p区元素
p区元素
Te
-2,0,+2,+4,+6
3.44 141.0 -780.7 142
由大到小变化 2.58 2.55
2.10 190.1 ------126
单键解离能/kJ· mol-1
200.4 -590.4 268
195.0 -420.5 172
第二周期元素 – O的特殊性
1.主要氧化数: O基本为-2 例外： -1 +1 H2O2 O2F2 2.解离能：O-O<S-S 3.第一电子亲和势: O<S>Se>Te 二 化合物 1. 过氧化氢 +2 OF2
小→大 大→小 -58 3.04 74 2.19 77 2.18 101 2.05 100 2.02
第一电子亲 和势/ kJ.mol-1
电负性
思考：为什么在A~VA族中，由上至下低氧化值比高氧化 值化合物稳定？ (惰性电子对效应)
二 化合物
1 氨和铵盐 (1) 氨 它呈三角锥形结构，常温下是刺激性气体。
2HBrO3 + Cl2
2HClO3+Br2
酸性稀溶液中也属于强氧化剂，水溶液中氧化性不明显。 c 卤酸盐的热稳定性高于相应的酸，它们分解反应方式受 催化剂和温度影响而不同。
2KClO3
2KClO3 (3) 高卤酸及其盐
200℃左右 MnO2
2KCl +3O2
3KClO4 + KCl
480℃左右
a 酸性： HClO4(无机酸中最强酸)>HBrO4>HIO4 b 氧化性：HBrO4>HIO4>HClO4； 浓热HClO4 >稀冷HClO4。 c 高卤酸盐热稳定性高于相应酸。
p区元素
水解机理
2．水解产物的类型
（1）碱式盐 多数无机盐水解后生成碱式盐，这是一 种最常见的水解类型。如： SnCl2＋H2O=Sn(OH)Cl↓＋3HCl BiCl3＋3H2O=BiOCl↓＋3HCl
（2）氢氧化物 有些金属盐类水解后最终产物是氢氧化 物，这些水解反应常需要加热以促进水解 的完成，如： AlCl3 +3H2O=Al(OH)3↓+3HCl FeCl3+3H2O=Fe(OH)3↓+3HCl
SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl BaCl2、NaCl不水解
（2）电子层结构
离子的极化作用越强该离子在水中就越 容易水解。非稀有气体构型（18e-，9— 17e-，18＋2e-）的金属离子，他们的盐都 容易发生水解。
（3）空轨道
碳的卤化物如CF4和CCl4遇水不发生水解， 但是比碳的原子半径大的硅其卤化物却易 水解。
有时水解产物还可以同未水解的无机物 发生配合作用，如： 3SnCl4+3H2O=SnO2· H2O+2H2SnCl6
非金属单质的物理性质
常温下状态： 气态：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2、N2、O2、F2、Cl2、稀有气 体 液态：Br2； 其余为固态。
溶解性：
除F2与水发生置换反应，Cl2、Br2在
水中仅部分发生自身氧化还原反应外， 可以说非金属单质难溶于水。 易溶于有机溶剂。
第9章 P区元素
第一节 p区元素概述
p区元素化合物性质
1、氢化物 （1）物理性质
（2）化学性质
2、P区元素的氧化物及其水合物
热稳定性
盐的水解反应
第十一章P区元素
2LiH B 2 H 6 2LiBH4
2NaH B 2 H 6 2NaBH4
2. 硼的含氧化合物
B—O 键的键能（ 806kJmol-1 ）大，硼的含氧化合物具有 很高的稳定性。硼与氧只能形成单键，不能形成双键。 构成硼的含氧化合物的基本结构单元是平面三角形的 BO3 合四面体形的BO4（硼元素的亲氧性和缺电子性）。
时中心原子的价键轨道杂化方式由 sp2 杂化过渡
到 sp3 杂化，分子的空间构型由平面结构过渡到 立体结构。
第三节 硼元素
一、硼的单质
硼在地壳中的含量很小，在自然界不以单质存在，主要
以含氧化合物的形式存在。硼的重要矿石有硼砂、方硼石、 硼镁矿和少量的硼酸等。
单质硼有无定型（棕色粉末）和晶型（黑灰色）等多种
A.三氧化二硼
H 3 BO3 HBO2 H 2 O
150o C
2HBO2 B 2 O 3 H 2 O
300 o C
低温时得到的是晶体， 高温时得到的是玻璃 状 B2O3 。 B2O3 与 水 反应又可生成偏硼酸 和硼酸。
B 2O 3 3Mg 2B 3MgO
二、特征
硼、铝在原子半径、电离能、电负性、熔点等性 质上有较大差异，即p区第二周期元素的反常性。
一般形成+3价的化合物，随着原子序数的增加， 形成+1价化合物的趋势逐渐增强。
硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下
依次减弱 。 硼族元素为缺电子原子 —价电子数小于价键轨 道数的原子。所形成的化合物中有些为成键电子 对数小于中心原子的价键轨道数的缺电子化合物， 即容易形成聚合型分子 Al2Cl6和配位化合物HBF4 （硼原子的最高配位数为 4，其他原子为6），此
P区元素性质小结
04 p区元素的化学性质
氧化还原性
总结词
p区元素的氧化还原性质多样，它们在化 学反应中可以表现出不同的氧化态。
VS
详细描述
