《无机化学》第十三章p区元素
p区元素概述与卤素解析
第十二章
第二节 卤素
12-2-1 卤族元素通性 卤素，希腊文原义为成盐元素
ⅢA
2
B硼
3
Al 铝
4
Ga 镓
5
In 铟
6
Tl 铊
ⅣA C碳 Si 硅 Ge 锗 Sn 锡 Pb 铅
ⅤA
ⅥA
N氮
O氧
P磷
S硫
As 砷
Se 硒
Sb 锑
Te 碲
Bi 铋
Po
ⅦA F氟 Cl 氯 Br 溴 I碘 At 砹
0 He 氦 Ne 氖 Ar 氩 Kr 氪 Xe 氙 Rn 氡
12-2-2 卤族单质
氟(F2) 氯(Cl2) 溴(Br2) 碘(I2)
集聚状态 气体 气体 液体 固体 均为双分子 (∵具有稳定的8电子构型及较高的键能) 熔点/℃ -219.6 -101 –7.2 113.5
沸点/℃ -188 -34.6 58.76 184.3
1.物理性质
在周期表中，整族是双原子分子的只有卤素 熔、沸点升高
E (Fe3+/Fe2+)=0.779V
[1]与H2反应
2.化学性质
氧化性
1
2
F2 > Cl2 > Br2 > I2
X2 + e- → X-
X2 + H2 → 2HX
卤素 F2 Cl2 Br2 I2
反应条件
阴冷
常温 强光照射
常温 600C
高温
反应速率与程度 爆炸、放出大量热
缓慢 爆炸
不如氯 明显
缓慢
非金属元素还具有负氧化数
ⅢA
2
B硼
3
Al 铝
4
无机化学第十三章
无机化学
二、硼族元素的单质
(一) 硼
无机化学
硼在自然界主要以硼酸及各种硼酸盐形式存 在。硼酸存在于某些温泉水中，硼酸盐矿物有硼 砂、方硼石、硬硼钙石、斜方硼砂等。 硼的熔高点，且熔融液态硼的反应活性较高, 所以极难制得高纯度单质硼。用镁或钠还原氧化 硼制得无定形硼：
无机化学
B2O3 +3Mg
高温
p 区元素的价层电子组态为 ns2np1~6，大多 数都有多种氧化值。第 13~15 族元素的较低正氧 化值化合物的稳定性，在同一族中大致随原子序 数的增加而增强，但最高氧化值化合物的稳定性 则随原子序数的增加而减弱。同一族元素这种自 上而下随原子序数的增加低氧化值化合物比高氧 化值化合物稳定的现象，称为惰性电子对效应。 第 14 族外层 ns 轨道中的一对电子越不容易参与 成键，因此高氧化值化合物容易获得两个电子而 形成 ns2 电子组态。惰性电子对效应也存在于第 13 族和第 15 族元素中。
无机化学
第二节 硼族元素
一、硼族元素概述 二、硼族元素的单质 三、硼的化合物 四、铝的化合物
Ga
一、硼族元素概述
硼族元素包括硼、铝、镓、铟、铊五种元素。 铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，其丰度（以质量 计）在所有元素中居第三位，而在金属元素中铝的 丰度居于首位。硼和铝有富集矿藏，而镓、铟、铊 是分散的稀有元素，常与其他矿物共生。
无机化学
Na 2B4O7 +CoO Co(BO2 )2 2NaBO2
上述反应可以看作是酸性氧化物 B2O3 与碱性金 属氧化物作用生成偏硼酸盐的过程。不同金属形成的 偏硼酸复盐呈现不同的特征颜色，可用于鉴定某些金 属离子。
硼砂易溶于水，其水溶液因[B4O5(OH)4]2-的水 解而显碱性:
无机化学第三版13章PPT课件
.
38
铍和铝的相似性
金属单质
都是易钝化的 都是两性金 都能溶于酸 属
都能溶于碱并 其碱土金属均
放出氢气
非两性
卤化物
无水的三氯化 都是桥连而 物都是共价化 二聚体 合物、沸点低 易升华。
水合卤化物受 热均会发生水 解
氢氧化物
都难溶于水 都为两性氢 氧化物
.
39
13.3 镓、铟、铊
• 13.1镓、铟、铊单质
.
