无机化学课件13p区元素一
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无机化学课件13p区元素一
2Fe3++ 3CO3 +3H2O→2Fe(OH)3 +3CO2 2++ 2CO 22Cu +H O→Cu ( OH ) CO + CO 3+ 可溶性碳酸盐可作沉淀剂 , 分离某些离子 3 2 2 2 3 2Al + 3CO +3H O→2Al(OH) +3CO 2 2Mg2++
溶 解 金属氢氧化物≈对应碳酸盐 度 金属氢氧化物>对应碳酸盐
•溶解性： 少数可溶：Pb(NO3)2, Pb(Ac)2(弱电解质， 有甜味，俗称铅糖)，铅的可溶性化合物都 有毒。 多数难溶： PbCl2，PbI2，PbSO4，PbCO3， PbCrO4等。
BF3 HF HF BF3
13.2.4 铝的化合物
1.氧化铝和氢氧化铝 氧化铝：Al2O3
α - Al2O3 ：刚玉
硬度大，不溶于水、酸、碱。
γ - Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、
碱，可作为催化剂载体。
有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而 呈现鲜明颜色。
红宝石(Cr3+)
蓝宝石(Fe3+,Cr3+)
碳单质的同素异形体： 金刚石：原子晶体,硬度 最大,熔点最高。 石墨：层状晶体 ，质软， 有金属光泽。 碳原子簇：足球烯或富勒 烯： C60， C70 等。 金刚石(sp3杂化)
13.3.3 碳的化合物 1.碳的氧化物 (1) 一氧化碳(CO) :C O: :C
O:
一个σ 键
两个π键
(2) 二氧化碳 (CO2) C：sp杂化 ：O
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl 价电子构型：ns2np1 缺电子元素：价电子数<价层轨道数 缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数
无机化学第十三章
制备晶态纯硼，可在钽、钨和氮化硼的表面上热 分解 BiI3 制得。
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：
4B + 3O 2 2B + 3X 2 2B 2O 3 2BX 3
无定形硼容易被热浓硝酸溶液、热浓硫酸溶 液氧化为硼酸： B + 3H N O 3 H 3B O 3 3 N O ↑ 2
p 区元素的价层电子组态为ns2np1~6，大多数 都有多种氧化值。ⅢA族、ⅣA 族和 ⅤA 族元素 的较低正氧化值化合物的稳定性，在同一族中总 的趋势从上到下逐渐增强；但最高氧化值化合物 的稳定性则从上到下逐渐减弱。同一族元素这种 从上到下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。一般认为，ⅣA 族元素从上到下，最外层 s 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 ⅢA 族元素和 VA 族元素中。
乙硼烷是最简单的硼烷。用强还原剂与卤化 硼在乙醚等溶液中反应可以制得乙硼烷：
3 L iA lH 4 4 B F3
乙醚
2 B 2 H 6 3 L iF 3 A lF3 3 N aB F4 + 2 B 2 H 6
3 N aB H 4 4 B F3
乙醚
由于 B 是缺电子原子，硼烷分子的价电子数 不能满足形成一般共价键所需要的数目。在 B2H6 和 B4H10 这类硼烷分子中，除了形成一部分正常 共价键外，两个B 原子与一个 H 原子通过共用两 个电子形成三中心两电子键。
第十三章 p 区元素 (一)
第一节 第二节 第三节 第四节 p 区元素概述 硼族元素 碳族元素 氮族元素
无机化学课件氮族元素
(iii) 王水的氧化性：浓HNO3：浓HCl为3：1 叫做 王水，它的氧化性比硝酸更强，可溶解金、铂等不活 泼金属（实际上是多种氧化剂+配位剂Clˉ在起作用）
D.硝化反应—— 与有机化合物发生反应，生成 硝基化合物(RNO2).