p区元素包括第15和第16族的元素，如氮 、磷、砷、锑、铋、硒和碲等。这些元素 具有多种氧化态，这是因为它们的价电子 构型允许它们形成多种价态的化合物。例 如，氮元素可以形成+5价的硝酸盐和+3 价的亚硝酸盐。
详细描述
在p区元素中，随着原子序数的增加，原子半径呈现先减小后增大的趋势。这是因为随着电子的填入，电子之间 的排斥力逐渐增大，导致原子半径增大。
熔点、沸点、硬度
总结词
熔点、沸点和硬度是衡量元素物理性质的重要参数。
详细描述
在p区元素中，随着原子序数的增加，熔点、沸点和硬度呈现先升高后降低的趋势。这是因为随着原 子序数的增加，原子之间的相互作用力逐渐增强，导致熔点、沸点和硬度升高。但当原子序数继续增 加时，原子之间的相互作用力逐渐减弱，导致熔点、沸点和硬度降低。
高性能器件
通过p区元素与其他元素的组合，可以开发出高性能的电子器件和光电器件，如晶体管、 太阳能电池、LED等。
新能源开发
燃料电池
利用p区元素作为催化剂，可以提 高燃料电池的效率和稳定性，推 动新能源技术的发展。
太阳能转换
p区元素在太阳能转换中具有重要 作用，如铜基材料在太阳能热电 转换方面的应用。
生物医学应用
生物成像
利用p区元素的特性，可以实现高分辨率和高灵敏度 的生物成像，有助于疾病的早期诊断和治疗。
药物研发
p区元素可以作为药物的有效成分或辅助成分，用于 治疗癌症、感染性疾病等重大疾病。
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p区元素PPT课件
I2 + I-1 = I3-1
2、卤素单质 2.3 卤素单质化学性质 X2具有强的化学活性 活性相对大小：F2 > C12 > Br2 > I2 卤素原子都有取得一个电子而形成卤素阴离子的强烈趋势：
1/2X2 + e- ─→ X故卤素单质最突出的化学性质是氧化性。除I2外，均为强
• Cl2也可与各种金属作用，反应剧烈，但有些需加热。
氧化剂。从标准电极电势(X2/X-)可以看出，F2是卤素单质
中最强的氧化剂。随着X原子半径的增大，卤素的氧化能 力依次减弱： F2 > C12 > Br2 > I2
2、卤素单质
（1） 与金属作用
2.3 卤素单质化学性质
• F2可与所有的金属作用
F2可贮存于Cu、Ni、Mg等容器中。因在金属表面形成氟 化物薄膜
1、卤素的通性
如 基态Cl 供给一定能量，变成几种激发态，表现出 高氧化态：+1、+3、+5、+7 。F只能形成-1价化合物。
基态
- 1e +1
激发态
- 3e +3
激发态
- 5e +5
激发态
3s
3p
- 7e +7
3d
2、卤素单质
2.1 卤素成键特征
（1）非极性共价键 价电子层中有一个成单的p电子，可形成一个非极性 共价键，如F2、Cl2、Br2、I2
又如 HClO
HClO3
HClO4
氧化数增加，氧增多，中心氯电子密度降低
O的电子密度降低，O-H键减弱，酸性增强
三 无机物的水解性
❖ ① 电荷半径（取决于阳离子对水的极 化作用），阳离子半径小，电荷高， 极化作用大，易水解。 如AlCl3>>NaCl
p区元素总结
14.1.2 氮族元素的单质?????图14-2 氮族元素的单质1.存在氮族元素中除磷在地壳中含量较多外，其它各元素含量均较少。
氮主要以单质存在于大气中，天然存在的氮的无机化合物较少。
磷较容易氧化，在自然界中不存在单质。
它主要以磷酸盐的形式分布在地壳中。
? 砷、锑和铋主要以硫化物矿的形式存在，如雄黄：As4 S4。
雌黄(As2S3 )辉锑矿(Sb2S3 ) 雄黄(As4S4)图14-3 氮族元素的存在2. 性质除氮气外，其它氮族元素的单质都比较活泼。
化学性质列于上表中。
表14-2 氮族元素的化学性质3. N2N2分子的分子轨道表达式为：N2[(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(π2py,π2pz)4(σ2px)2]氮气是无色、无臭、无味的气体。
沸点为-195.8°C。
微溶于水。
强的N≡N键(944kJ/mol)，常温下化学性质极不活泼，故N2常常作为惰性气体使用。
4. 磷的同素异形体图14-4 白磷和红磷（1）白磷的结构白磷的结构由P4分子通过分子间力堆积起来，每个磷原子通过其px，py和pz轨道分别和另外3个磷原子形成3个σ键，键角∠PPP为60°，分子内部具有张力，其结构不稳定。
图14-5 白磷的结构白磷的性质白磷P4是透明的、柔软的蜡状固体，化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。
图14-6 白磷在空气中自燃白磷的制备将磷酸钙、砂子和焦炭混合在电炉中加热到约1500?C，可得到白磷。
2Ca3(PO4)2(s) + 6SiO2(s) + 10C(s) P4(g) + 6CaSiO3(l) + 10CO(g)（2）红磷将白磷隔绝空气加热到400℃时可得到红磷。
红磷的结构较复杂。
一种观点认为：P4分子中的一个P—P键断裂后相互连接起来形成长链结构。
所以红磷较稳定，400℃以上燃烧，不溶于有机溶剂。
图14-7 红磷的可能结构（3）黑磷黑磷具有与石墨类似的层状结构，但与石墨不同的是，黑磷每一层内的磷原子并不都在同一平面上，而是相互连接成网状结构。
元素化学—p区元素及其重要化合物
磷的含氧酸及其盐
磷酸盐