33
氢氧化铝：Al(OH)3
两性： Al(OH)3+ 3H+ Al3+ + 3H2O
Al(OH)3+ OH- [Al(OH)4]在碱性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
AlO
2或AlO
3 3
泡沫灭火器
Al2(SO4)3+6NaHCO3==3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑
.
22
脱水
干燥的空气中易风化失水，受热失去结晶水，加 热至300-450℃形成无水硼酸钠。
Na 2B4O7 10H2O 878 B2O3 2NaBO 2 10H 2O
.
23
硼砂的硼砂珠实验
Na 2B4O7 CoO Co(BO 2 )2 2NaBO 2 (蓝色) Na 2B4O7 NiO Ni(BO 2 )2 2NaBO 2 (棕色)
硼的同素异形体
无定形硼
棕色粉末
化学活性大
共同点
晶形硼 黑灰色 硬度大
熔、沸点都很高
.
3
.
4
.
5
硼的化学性质
晶态硼的化学反应活性很低，无定形硼则比较 活泼。常温时，硼能与氟气反应；高温下硼能与 氮气、氧气、硫、氯气、碘等单质反应：
无机化学 p区元素
无机化学 p区元素p区元素是周期表中第13至18列元素，也被称为主族元素或气族元素。
它们的化学性质在同一周期内呈现出明显的变化，但在同一族内则有着相似的性质。
本文将从p区元素的发现、物理性质、化学性质和应用方面进行介绍。
一、发现历史p区元素包括第13至18列的元素，是一组很有特殊性质的元素。
人们在测定原子量和密度时陆续发现了这些元素。
在18世纪前，人们对许多p区元素的存在还没有足够的证据。
因此，这些元素也成为了化学家们探索的一个难题。
1830年代， Jons Berzelius 以三个十二面体化合物来系统地描述元素。
这些化合物即由氧、碳、氮、硫和磷的元素统一构成的，在此基础上，他将元素分成了四个区，包括酸基金属、上碲族、下碲族和稀有元素。
但当时的化学学家认为，有更多的元素应该属于上述因素中的某一组，于是 stas 和sebaste 花了 20 年时间，最终找到了人类认识的所有元素。
这一时期p区元素的最后发现是在1898年，由法国科学家Pierre Curie 发现的钋和镭。
二、物理性质1、电子配置p区元素的电子构型为 ns2np1-6(除氦He外，另有例外，即不是ns2np5，如氧O)。
其中，ns和np是主量子数。
p区元素的外层电子结构十分稳定，p区元素代表元素外层电子的数目是非常有限的，它们在化学之间的交互作用直接影响每个元素的化学适用性。
p区元素的数量相对比较少，但却具有十分丰富的化学反应性。
2、原子尺寸和电负性p区元素原子尺寸相比于同周期的s区或d区元素会比较小，但相比于前一个周期，p区元素的原子尺寸又会更加大一些。
这些原子尺寸的变化和电负性的变化有关。
氧、氮、碳等元素的电子云很大程度上影响着元素化学性质的表现。
一般来说，p区元素的电负性很高，因为它们具有较高的电子亲和能力和较高的电负性。
氨等化合物是p区元素高电负性的体现。
三、化学性质p区元素对于化学反应性的调节十分显著，同一页上的元素之间往往会显示出相似的化学性质。
第十三章p区元素(一)资料
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：
B2O3 3Mg 2B 3MgO
B2O3
+H2O -H2O
2HBO2 偏硼酸
+H2O -H2O
2H3BO3
原硼酸
xB2O3·yH2O 多硼酸
② 硼酸 H3BO3
结构：
B：sp2杂化
H O
B
O
OH
H
性质：
• 一元弱酸 (固体酸)
H3BO 3 H2O
B(OH)
4
H
13.2.2 硼族元素的单质
硼的存在
硼在我国是丰 产元素，西藏的许 多湖泊里含有硼酸 或硼砂。古代阿拉 伯炼金家就是从我 国西藏获得硼砂
硼的单质
• 同素异形体：无定形硼， 晶形硼
•
棕色粉末, 黑灰色
• 硬度大,熔点、沸点都很高。
• 晶形硼相当稳定,不与氧、硝酸、热浓硫酸、
烧碱等作用；无定形硼则较活泼。
例： B2H6
B4H10
乙硼烷
丁硼烷
有CH4，但无BH3 最简单的硼烷：B2H6 其结构并非如右图所示：
H HB
H BH
HH
硼烷的结构
B：利用不等性sp3杂化 轨道，与氢形成三中心两电
•
.