硝酸盐NO3ˉ: (i) 结构: 正三角形，sp2杂化，有个大π36键
盐溶液显酸性（水解） 与碱溶液的反应：
NH4+ + OH- == NH3 + H2O
(iii) NH4+ 的鉴别： A. 若NH4+量多，可用加强碱加热，用湿润的蓝 色石蕊试纸（变兰）检验气体；
B. 若NH4+量少，加Nessler试剂(K2[HgI4]的KOH 溶液)检验（通常为红棕色）
NH4+ + [HgI4]2- + OH-
白磷、红磷的物理性质
白磷
红磷
色、态
白色蜡状
红棕色粉末
溶解性 毒性
着火点
不溶于水，溶于CS2 剧毒
40℃ , 易自燃
不溶于水和CS2 无毒 240℃
保存 用途 分子结构
相互转化
密封，保存于冷水中
密封，防止吸湿
制高纯度磷酸
制安全火柴、火药
P4 正四面体 键角60°
结构复杂
白磷
隔绝空气加热到260℃ 红磷
氨气的化学性质：
可发生三类反应：
A. 加合反应：NH3作为一种典型的Lewis碱，可与许多 金属离子(如Ag+、Cu2+、Co3+、Ni2+)形成配合物；与某些盐 晶体加合(如8NH3+CaCl2 → CaCl2·8NH3 )
B. 取代反应：NH3中的氢可被活泼的金属取代生成氨 基化合物(－NH2)和氢气。
电子教案与课件：无机化学(第三版) 13-1
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
离子；[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]是配分子。配分子或含有配离 子的化合物叫做配合物。习惯上也将配离子称为配合物。 [HgI4]2- 是配阴离子；[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]是配分子。配 分子或含有配离子的化合物叫做配合物。习惯上也将配离子称 为配合物。
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
4. 配离子的电荷 带正电荷的配离子叫做配阳离子；带负电荷的配离子叫做 配阴离子。配离子电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代 数和。例如[CoCl2(NH3)4]Cl中配离子的电荷为：
+3+(-1)×2+0×4==+1 Na3[Ag(S2O3)2]中配离子的电荷为：
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
如果含有多种配位体，不同的配位体之间要用“·”隔开， 命名的顺序是先阴离子(简单离子→复杂离子→有机酸根离子)， 再中性分子(NH3 →H2O →有机分子)。例如：
通常，书写配离子的化学式时，要先写中心离子(或原子)， 再写配位体。其中，配位体的书写顺序从左至右与命名顺序相 同。此外，配分子是电中性的，命名时不必写“离子”二字。 例如：
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
电子轨道，是孤对电子的接受体。 在形成配合物时，由配位原子提供孤对电子与中心离子
(或原子)形成配位键。即配位原子是孤对电子的直接给予者。 常见的配位原子都是电负性较大的非金属原子，如C、N、O、 S及卤素原子等。只含有一个配位原子的配位体，称为单齿配 位体(见表12-1)。
第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
离子；[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]是配分子。配分子或含有配离 子的化合物叫做配合物。习惯上也将配离子称为配合物。 [HgI4]2- 是配阴离子；[Ni(CO)4]、[PtCl2(NH3)2]是配分子。配 分子或含有配离子的化合物叫做配合物。习惯上也将配离子称 为配合物。
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
4. 配离子的电荷 带正电荷的配离子叫做配阳离子；带负电荷的配离子叫做 配阴离子。配离子电荷等于中心离子电荷与配位体总电荷的代 数和。例如[CoCl2(NH3)4]Cl中配离子的电荷为：
+3+(-1)×2+0×4==+1 Na3[Ag(S2O3)2]中配离子的电荷为：
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