溶解性: 所有的磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐除了K+、 Na+、NH4+离子的盐外，一般不溶于水。 水解性: Na3PO4水解呈较强的碱性pH＞12 ；Na2HPO4水溶液呈弱 碱性pH= 9～10，而NaH2PO4的水溶液呈弱酸性pH= 4～5。
磷的含氧酸及其盐
分析上常用此反 应检定溶液中有
无 Mn2+ 离子
基 础 化 学
卤族元素
周期表中元素的分区
IA
0
1
IIA
IIIA IVA VA VIA VIIA
2
3
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB
(3) 活泼性在Cu之后：
2AgNO3
2Ag + 2NO2 + O2
NO3-、NO2- 的鉴定
NO2-的鉴定 Fe2++NO2-+HAc → Fe3++NO +H2O+2Ac[Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
NO3-、NO2- 的鉴定
NO3-的鉴定 3Fe2++NO3-+4H+ → 3Fe3++NO +2H2O [Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
亚硝酸盐比较稳定，特别是碱 金属和碱土金属亚硝酸盐。
2HNO2 N2O3 + H2O NO + NO2 + H2O
蓝色
棕色
p区元素
卤化氢和卤化物
（1）卤化氢的制备
1. 直接合成
H2+X2 → 2HX
氟和氢虽可直接化合，但反应太猛烈且F2成本高。 溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。
2. 浓硫酸与金属卤化物作用
CaF2+H2SO4 == CaSO4+2HF↑ NaCl+H2SO4(浓) ==NaHSO4+HCl
不能，因为热浓硫酸具有氧化性，把生成的溴化氢 和碘化氢进一步氧化。 NaBr + H2SO4(浓) == NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) == SO2↑+Br2 + 2H2O NaI+H2SO4(浓) 8HI+H2SO4(浓)
== NaHSO4+HI↑ == H2S↑+4I2+4H2O
采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。
（2）卤化氢的性质
卤化氢的性质 性 质 HF 6.37 92 189.6 292.6 -269.4 35.3 10 HCl 3.57 128 HBr 2.67 141 HI 1.40
气体分子的偶极矩/10-30 C· m 核间距/pm 熔点/K 沸点/K 生成热△fH/kJ· mol-1 101.3 kPa、20℃时的溶解度/% 18 ℃时0.1 mol· L-1溶液的表观电离度/%
（2）IIIA~VA 从上到下低氧化数化合物的稳定 性增强（指氧化还原稳定性），高氧化数化合物的 稳定性减弱，位于下面的元素的高价化合物在一定 条件下表现强氧化性，低价表现弱还原性，这种现 象称“惰性电子对效应”。 4、P区金属的熔点一般较低
5、P区处于对角线上（或附近）的不少的金属或 非金属具有半导体性质
第九章 p区元素
• 3.第二周期和第四周期p区元素性质的特殊性 • 第二周期 • p区元素的第二周期显示出反常性 • ①半径较小、电负性较大，获得电子的能力较强，形成共价键的 趋势大。 • ②与第三周期元素相比，它们的原子半径较小，成键时键长较短， 参与成键的电子之间的排斥力较大，导致单键键能较小，这与同 族元素中单键键能从上到下依次递减的规律不符。
X2 氧化性： X- 还原性： 结论： 强 弱 弱 强
氧化性最强的是F2，还原性最强的是Iˉ。
与H2O反应：
4HX O2 氧化反应： X2 2H2O 激烈程度 F2 Cl 2 Br2 X2 H2O HXO HX 歧化反应： Cl 2 Br2 I 2
K (Cl2 ) 4.210
• 第四周期
• 第四周期由于 d 电子的填入，除原子半径明显减小以外，也导致 其性质的异常。在第ⅦA族元素的含氧酸中，溴酸、高溴酸的氧 化性均较氯酸、高氯酸强。
• 4.p区元素的生物学效应 • P区元素中有很多属于人体的必需元素，包括12种常量元素中的7 种（O、C、N、P、S、Cl、Si）和13种人体必需微量元素中的五 种（Sn、F、Se和As）。但有些元素具有明显的毒性，如Pb、Tl 等。有很多元素及其化合物可以作为药物应用。
• 2.原子半径 • 同一周期中，原子半径随原子序数的增加而减小。 • 同一族中各元素价层电子数相同，第一个元素的原子电负性最大， 半径最小，得电子能力最强，随着原子序数的增加，电子层数增 加，原子半径逐渐增加。原子半径越大，元素得电子能力减弱， 元素得非金属也随之增加，金属性增加。P区各族元素都是从特 征的非金属元素开始，逐渐过渡到金属元素。
• 2.影响含氧酸氧化能力的因素 • （1）中心原子结合电子的能力：含氧酸的还原过程是中心原子 接受电子，氧化数降低的过程。因此中心原子结合电子的能力越 强，越容易被还原，含氧酸的氧化能力就越强。
第十篇 元素化学之P区元素
P区元素