子键。（氢桥）
HH
H
BB
记作： H H H
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 p区元素(一))
13.1 复习笔记一、p区元素概述1．p区元素包括了除氢以外的所有非金属元素和部分金属元素。
与s区元素相似，p区元素的原子半径在同一族中自上而下逐渐增大，它们获得电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性也逐渐减弱，金属性逐渐增强。
除第ⅦA族和稀有气体外，p区各族元素都由明显的非金属元素过渡到明显的金属元素。
2．p区元素特征（1）各族元素性质由上到下呈现二次周期性①第二周期元素具有反常性（只有2s，2p轨道）；第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能。
②第四周期元素表现出异样性（d区插入），例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸（HClO3，HIO3）、高卤酸（HClO4，H5IO6）强。
③最后三个元素性质缓慢地递变（d区、f区插入）。
（2）多种氧化值①p区元素的价电子构型为n s2n p1-6，具有多种氧化态。
例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。
②惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。
（3）电负性大，形成共价化合物。
二、硼族元素1．硼族元素概述硼族元素包括B，Al，Ga，In，Tl五种元素，其价电子构型为n s2n p1，因此他们一般形成氧化值为+3的化合物。
随着原子序数的增加，形成低氧化值+1化合物的趋势逐渐增强。
硼的原子半径较小，电负性较大，所以硼的化合物都是共价型的，在水溶液中也不存在B3+。
在硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下依次减弱。
（1）缺电子元素硼族元素原子的价电子轨道数为4，而其价电子只有3个，这种价电子数小于价键轨道数的原子称为缺电子元素。
它们所形成的化合物有些为缺电子化合物。
缺电子化合物的特点：易形成配位化合物HBF4；易形成双聚物Al2Cl6。
（2）硼族元素的一般性质①B是非金属单质，Al、Ga、In、Tl是金属单质；②B，Al，Ga的氧化态是+3，In的氧化态是是+1和+3，Tl的氧化态是+1；③B的最大配位数是4，Al、Ga、In、Tl 的最大配位数是6。
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
无机化学与化学分析p区元素幻灯片
(N 4 ) 2 S 2 H O 8 22 O H H2SO4 24 N H4 H S H 2 O O 2
（循环使用）
减压蒸馏，可得质量分数为 20%~30%的H2O2溶液，在 减压下进一步分级蒸馏，H2O2浓度可高达98%，再冷冻 ，可得纯H2O2晶体。
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O2 + H2O
E = 2.07V
O2 + 2OH-
E = 1.20V
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几个重要的反应
Important reactions` ● 臭氧可将某些难以氧化的单质和化合物氧化：
2 Ag + 2 O3 Ag2O2 + 2 O2
● 臭氧能将 I- 迅速而定量地氧化至 I2：
O3 + 2I- + H2O
平流层15～35 km的区域形成厚约20 km的臭氧层 ，臭氧是经由太阳的紫外辐射引发的两步反应形成的。臭 氧层作为屏障挡住了太阳的强紫外辐射,使地面生物免受伤 害，人们将其称之为人类的“生命之伞”。
氯氟烃是导致臭氧层遭破坏的元凶。平流层中的氟
里昂分子受紫外光照射, 首先产生非常活泼的氯原子, 经链
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14.2.2 过氧化氢
俗称双氧水，用途最广的过氧化物。
结构
H 95o52’
O
O
96o52’ H
弱酸性 H2O2
93o51’
H
HO2– + H+ ,
H 孤对电子
K1 = 2.2 × 10–12
K2 ≈ 10-25
H2O2 + Ba(OH)2
BaO2 + 2 H2O