如果含有多种配位体，不同的配位体之间要用“·”隔开， 命名的顺序是先阴离子(简单离子→复杂离子→有机酸根离子)， 再中性分子(NH3 →H2O →有机分子)。例如：
通常，书写配离子的化学式时，要先写中心离子(或原子)， 再写配位体。其中，配位体的书写顺序从左至右与命名顺序相 同。此外，配分子是电中性的，命名时不必写“离子”二字。 例如：
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第一节 配合物的基本概念
第十二章 配位化合物
电子轨道，是孤对电子的接受体。 在形成配合物时，由配位原子提供孤对电子与中心离子
(或原子)形成配位键。即配位原子是孤对电子的直接给予者。 常见的配位原子都是电负性较大的非金属原子，如C、N、O、 S及卤素原子等。只含有一个配位原子的配位体，称为单齿配 位体(见表12-1)。
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：
大学无机化学第十三章 P区元素(一)
b. 第四周期元素表现出异样性
第四周期的s区和p区元素之间插入了d区元素，有效 核电荷显著增加，其半径较同周期s区元素明显减小。
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。
E
(ClO
3
/Cl
2
)
1.458
V
E
(BrO
3
/Br2
)
HH HBBH
HH
• 硼烷的结构P409
B：利用sp3杂化轨道，与氢形成三 中心两电子键。（氢桥）
记作：
HH
H
BB
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
H
(a)
。
122
171pm
143pm
110pm
H
(b)
137pm
H B
xB2O3·yH2O 多硼酸
③ 硼珠实验
CuO+B2O3 Cu(BO2)2 蓝色
用铂丝圈蘸取少许硼砂，灼烧熔融，使生成无色玻璃状小珠，再蘸取少量被测试样的粉 末或溶液，继续灼烧，小珠即呈现不同的颜色，借此可以检验某些金属元素的存在。例 如：铁在氧化焰灼烧后硼砂珠呈黄色，在还原焰灼烧呈绿色。 氧化焰，是指燃料中全部可燃成分在氧气充足的情况下达到完全燃烧，燃料产物中没有 游离C及CO ，H2，CH4等可燃成份的一种无烟火焰。 还原焰就是燃烧时生成还原性气体的火焰，在燃烧过程中，由于氧气供应不足，而使燃 烧不充分，在燃烧产物中含有一氧化碳等还原性气体，火焰中没有或者含有极少量的氧 分子。
无机化学s区和p区元素ppt课件
氢卤酸的还原能力依HI>HBr>HCl>HF的次序减弱。
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7.2.3 卤化物
除了氮、氖和氩外，周期表中所有元素都能与其生成 卤化物。 •金属卤化物： 电负性小的活泼金属与卤素形成的卤化物多为离子型化 合物；电负性大的金属与卤素形成的多为共价型化合物。 不同氧化态的某一金属：FeCl2显离子型;FeCl3显共价型 7.2.4 卤素的重要含氧酸 除氟外，其余卤素几乎均可形成含氧酸及其盐，例如氯 的+1、+3、+5、+7的含氧酸及其盐，溴、碘类似。 通式：HXOn: n=1,2,3,4;(X:氯，溴，碘) 未见HIO2 次卤酸，亚卤酸，卤酸，高卤酸
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溶解性 碱金属盐大多易溶于水，并且在水溶液中完全电离，例 外有LiF、Li2CO3和等； 钠盐的吸湿性比钾盐强，因此分析化学中所用的基准物 质多是钾盐； 碱土金属盐：大多数碱土金属盐溶解度小； CaC2O4是钙盐中溶解度最小的,常用作定量分析; 钡餐:BaSO4+Na2SO4溶液中的糊状物(可溶性钡盐对人体 有毒)。
无机化学s区和 p区元素
7.1 碱金属和碱土金属化合物
Ca,Sr,Ba 碱性 “土性”： 氧化物难 溶于水
S区元素在周期表中的位置
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7.1.1 碱金属和碱土金属通性
有金属光泽，密度小，硬度 小，熔点低、导电、导热性好 的特点; 锂和铍由于原子半径小,而且 次外层为2电子构型,所以在同 族元素中熔点和沸点最高; 铯失电子的倾向很大,受光照 射金属表面的电子逸出(光电效 应),因此常用铯(也可有钾铷)来 制造光电管.