第p区十元二素章概述p区元素(一)
§ 10.2 硼族元素
§ 10.3 碳族元素 § 10.4 氮族元素 § 10.5 氧族元素 § 10.6 卤族元素
p区元素化合物性质 的递变规律
p区元素概述
通性
价电子构型ns2np1～6 非金属向金属性过渡 电负性大，主要形成共价化合物
①第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p轨道) 形成配合物时，配位数最多不超过4； 第二周期元素单键键能小于第三周期元
素单键键能(kJ/mol-1) E(N-N)=159 E(O-O)=142 E(F-F)=141 E(P-P)=209 E(S-S)=264 E(Cl-Cl)=199
②第四周期元素表现出异样性(d区插入)
价电子构型：ns2np2
氧化值 最大 配位数
C Si Ge
-4
+2 +4 (+2)
+4
+4
4 66
单质可形成原子晶体
Sn Pb
+2 +2 +4 (+4) 66
金属晶体
存在形式： 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气；
碳酸盐； CO2 。 硅：SiO2和各种硅酸盐。
10.3.2 碳族元素的单质
碳单质的同素异形体：
缺电子化合物特点：
a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl Al Al
Cl Cl Cl
10.2.2 硼族元素的单质
10.2.3 硼的化合物
最简单的硼烷是B2H6
2BH3(g)=B2H6(g) △H=－148kJ·mol－1
P区元素概述
2.影响含氧酸氧化能力的因素： 影响含氧酸氧化能力的因素： 影响含氧酸氧化能力的因素 （1）中心原子结合电子的能力：能力越强，越容易 ）中心原子结合电子的能力：能力越强， 被还原 （2）中心原子与氧原子之间的键的强度：键越强， ）中心原子与氧原子之间的键的强度：键越强， 含氧酸就越稳定 含氧酸就越稳定 （3）其他过程的能量效应 ）
6
1.无机含氧酸的结构： 无机含氧酸的结构： 无机含氧酸的结构 许多P区元素都可以形成无机含氧酸 区元素都可以形成无机含氧酸， 许多 区元素都可以形成无机含氧酸，如HClO4、 HNO3、H3PO4、H2SO4等。这些酸中，至少都含有一 这些酸中， 羟基（ ），由羟基电离出来的质子才是酸中 个羟基（—OH），由羟基电离出来的质子才是酸中 + ），由羟基电离出来的质子才是酸中H 的只要来源 2.含氧酸的酸性： 含氧酸的酸性： 含氧酸的酸性 电负性越强 （1）中心原子的电负性越强，含氧酸的酸性就越强 ）中心原子的电负性越强， 不同氧化数（ （2）同一元素不同氧化数（化合价不同）的含氧酸中， ）同一元素不同氧化数 化合价不同）的含氧酸中， 高氧化数的含氧酸的酸性一般比低氧化数的强 非羟基氧越多 （3）中心原子周围非羟基氧越多，酸性越强 ）中心原子周围非羟基氧越多，
3
3、第二周期P区元素的特殊性 、第二周期 区元素的特殊性
第二周期的价层电子构型为2s²2p1~6，没有能量相近 第二周期的价层电子构型为 空轨道可以利用 因此，有一些特殊性。 可以利用， 的空轨道可以利用，因此，有一些特殊性。 （一）半径较小、电负性较大，形成共价键的趋势较大。 半径较小、电负性较大，形成共价键的趋势较大。 共价键的趋势较大 单键键能远远小于第三周期元素 远远小于第三周期元素， （二）单键键能远远小于第三周期元素，这点与同主族 中单键键能从上到下依次递减的规律不符 形成化合物时配位数较小，一般都小于4 配位数较小 （三）形成化合物时配位数较小，一般都小于
常见非金属元素及其化合物P区元素ppt课件
氦
Li Be
B C N O F Ne 硼碳氮氧氟氖
Na Mg
Al Si P S Cl Ar 硅磷硫氯氩
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 砷硒溴氪
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Ru Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 碲碘氙
● F以氟化钙的形式存在于人的骨骼和牙齿中，缺 氟容易引起龋齿。碘是甲状腺激素的重要组成成 分，缺碘造成甲状腺肿大，导致智力低下、聋哑、 身材矮小等。Cl是多种体液的主要成分，食物中缺 少氯时会引起多种病症。
引言
● P在人体和生命中具有重要的意义：骨骼中失 去磷，人体就会缩成一团；肌肉失去磷，就会失 去运动能力；脑子失去磷，人的一切思想活动就 会立即停止。
● Se能够抑制过氧化、抗毒性、刺激免疫球蛋 白及抗体的产生，具有抑制癌细胞的作用，并为 智力发育的营养素。
P区元素概述
p 区元素包括ⅢA ~ ⅦA 族和 0 族元素。p 区元 素沿 B─Si─As─Te─At 对角线分为两部分，对角线 右上角的元素（含对角线上的元素）为非金属元素， 对角线左下角的元素为金属元素。
答案：1. B、2. D
第一节 卤族元素
3.下列物质能使淀粉－KI试纸变蓝的是（ ）
A. 氢氟酸 B. 碘溶液 C. 碘化钾溶液 D. 氯化钠溶 液 E. 溴水 4．下列物质具有漂白作用的是（ ）
