 2HCl + Br 2
与高氧化态金属离子 反应： 2AsH 3 + 12Ag + + 3H 2O = As 2O3 + 12Ag ↓ + 12H +
与氧化性含氧酸盐 的反应：
5H 2S
+
2MnO
4
+
6H +
=
2Mn
2+
+
5S
↓
+
8H
2O
6HCl
+
Cr
2O
27
+
8H +
=
3Cl 2
+
2Cr
3+
+
7H 2O
3、水溶液的酸碱性
(1) 小分子： 分子晶体，熔沸 点低，通常是气体。
8-6=2 S8 Se8 8-5=3 P4、As4、Sb4
(2) 多原子分子： 分子晶体， 易挥发，熔沸点也不高 .
8-4=4 C 、Si
(3) 大分子： 原子晶体，熔 沸点高，且不易挥发；
过渡晶体如石墨，键型复杂。
3、化学性质
单质间的 化合反应
+
E(电子亲合能)
A(g)
△iH0 = H+D+I+E+H c+Ha
无氧酸的强度主要取决于 三 个因素： (1) HA 的键能(D): H —A键越弱，越易放出 H+。 如HF<HCl
(2) 元素电子亲合能 (E): E 大，则HA分子的极性 大，易于电离，如 H2O<HF
(3) 阴离子A-的水合能(Ha): 半径小的阴离子 ,其 水合能大, 则有利于HA在水中的电离。
(2)、 △fG0或△fH0越负，氢化物越稳 定（从分解温度体现）。如
HF HCl HBr HI △fH0 /kJ·mol -1 -271 -92.30 -36.4 26.5 △fG0 /kJ·mol -1 -273 -95.27 -53.6 1.72
ΔrG 0=-2.303RTlgK p P.606
练习： 下列各物质的沸点、酸性大小的顺序： H2S H 2Se H 2Te NH 3 H2O
b.p: H 2S ＜ H2Se ＜ H2Te ＜ NH3 ＜ H 2O
酸性： NH3 ＜ H2O＜ H2S ＜ H2Se ＜ H2Te