O -3
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过氧化物(O22-)： Na2O2常见 2Na+O2→ Na2O2
无机化学课件第十章_p区元素
NaBr + H2SO4(浓) == NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) == SO2↑+Br2 + 2H2O
NaI+H2SO4(浓) == NaHSO4+HI↑ 8HI+H2SO4(浓) == 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
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
HH
O
N Cl
Cl Cl
-Cl -HO
H
.. N
Cl Cl
卤素含氧酸的酸性
各类卤素含氧酸根的结构（X 为 sp3 杂化）
氧化值： +1
HXO 次卤酸
+3 HClO2 亚卤酸
+5 HXO3 卤酸
+7 HXO4 高卤酸
以Cl的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表： 氯的含氧酸和氯的含氧酸钠盐的性质变化规律
(3) 氢卤酸
氢卤酸强弱顺序为：HI>HBr>HCl>HF
HF 酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体， 与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对：即使在 无限稀的溶液中，它的电解度也只有15%，而HX 中 I- 半径最大，最易受水分子的极化而电离，因而HI是 最强的酸。
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主 要成分）反应生成气态的SiF4特殊性质：
3、氧化数： ⑴常具有多种氧化数， 除正氧化数外，还有负氧化 数。
（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”。
NaI+H2SO4(浓) == NaHSO4+HI↑ 8HI+H2SO4(浓) == 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
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
HH
O
N Cl
Cl Cl
-Cl -HO
H
.. N
Cl Cl
卤素含氧酸的酸性
各类卤素含氧酸根的结构（X 为 sp3 杂化）
氧化值： +1
HXO 次卤酸
+3 HClO2 亚卤酸
+5 HXO3 卤酸
+7 HXO4 高卤酸
以Cl的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表： 氯的含氧酸和氯的含氧酸钠盐的性质变化规律
(3) 氢卤酸
氢卤酸强弱顺序为：HI>HBr>HCl>HF
HF 酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体， 与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对：即使在 无限稀的溶液中，它的电解度也只有15%，而HX 中 I- 半径最大，最易受水分子的极化而电离，因而HI是 最强的酸。
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主 要成分）反应生成气态的SiF4特殊性质：
3、氧化数： ⑴常具有多种氧化数， 除正氧化数外，还有负氧化 数。
（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”。
无机化学与化学分析p区元素幻灯片
2 H 2 e H 2
(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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(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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无机化学教学13章硼族元素PPT课件
镓的氧化物
镓的氧化物包括Ga₂O₃和GaO，它们具有高熔点和稳定性，可用于制备其他镓的化合物。镓的氧化物可以 由金属镓与氧气反应得到。
镓的硫化物和硒化物
镓的硫化物
镓的硫化物包括Ga₂S₃和GaS，它们具有较高的硬度、熔点和导电性。镓的硫化物可以 由金属镓与硫反应得到。
镓的硒化物
镓的硒化物包括Ga₂Se₃和GaSe，它们具有与硫化物类似的性质，如高熔点和导电性。 镓的硒化物可以由金属镓与硒反应得到。
有机镓化合物
有机镓酸酯
有机镓酸酯是一类重要的有机化合物， 它们可以通过酯交换反应制备。有机镓 酸酯在聚合反应中用作催化剂和添加剂 。
VS
其他有机镓化合物
除了有机镓酸酯外，还有许多其他有机镓 化合物，如有机镓醇、有机镓酸盐等。这 些化合物在医药、材料科学和催化等领域 有广泛的应用。