A. 氯水 B. 次氯酸钙 C. 氯化钙 D. 碳酸钙 E. 氟化氢
答案：3. B、E 4.A、B
第二节 氧族元素
HBrO2 HBrO3 HBrO4
碘 HIO
HIO3 HIO4、HIO6
第十二章 p区元素
其结构式为： [Cu(H2O)4]SO4· 2O。 H
多数硫酸盐还有形成复盐的倾向。 如：摩尔盐：(NH4)2SO4· FeSO4 · 2O； 6H 明矾：K2SO4 · 2(SO4)3 · Al 24H2O；
3、其它含氧酸及其盐
（1）“焦硫酸” H2S2O7 :
O O O O HO – S – OH HO – S – OH → HO – S – O – S – OH O O O O =
（3）金属硫化物的溶解性:
酸式盐均易溶于水，正盐中碱金属硫化物以及BaS易溶于水；
碱土金属(Be除外)硫化物微溶于水； 其它硫化物大多数难溶于水；
常见金属硫化物的溶解性分类
溶于水的 硫化物
不溶于水的硫化物
溶于稀酸的硫化物 不溶于稀酸的硫化物
Ag+, Pb2+, Hg2+, Hg22+,
K+, Na+, H4+,
（1）SO3与H2SO4的结构：
（2）硫酸的性质
酸性：二元强酸
浓H2SO4的强吸水性：作干燥剂
强氧化性： 与活泼金属反应还原产物为S，甚至H2S:
3Zn + 4H2SO4(浓) → 3ZnSO4 + S + H2O 4Zn + 5H2SO4(浓) → 4ZnSO4 + H2S + H2O
三、氢卤酸（卤化氢）、卤化物
1、氢卤酸酸性按HF HCl HBr HI顺序依次增强。 2、HF的强腐蚀性: SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O CaSiO3 + 6HF → SiF4 ↑ + CaF2 + 3H2O 3、HX的挥发性（恒沸物，与水共沸） 4、HX的还原性: 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O HBr + H2SO4(浓) → SO2 + Br2 + 2H2O 8HI + H2SO4(浓) → H2S + 4I2 + 4H2O
第二节 p区元素
氧族元素有同素异形体，氧有O2、O3，硫有斜方硫、 单斜硫、弹性硫等 。
O3分子结构：中心氧原子sp2杂化，一个杂化轨道 被孤对电子占据，没有参与杂化的p轨道（有两个电 子）和两端的氧原子的p轨道（各有一个电子）相互 平行，形成垂直于分子平面的三中心四电子的离域π 键（大π键）。
5、 硫的含氧酸及其盐
1 、氧族元素概述
ⅥA 族称为氧族，价层电子构型 ns2np4 包括：氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) 钋(Po) 氧族元素从上到下，原子半径、离子半径逐渐增 大，电离能和电负性逐渐变小，元素的金属性逐渐 增强，非金属性逐渐减弱。 氧和硫是非金属，硒和碲是准金属，钋是金属。 氧和硫单质分子结构不同： O2 S8 环状单键结构 O O
氟有一些特殊性，如键能、电子亲和能比氯小。
单质的性质：是很活泼的非金属，具有氧化 性。
在化合物中，常见的氧化值为-1；除F外可显 示+1、+3、+5、+7的氧化值。 F2是最活泼的非金属，能和几乎所有的金属、 非金属化合，反应激烈；Cl2也能和所有金属 和大多数非金属化合；Br2、I2的活泼性比Cl2 差。
MgCl2+H2O
Mg(OH)Cl+HCl
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl↓ + HCl
SbCl3 + H2O = SbOCl↓ + 2HCl
BiCl3 + H2O = BiOCl↓ + 2HCl
非金属卤化物：水解有三种类型 ① 与水反应生成非金属含氧酸和卤化氢。
如：BCl3, SiCl4, PCl5, AsF5
分析化学-第十一章p区元素
硫代硫酸盐的性质
(1). 还原性
2S2O32+ + I2
S4O62– + 2I–
(2). 配位能力
Ag+ + 2S2O32– (过量)
O
[Ag(S2O3)2]3–
O
M S S O（单齿） S S O（双齿）
O
MO
(3). 遇酸分解 S2O32– + 2H+
S + SO2 + H2O
Supplement：多硫化物
二．氧、硫
1. 氧分子的结 构 分子 轨道理论简介
分子轨道能级示意图（a）和分子轨道图（b）
σ 2 px
*
*
2py 2pz
2px’ 2py’ 2pz’ 2py 2pz 2px’ 2py’ 2pz’
2s
σ 2 px
σ *2s
2s
2s’
σ 2s
σ *1s
1s
1s’
σ1s
O2 分子轨道和原子轨道能量关系
540 900 1290 1360
=
Z r2
2. 硅
天然硅化合物主要有 SO2 和硅酸盐。 SO2 可溶于 NaOH 或者 Na2CO3 溶液，生成可溶性硅酸盐。所以，和溶液不能用玻璃 容器，尤其不能用磨口玻璃容器盛装。
SO2 可溶于氢氟酸，生成气态 SiF4，因此可以用氢氟酸在玻 璃上雕花
SO2 + 4HF
多聚磷酸
NO3– 的检出反应
3NO3– + 8Al + 5OH– + 18H2O NO2– 的检出反应
NH2