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第13章p区元素一之硼族元素-文档资料
硼族元素
Boron Group Elements
General Indroduction Boron and Compound Aluminum and Compound Ga，In，Tl
硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B(boron)，Al(aluminum)，
Ga(gallium)，In(indium)，Tl(thallium)
Al: 铝土矿Al2O3.SiO2，明矾KAl(SO4)2.12H2O。铝矾土Al2O3,
刚玉α-Al2O3 , 冰晶石Na3AlF6。尖晶石，石榴石，粘土。
Ga, In, Tl: 硫化物存在地壳中。
B: 非金属，
Al、Ga、In、Tl: 金属。
General properties
B 价电子结构 2s22p1 Al 3s23p1 Ga 4s24p1 In 5s25p1 144 1.78 Tl 6s26p1 148 1.8
②第四周期元素表现出异样性(d区插入) 例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其 它卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4， H5IO6)强。 ( ClO /Cl ) 1 . 458 V E 3 2
( BrO /Br ) 1 . 513 V E 3 2 IO /I ) 1 . 209 V E ( 3 2
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
Al
Cl Cl
Al
Cl Cl
Boron and Compound Boron
硼有多种同素异形体，可以以无定形和晶形硼形式存在， 化学活性明显地取决于纯度、结晶度、细分状态和反映温 度。 无定形硼 晶形硼
北师大考研无机化学复习题第十三章
北师⼤考研⽆机化学复习题第⼗三章第13 章p 区元素（⼀）⼀、教学基本要求1. 了解p区元素的特点；2. 了解p区元素的存在、制备及⽤途；3. 掌握重点元素硼、铝、碳、硅、氮和磷的单质及其化合物的性质，会⽤结构理论和热⼒学解释它们的某些化学现象；4. 从⼄硼烷的结构了解缺电⼦键和硼烷结构；5. 了解⼀些⽆机材料的制备和⽤途；6.了解惰性电⼦对效应概念及其应⽤。
⼆、要点1.缺电⼦化合物 (Electron-deficient compound)具有共价性的原⼦，若其价电⼦数少于价层轨道数时，这种原⼦称为缺电⼦原⼦。
缺电⼦原⼦以共价键所形成的不具有⼋隅体结构的化合物称作缺电⼦化合物。
如：B原⼦最外层电⼦排布为：2s22p1,有3个价电⼦，但它有四个价层轨道（⼀个3s，三个3p），是缺电⼦原⼦。
当它和卤素原⼦形成BX3时，在中⼼B原⼦外围只能形成三个共⽤电⼦对（6个电⼦），它不是⼋隅结构，这类化合物就是缺电⼦化合物。
2.⾜电⼦化合物 (Electron-precise compound)指所有价电⼦都与中⼼原⼦形成化学键，并满⾜了路易斯结构要求的⼀类化合物。
第14族元素形成⾜电⼦化合物，例如甲烷分⼦CH4 , 分⼦中的键电⼦对数恰好等于形成的化学键数。
3.富电⼦化合物 (Electron-rich compound)指价电⼦对的数⽬多于化学键数⽬的⼀类化合物。
第15族⾄第17族元素形成富电⼦化合物，例如氨分⼦NH3, 4个原⼦结合只⽤了3对价电⼦，多出的两个电⼦以孤对形式存在。
4.稀散元素 (Rare element)⾃然界中不能形成独⽴矿床⽽以杂质状态分散于其他矿物中的元素，如硒、碲、锗、铟、铊等。
可由冶⾦、化⼯作业的各种粉尘、残渣或中间产品中提取。
这些元素在电⼦⼯业、原⼦能⼯业、合⾦材料、电光原材料及催化剂等⽅⾯有重要的⽤途。
5.三中⼼两电⼦键 (Three center two electron bond)它是多中⼼共价键中的⼀种，指三个原⼦共⽤两个电⼦的化学键，中⼼原⼦常为缺电⼦原⼦，例如，硼烷中就存在3e-2c的氢桥键。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(13-18章)【圣
2．p 区元素特征 （1）各族元素性质自上而下呈规律性变化 同族自上而下：原子半径↑，金属性↑，非金属性↓。 （2）多种氧化值 ns2np1～6 的价电子构型使大部分 p 区元素具有多种氧化值。 （3）电负性大 电负性：p 区元素＞s 区元素。 （4）第二周期元素具有反常性 第二周期元素单键键能（N、O、F）＜第三周期元素单键键能（P、S、Cl）。 （5）第四周期元素表现出异样性 d 区元素的插入，使第四周期元素的原子半径显著减小，性质展现出特殊性。