3NH3(g) + 8[Al(OH)4]–
HAc + NO2- +
第十三章 p区元素
第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述p区元素包括周期系中ⅢA---ⅦA及希有气体元素，这些元素的最外层分别有2个s电子和1--6个p电子。
p区元素具有以下特点:1、价电子层结构通式为ns2np1--6。
2、非金属向金属过渡。
同一主族，从上到下，原子的最外层电子数相同，原子半径逐渐增大，而有效核电荷只是略有增加，获得电子能力逐渐下降，因此，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
这种变化规律在p区ⅢA---ⅦA族中显得突出明显。
这几族元素每族都是从1个典型的非金属元素开始过渡到一个典型金属元素结束。
3、第一横排元素不规则性。
各族的第一个元素，主要指F, O, N, C，它们在本族元素的性质递变上有反常表现。
其主要原因是:（1）原子半径特别小。
（2）电负性明显地大。
3无法动用d轨道。
表现为1)F, O, N同H形成的化合物中易形成氢键。
（2）配位数小。
（3）单键键能反常地小。
这是因为当两个F, O, N原子靠近组成单键时, 它们原子外层上还有未键合的孤对电子，原子间距离小时，这些孤对电子间将产生明显的排斥作用，弱化了单键，这种现象也称为孤对电子的排斥效应。
4、中间横排元素的不规则性。
从第四周期始，p区元素次外层不再是8个电子，而是18个电子，多了10个3d电子，这样使的第四周期的p区元素的有效核电荷显著增大，对核外电子的吸引力增强,造成同族内原子半径、电负性、电离能、φ等的递变出现不规则性，变的缓慢甚至发生逆转现象。
例:ⅢA族原子半径电负性第一至第三电离能之和（埃）（kJ/mol)B 0.82 2.01 6888Al 1.18 1.47 5140Ga 1.26 1.82 5520In 1.44 1.49 5084Tl 1.48 1.44 5438中间横排元素的不规则性，是由元素在周期表中的排列位置以及电子层构型的特殊性所造成。
5、氧化值。
大多数p区元素具有多种氧化值，其最高正氧化值等于其最外层电子数，等于其族数。
第十三章p区元素
2.硼的含氧化合物
① 三氧化二硼 B2O3 结构：原子晶体：熔点460C
无定形体：软化
B(无定形)
O2 Mg或Al
+H2O
B2O3 -H2O
H3BO3
制备： 4B(s) 3O 2 (g) 2B 2O3 (s) 2H 3BO 3 B2O3 3H 2O
性质：
有CH4，但无BH3
HH
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如右图所示： H H
• 硼烷的结构 B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三
中心两电子键。（氢桥）
HH
H
记作： B B
H
H
H
要点：B的杂化 方式，三中心两电子 键、氢桥。
B4H10分子结构
119pm
H
H HBH H
B
B
H HBH H
③ 硼砂 Na 2B4O7 10H 2O Na 2B4O5 (OH) 4 8H 2O
硼酸根的结构：
性质：
• 水解呈碱性
[B4O5 (OH) 4 ]2 5H 2O
4H 3BO 3 2OH -
4H 3BO 3 2OH -
2H 3BO 3
2B(OH)
4
构成缓冲溶液 pH=9.24 (20 ℃ )
/BrO
3
)
1.763
V
E
(H5IO
6
/IO
3
)
1.60
V
③最后三个元素性质缓慢地递变 (d区、f 区插入)
K+ r/pm 133
Rb+ r/pm 148
Cs+ r/pm 169
Ca2+ 99 Sr2+ 113 Ba2+ 135
P区元素
P区常见元素化合物的性质
内容提要
I. P区元素概况
II. P区常见金属元素性质介绍
铝、锡、铅、锑、铋
III. P区常见非金属元素性质介绍
氮、磷、氧、硫
I. P区元素概况
P区
P区包括硼族(IIIA)、碳族(IVA)、氮族(VA)、氧族(VIA)、 卤素(VIIA)、稀有气体(VIIIA)共6个族的元素，目前共 有36种元素。元素的价层电子构型通式为ns2np1~6。 因为p亚层上具有3条原子轨道，可容纳6个电子，所 以p区包括6个族。
脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸
b. 磷酸盐
溶解性 水溶液
M3IPO4 M2IHPO4 大多数难溶(除 K+, Na+, NH4+) PH>7 PH>7 水解为主 水解>解离
MIH2PO4 大多数易溶 PH<7 水解<解离
PO3 4 + H2O
2 HPO4 + H2O
HPO2 4 + OH H2PO4 + OH (主)
适量OHH+ 适量OH适量OHH+
Sn(OH)2 (s,白) Pb(OH) 2 (s,白)
过量OH过量OH过量OH-
[Sn(OH) 4 ]2[Pb(OH)3 ][Sn(OH)6 ]2-
HNO3或HAc
α-H 2SnO3 (s,白)
放 置
β-H SnO (s,白) 不溶于酸或碱 2 3 Sn 4HNO (浓) β-H SnO 4NO H O 3 2 3 2 2 Sn