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第 13 章 p 区元素（一）
13.1 复习笔记
一、p 区元素概述 1．p 区元素 p 区元素：除 H 以外的所有非金属元素和部分金属元素。 惰性电子对效应：同族元素，自上而下，氧化值低的化合物的稳定性高于氧化值高的化 合物的现象。
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③加合反应：B2H6＋2NH3→[BH2·（NH3）2]＋＋[BH4]－ 【注意】①乙硼烷自燃和水解放热较大，可用于制作火箭燃料。②乙硼烷是剧毒物质， 空气中其最高允许含量为 0.1µg/g。 （2）硼的含氧化合物 ①三氧化二硼 B2O3 a．物理性质 颜色：白色固体；密度：2.55g·cm－3；熔点：450C。 b．化学性质 被碱金属还原：B2O3＋3Mg→2B＋3MgO 与水反应：
B 2 O 3 HH 22OO 2 H B O 2 HH 22OO 2 H 3 B O 3
②硼酸 H3BO3 化学性质：硼酸为一元弱酸（固体酸）；与多羟基化合物发生加合反应；受热易分解。 ③硼砂 硼砂：硼酸盐的一种，水解呈碱性；溶液中，n（H3BO3）＝n（B（OH）4－），具有缓冲 作用。 （3）硼的卤化物 ①三卤化硼 BX3 BX3 在湿空气中发生水解反应 BX3＋3H2O→B（OH）3＋3HX ②氟硼酸 H[BF4] H[BF4]的酸性比 HF 强，可利用 BF3 的水解制备，反应方程为
北师大版无机化学课件 p区金属
p区金属
主要内容
§21.1 p区金属概述
§21.2 铝 镓分族 §21.3 锗分族
§21.4 锑和铋
本章教学重点
1．掌握Al、Sn、Pb单质及其化合物的 性质及锗分族性质变化规律；
2．掌握锑和铋单质及其化合物的性质；
IIIA
p区金属元素
在周期表中的位置
共10种金属
21.1 p区金属概述
红宝石 Cr2O3
蓝宝石 黄玉/黄晶 Fe2O3和TiO2 Fe2O3
氢氧化铝：Al(OH)3 两性： Al(OH)3+ 3H+ === Al3+ + 3H2O Al(OH)3+ OH－=== [Al(OH)4]－ 在碱性溶液中存在[Al(OH)4]－或[Al(OH)6]3－ 3- 经光谱实验证实： 简便书写为： AlO2 或AlO3 溶液中不存在AlO 或AlO
铝的性质
（1）物理性质: 银白色，延展性、导电性、导热性较好。 用途: 电讯器材、建筑设备、电器设备的制造 以及特殊材料的制备。
（2）化学性质：
①与非金属单质反应 2Al(s)＋3X2＝2AlX3(s) 4Al(s)＋3O2(g)＝2Al2O3(s) 2Al(s)＋3S(l)＝2Al2S3(s) 铝的亲氧性： 铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空 气表面立即氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐 腐蚀。铝能夺取化合物中的氧且放出大量的热， 致使反应时不必向体系供热。故铝是冶金上常 用的还原剂，在冶金学上称为铝热法。
IIIA Al, Ga, In, Tl IVA Ge, Sn, Pb VA Sb, Bi VIA Po 与S区金属相比 ns2np1 ns2np2 ns2np3 +III(+I) +II, +IV +III, +V
第13章p区元素一之硼族元素-资料
O CH2
－
HOCH
B
HOCH
CH2 O
O CH2
•(4)与醇反应
H3BO3 + 3 CH3OH H2SO4 B(OCH3)3 (硼酸三甲酯)＋3 H2O 高温燃烧有绿色火焰
可鉴别硼酸及盐
(5)受热易分解
B ( O H ) 3 1 2 0 o C o H B O 2 1 4 0 - 1 6 0 o C H 2 B 4 O 7 5 0 0 o C B 2 O 3
HH
H
记作： B B
HHH
H
要点：B的杂化 方式，三中心二电子 键、氢桥。
H
133pm H
B
B 119pm
H
H
H
B4H10分子结构
两类重要的硼烷在组成上可表示为： 巢型硼烷：BnHn+4，如B2H6, B5H9, B6H10 蛛网型硼烷：BnHn+6 ，如B4H10, B5H11, B6H12
硼烷的化学键，大致归纳有以下键型：
B2O3
+H2O -H2O
2HBO2
偏硼酸
+H2O -H2O
2H3BO3 (原)硼酸
xB2O3·yH2O 多硼 酸 B2O3和许多种金属氧化物在熔融时生成有特 征颜色的硼珠，可用于鉴定。
B2O3：硼酸的酸酐，易溶于水。粉末状B2O3可作 吸水剂：
B2O3＋ 3 H2O
2 H3BO3 (aq)
在水量不足：热的水蒸气、潮气：
O2 Mg或Al
+H2O
B2O3 -H2O
H3BO3
Preparation: 4B(s)3O2(g) 2B2O3(s)
2H3BO3 B2O3 3H2O
无机化学 p区元素
特殊的置换反应：
I2 + 2ClO3- ＝Cl2 + 2IO3I2 + 2BrO3- ＝Br2 + 2IO3-
4、与水的作用
(1) 对水的氧化作用 (2) 歧化反应 2X2 +2H2O ＝4H+ +4X- +O2 X2 +H2O＝H+ +X- +HXO 3HXO＝2HX- +HXO3 氟不发生歧化反应。加碱或升温有利于歧化反应。
1、与单质的反应
F2与除O2、He、Ne、Ar外的所有单质作用；Cl2 的活泼性差些；Br2、I2常温下只与活泼金属作用。
2、与H2的作用
氟与氢在低温、避光条件下也会发生爆炸。 氯与氢加热或光照条件下可发生反应。
溴与碘需在一定的条件下才能与氢反应。
25
3、卤素间的置换反应
一般的取代反应： Cl2 + 2Br - ＝Br2 + 2Cl-
26
三、卤素的氢化物和氢卤酸
(一) 性质
卤化氢：具有强烈刺激性的无色气体，极易溶于水。 其性质一般按HF-HCl-HBr-HI的次序成规律性变化。 氢卤酸除氢氟酸外其他氢卤酸都是强酸。 氟化氢的特殊性： 1、缔合作用 电离 缔合 HF+H2O F-(aq) + HF(aq) F- +H3O+ HF2-(aq)
卤素的氢化物和氢卤酸
卤化物 卤素的含氧酸及盐 拟卤素 卤素离子的分离和鉴定 卤素的生物学效应及相应药物
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第一节
卤素
一、卤素的通性
1.在周期表中的位置及结构特征
ⅦA族元素；价层电子构型 ns2np5 为典型的非金属元素，其原子半径、离子半 径随着原子序数的增加而增加，电离能和电负性
元素化学-p区
一、p区元素
元素化学-p区
卞 江 北京大学化学与分子工程学院 20147
IA 1A
VIIIA
8A IIA 2A IIIA 3A IVA 4A VA 5A VIA 6A VIIA 7A
1 2 3 4 5 6 7
H Li
He Ne Ar
Be
IIIB 3B IVB 4B VB 5B VIB 6B VIIB 7B ------- VIII ------------- 8 ------IB 1B IIB 2B
到纯度为96%的粗硅。
在CuCl催化下，将上述粗硅与HCl气体反应得
到SiHCl3。经精馏后，得到纯度为7个9的硅。
应用化学气相沉积法（CVD），用H2还原
变。
压电材料 没有对称中心的晶体具有压电性质
SiHCl3得到高纯硅（纯度可达9个9）。
应用区域熔融精炼法进一步提纯（纯度可达12
3
4
一些无机单质的结构
部分主族单质形成特殊结构
同核双原子分子
为什么P区元素单质呈现多种多样的
结构形式、形成为数众多的同素异 形体？ 答：p区元素从上到下经历由非金属到 金属的过渡过程，结构形式也经历 了从分子、共价到密堆积的过程。 总的趋势是越来越聚合，越来越具 有金属性。
在同一周期里，碳族元素具有最多
堆积方式：三种方式都有。 非金属： 分子晶体：熔沸点低，如Br2，I2； 原子晶体：溶沸点高，C、Si、B； 簇合物：B12（二十面体）、P4（白磷）、S8（皇冠八元
环）、Se8（另有灰硒，为螺旋链状结构）；
链状、层状晶体：红磷（四面体链）、黑磷（皱褶网状）、
硫聚合物（螺线型硫）、灰硒和碲（螺旋链状结构）、As 和Sb(皱褶六角网状)。
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
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第十三章p 区元素（一）之课后习题参考答案
6解：铝矾土的主要成分为Al 2O 3。
（1） Al 2O 3 + 2NaOH + 3H 2O 2Na[Al(OH)4] （2） 2Na[Al(OH)4] + CO 2 == 2Al(OH)3 + Na 2CO 3 + H 2O
（3） 2Al(OH)3 Al 2O 3 + 3H 2O 第一步中Fe 2O 3不与NaOH 反应以固体存在,经溶解过滤即可去除.