2Pb2+ + 2CO2 3 + H2O
[Pb(OH)]2CO3 + CO2
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第10章 p 区元素【10-1】完成下列反应方程式： （1）KBr+KBrO 3+H 2SO 4（2）AsF 5+H 2O （3）OCl 2+H 2O（4）Cl2通入热的碱液 （5）Br2加入冰水冷却的碱液解：（1）5KBr+KBrO 3+3H 2SO 4 = 3Br 2+3K 2SO 4+3H 2O（2）AsF 5+4H 2O = H 2AsO 4 +5HF （3）OCl 2+H2O = 2 HClO（4）3Cl 2 + 6NaOH(热) = NaClO 3 + 5 NaCl+ 3H 2O （1）Br 2 + 2NaOH(冰水) = NaBr + NaBrO+H 2O【10-2】用表9-1和表10-1有关数据比较F2和Cl2分别与Na(s)反应时，何者放出的能量更多？并指出造成此结果的原因（NaF 和NaCl 的晶格能分别为915kJ/mol 和778kJ/mol ）。
解：.前者放出的能量多 （11402(NaCl),556)(--⋅-=∆⋅-=∆mol kJ rH mol kJ NaF rH ），因为氟的原子半径小，当生成离子化合物时晶格能大。
计算过程如下：【10-3】Br 2能从I - 溶液中取代出I ，但I 2又能从KBrO 3溶液中取代出Br 2，这两种实验事实有无矛盾？为什么？解：不矛盾。
因为φ⊖(Br2/Br -)>φ⊖ (I 2/I -),所以Br 2+2I- 2Br -+I 2能进行,说明氧化性Br 2>I 2;又因为φ⊖(Br /Br 2)>φ⊖(I/I 2),所以2Br +I2 Br 2+2I 能进行,说明氧化性Br>I,或还原性I 2>Br 2。
【10-4】将Cl 2不断地通入KI 溶液中，为什么开始时溶液呈黄色，继而有棕色沉淀产生，最后又变成无色溶液？解：黄色为I 3-, 棕褐色沉淀为I 2, 无色为IO 3-。
有关反应为：2I － + Cl 2 === 2Cl － + I 2I 2 + I - === I 3-I 2 + 5Cl 2 + 6H 2O === 2IO 3- + 10Cl - + 12H +【10-5】写出下列制备过程中的反应方程式： （1）由NaBr 制备HBr （2）由KI 制备KIO 3 （3）由I 2和P 制备HI （4）由Cl 2和CaCO 3制备漂白粉解：电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O【10-6】比较下列性质的大小 （1）键能：F —F 和Cl —Cl （2）电子亲合能：F 和Cl （3）酸性：HI 和HCl （4）热稳定性：HI 和HCl （5）水中溶解度：MgF 2和MgCl 2 （6）氧化性：HClO 和HClO 4解：（1）F —F<Cl —Cl ；（2）F<Cl ；（3）HI>HCl ；（4）HI<HCl ；（5）MgF 2<MgCl 2；（6）HClO>HClO 4 【10-7】在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时，得到蓝色溶液A ；继续加入过量NaClO 时，得到无色溶液B 。
然后酸化之，并加入少量固体Na 2SO 3于B 溶液，则蓝色又出现；当Na 2SO 3过量时，蓝色又褪去成无色溶液C ；再加入NaIO 3溶液蓝色又出现。
指出A 、B 、C 各为何物？并写出各步的反应方程式。
解：A 溶液中含有被次氯酸钠氧化所得的碘，碘吸附在淀粉形成特征的蓝色；B 溶液中含有被过量的次氯酸钠进一步氧化而得的无色碘酸根；C 溶液中含有被过量的亚硫酸钠还原的最终产物、无色的碘离子。
ClO- (少量) + 2I- + 2H2O = I2 (A) + Cl- +2OH-I2+ 5ClO-(过量) + 2OH- = 2IO3-(B) + 5Cl- + H2O2 IO3- + 5SO32-(少量) + 2H+ = I2 + 5SO42- + H2OI2 + SO32-(过量) +H2O = SO42- + 2I- (C) + 2H+IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3 H2O【10-8】完成下列反应方程式：（1）Na2SO3+Na2S+HCl（2）H2SO3+ Br2 +H2O（3）Na2S2O3+I2 +H2O（4）HNO3(稀) + H2S（5）H2SO4 (浓) +S（6）Mn2++S2O82-+H2O（7）MnO4- + H2O2 + H+解：（1）Na2SO3+2Na2S+6HCl = 3S+6NaCl+3H2O（2）H2SO3+ Br2 +H2O = H2 SO4 +2HBr（3）2Na2S2O3+I2 +H2O = Na2S4O6 +2 NaI（4）2HNO3(稀) + 3H2S = 3S+2NO+4H2O（5）2 H2 SO4 (浓) +S = 3SO2 + 2H2O（6）2Mn2++5S2O82-+8H2O = 2MnO4- +10SO42- +16H+（7）2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2++5O2 +8H2O【10-9】试解释：（1）为何氧单质以O2形式而硫单质以S8形式存在？