12解：（1）碳酸盐分解的温度 对于Na 2CO 3：△r H θm =-414.22-393.51+1130.68=322.95（kJ/mol ）
△r S θm =75.06+213.74-134.98=153.82（J/mol ·K ）
对于MgCO 3：△r H θm =-601.70-393.51+1095.8=100.6（kJ/mol ）
△r S θm =26.94+213.74-65.7=175.0（J/mol ·K ）
对于BaCO 3：△r H θm =-553.5-393.51+1216.3=269.3（kJ/mol ）
△r S θm =70.42+213.74-112.1=172.1（J/mol ·K ）
对于CdCO 3：△r H θm =-258.2-393.51+750.6=98.9（kJ/mol ）
△r S θm =54.8+213.74-92.5=176.0（J/mol ·K ）
（2） Na 2CO 3 MgCO 3 BaCO 3 CdCO 3
实际分解温度/℃ 1800 540 1360 345
估算分解温度/℃ 1826 302 1292 289
从结果来看有的偏高有的偏低，对Na 2CO 3和BaCO 3总体偏差不太大，而MgCO 3和CdCO 3实际分解温度高于估算值。
这是因为实际分解是在非标态下进行，即
因P(CO 2)分压小于105Pa, △r S θm -Rln(P CO2/P θ)<△r S θm 分母减小, 则T 增大.
（3）阳离子的离子半径,电子构型,电荷等数据如下表
从离子电子构型来看, 由于Cd 为18e-构型的阳离子,其极化作用和变形性均大于8e-的离子,所以CdCO 3的稳定性最差. 而8e-的离子,其Z/r 值越大, 极化作用越强, 碳酸盐稳定性越差,即稳定性：MgCO 3 <BaCO 3 <Na 2CO 3.
14解：（1） Sn(OH)2 + OH - == Sn(OH)3]- （2） Pb 3O 4 + 8HCl == 3PbCl 2 + Cl 2 + 4H 2O
（3）PbCrO 4 + 3OH - == Pb(OH)3- + CrO 42- （4） SnS 2 + S 2- == SnS 32-
−→
−∆−→
−∆)298()298(K S K H T m r m r θθ∆∆=℃K T 1827)(210082.1531095.3223
==⨯=℃K T 302)(5750.175106.1003
==⨯=℃K T 1292)(15651.172103.2693
==⨯=℃K T 289)(5620
.176109.983
==⨯=θθθP P R S K H T CO m r m r 2ln )298(-∆∆=
15解：（1）SnCl2+ 2FeCl3 == SnCl4 + 2FeCl2
（2）PbO + Cl2 + 2NaOH == PbO2 + 2NaCl + 2H2O
（3）SnS + Na2S2 == Na2SnS3
（4）3PbS + 8HNO3 == 3Pb(NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2O
（5）5PbO2 + 2Mn(NO3)2 + 6HNO3 == 5Pb(NO3)2 + 2HMnO4 + 2H2O
（6）Na2SnS3 + 2HCl == SnS2 + 2NaCl + H2S
17解：（1）Sn2+的鉴定方法：用HgCl2溶液。
将待鉴定溶液滴加入HgCl2溶液中，先有白色沉淀Hg2Cl2析出，继续滴加，沉淀转化为黑色Hg。
2HgCl2 + Sn2+ == Hg2Cl2 + Sn4+Hg2Cl2 + Sn2+ == 2Hg + Sn4+
（2）Pb2+的鉴定方法：待检测液先用HAc酸化，然后加入K2CrO4溶液，产生黄色沉淀。
该沉淀可溶于NaOH，则证明含有Pb2+。
Pb2+ + CrO42- == PbCrO4 PbCrO4 + 3OH- == Pb(OH)3- + CrO42-。