（2）为何硫可生成SF4和SF6，而氧只能生成OF2？（3）为何亚硫酸盐溶液中往往含有硫酸盐？并指出如何检验SO42-的存在？（4）为何不能用HNO3与FeS作用来制取H2S？（5）为何H2S 通入MnSO4溶液中得不到Mn2S沉淀？若向溶液中加入一定量氨水，却有Mn2S 沉淀生成？解：（1）氧和硫原子的价电子构型均为ns2np6, 都有2个单电子，都可形成2个键，所以它们单质有两种键合方式：一种是两个原子之间以双键相连而形成双原子的小分子；另一种是多个原子之间以单键相连形成多原子的“大分子”，它们以哪种方式成键取决于键能。
氧原子半径小，单键键能小、双键键能大，而硫原子半径大，单键键能大、双键键能小。
因此，氧单质以O2存在，硫单质以S8形式存在。
（3）亚硫酸根离子有还原性，易被空气中氧气的氧化为硫酸根。
加入盐酸酸化的氯化钡，若有白色沉淀产生证明含有SO42-。
（4）H2S有很强的还原性，易被HNO3氧化为SO2。
（5）MnS 的值较大,而在酸性溶液中[S2-]很小,故达不到其溶度积；(NH4)2S溶液偏碱性，[S2-]较大，可达到其溶度积。
【10-10】以S和NaSO4为原料，如何制取Na2S2O3？写出反应方程式。
解：亚硫酸钠与硫共煮后，经过滤、蒸发、结晶可制得硫代硫酸钠。
10. S + O2 === SO2SO2＋Na2CO3 === Na2SO3 + CO2S + Na2SO3 === Na2S2O3点燃【10-11】将下列酸按强弱的次序排列：H6TeO6HClO4HBrO3H3PO4H3AsO4HIO3解：HClO4>HBrO3>HIO3>H3PO4>H3AsO4>H6TeO6【10-12】古代人常用碱式碳酸铅2PbCO3·Pb(OH)2(俗称铅白) 作白色颜料作画，这种画长期与空气接触受空气中H2S的作用而变灰暗。
用H2O2 溶液涂抹可使古画恢复原来的色彩。
使用化学方程式指出其中的反应。
解：2PbCO3·Pb(OH)2+3H2S 3PbS+2CO2+4H2OPbS+4H2O 2PbSO4+4H2O【10-13】硫单质为黄色固体，由S8分子组成。
加热硫单质生成气态S2分子：S8(s）→4S2(g) （1）用杂化轨道理论预测S8中S的杂化类型和S—S—S的键角。
（2）用分子轨道理论预测S2中S—S键的键级，该分子是顺磁性还是反磁性？（3）用平均键能估算该反应的焓变，高温还是低温对此反应有利？解：略。
【10-14】试用简便的方法鉴别Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3。
解：滴入稀盐酸，有臭鸡蛋味气体产生的是Na2S，有刺激味气体产生的是Na2SO3，既有刺激味气体产生又有黄色沉淀出现的是Na2S2O3，没变化的是Na2SO4。
【10-15】有一瓶白色粉末状固体，它可能是Na2CO3、NaNO3、Na2SO4、NaCl或NaBr，试设计鉴别方案。
解：NaCO NaNO Na SO NaCl NaBr红棕色气体 NaNO 3Na CO Na SO 3Na 2CO 3Na 2SO 4NaCl NaBr15.将拜师粉末溶解在水中，取一份水溶液加入氯化钡，若生成白色沉淀，则取出沉淀，用盐酸溶解之，可溶则白色粉末是碳酸钠，不溶为硫酸钠。
若无沉淀生成，则另取一份水溶液，加入硝酸银，无沉淀生成，白色粉末为硝酸钠；若析出沉淀，且沉淀可溶于碳酸铵溶液中，白色粉末是氯化钠，否则是溴化钠。
【10-16】完成下列反应方程式： （1）2Na(s) +2NH 3(l) （2）3Cl 2(过量) + NH 3 （3）(NH 4)2Cr 2O 7 (加热)（4）2HNO 3 + S（5）4Fe+10HNO 3(极稀) （6）2Zn(NO 3)2(加热) （7）Pt+4HNO 3 + 18HCl （8）NO 3-+3Fe 2+ +4H + （9）As 2S 3 +6NaOH （10）Sb 2S 3 +3Na 2S 解：△(3) (NH 4)2Cr 2O 7 === N 2 + Cr 2O 3 + 4H 2O(4) 2HNO 3 + S === H 2SO 4 + 2NO ↑△△△(6) 2Zn(NO 3)2 === 2ZnO + 4NO ↑ + 8H 2O(7) NH 4NO 3 === N 2O ↑ + 2H 2O16. (1) 2Na + 2NH 3(l) === 2NaNH 2 + H 2↑ (2) 3Cl 2(过量) + NH 3 === NCl 3 + 3HCl(5) 8Fe + 30HNO 3(极稀) === 3NH 4NO 3 + 8Fe(NO 3)3 + 9H 2O(8) 3Pt + 4HNO 3 + 18 HCl === 3H 2[PtCl 6] + 4NO ↑ + 8H 2O (9) NO 3- + Fe 2+ + H + === Fe 3+ + NO 2↑ + H 2O(10) As 2S 3 + 6NaOH === Na 3AsS 3 + NaAsO 3 + 3H 2O【10-17】试解释：（1）N 2很稳定，可用作保护气；而磷单质白磷却很活泼，在空气中可自燃。