06 铟的化合物
铟的卤化物和氧化物
铟的卤化物
铟与卤素（如氟、氯、溴、碘）反应，生成 相应的卤化物。这些卤化物具有较高的熔点 和沸点，在常温下多为固态。
铟的氧化物
铟与氧气反应，可以生成多种氧化物，如 In2O3和In2O。这些氧化物具有不同的性 质和应用，例如In2O3是一种半导体材料， 可用于制备透明导电膜。
铟的硫化物和硒化物
无机化学的重要性
无机化学在化学学科中占据重要地位 ，是学习其他化学课程的基础。
无机化学在工业生产和科学研究中具 有广泛的应用，如制药、农业、能源 等领域。
02 硼族元素概述
硼族元素的定义
硼族元素
指周期表中第13族（ⅢA族）的元 素，包括硼（B）、铝（Al）、镓 （Ga）、铟（In）、铊（Tl）等元 素。
硼氢化合物和有机硼化合物
硼氢化合物
镓的氧化物包括Ga₂O₃和GaO，它们具有高熔点和稳定性，可用于制备其他镓的化合物。镓的氧化物可以 由金属镓与氧气反应得到。
镓的硫化物和硒化物
镓的硫化物
镓的硫化物包括Ga₂S₃和GaS，它们具有较高的硬度、熔点和导电性。镓的硫化物可以 由金属镓与硫反应得到。
镓的硒化物
镓的硒化物包括Ga₂Se₃和GaSe，它们具有与硫化物类似的性质，如高熔点和导电性。 镓的硒化物可以由金属镓与硒反应得到。
有机镓化合物
有机镓酸酯
有机镓酸酯是一类重要的有机化合物， 它们可以通过酯交换反应制备。有机镓 酸酯在聚合反应中用作催化剂和添加剂 。
VS
其他有机镓化合物
除了有机镓酸酯外，还有许多其他有机镓 化合物，如有机镓醇、有机镓酸盐等。这 些化合物在医药、材料科学和催化等领域 有广泛的应用。
06 铟的化合物
铟的卤化物和氧化物
铟的卤化物
铟与卤素（如氟、氯、溴、碘）反应，生成 相应的卤化物。这些卤化物具有较高的熔点 和沸点，在常温下多为固态。
铟的氧化物
铟与氧气反应，可以生成多种氧化物，如 In2O3和In2O。这些氧化物具有不同的性 质和应用，例如In2O3是一种半导体材料， 可用于制备透明导电膜。
铟的硫化物和硒化物
无机化学的重要性
无机化学在化学学科中占据重要地位 ，是学习其他化学课程的基础。
无机化学在工业生产和科学研究中具 有广泛的应用，如制药、农业、能源 等领域。
02 硼族元素概述
硼族元素的定义
硼族元素
指周期表中第13族（ⅢA族）的元 素，包括硼（B）、铝（Al）、镓 （Ga）、铟（In）、铊（Tl）等元 素。
硼氢化合物和有机硼化合物
硼氢化合物
无机化学下元素无机化学第5章PowerPoint演示文稿-PPT文档资料
560-690 > 452 > 358 (B亲O)
△
2x B(s) + xN2(g) ═══ 2(BN)x (s) 氮化硼，石墨结构，为B-N键极性，禁带宽，为绝缘体。 2B(s) + 3X2(g) ═══ 2BX3 (X = Cl、Br、I）
△
3．无定形B被热的浓H2SO4或浓HNO3氧化： 2B(s) + 3H2SO4(浓) ═══ 2H3BO3 + 3SO2(g) B(s) + 3HNO3(浓) ═══
(B亲F) R.T.
2．高温下与O2、N2、S、Cl2、Br2、I2等反应，显还原性： 4B(s) + 3O2(g) ═══ 2B2O3(s)
973K
△rH298 = - 2887 kJ· mol-1 △rG298 = - 2368 kJ· mol-1
∴B在炼钢中作脱氧剂。 B-O 键能/kJ· mol-1 Si-O C-O
3s23p1 3d104s24p1
Al
M 原子半径/pm M3+离子半径/pm 143.2 51 >
Ga
122.1 （“钪系收缩”：Z*↑, r↓∴* = Z* / r ：Al<Ga） 62
（二）Ga+、In+具还原性：→ Ga3+、In3+ （二）Ga(OH)3酸碱两性，具酸性稍强于Al(OH)3 （四）Tl(III)的强氧化性：
（1）腰部：
6个B原子（编号1、2、7、12、10、4）与同一平面内相邻的另6个B12共形 成6个 3c-2e键，用去6×2/3e = 4e 。
（2）顶部和底部：
顶部（编号：3、8、9）和底部（编号5、6、11）各3个B原子与上一层3个B原子或下 一层3个B原子共形成6个正常B-B 2C-2e键，共用去6×（2/2）e = 6e 。 与外部B12 成键共用去4e + 6e = 10 e
无机化学PPT课件 元素化学 s区元素 p区元素 d区元素 ds区元素
第 三 部 分 元 素 化 学•熟悉元素性质与电子层结构的关系 •掌握单质和重要化合物的性质•了解它们在医药中的应用结束无机化学 2014/12/1 §12-15 : 2从上到下 半径增大 电离能减小 电负性减小第一节 s 区元素概述第十一章 s 区元素ⅠA ns 1 Li Na K Rb Cs ⅡA ns 2 Be Mg Ca Sr Ba碱金属 碱土金属从左到右，半径减小电离能增大 电负性增大除Li 和Be 外，多数金属形成离子化合物。
p273结束 无机化学 2014/12/1 §12-15 : 7NaHCO 3：小苏打，用于治疗胃酸过多和酸中毒； CaCO 3： 珍珠、钟乳石、贝壳的主要成分；Na 2SO 4·10H 2O : 中药称芒硝或朴硝，作缓泻剂； Na 2SO 4 ：中药称玄明粉或元明粉，作缓泻剂； BaSO 4: 重晶石，难溶于水、酸、碱，能强烈吸收X 射线，因无毒用作胃肠造影剂之“钡餐”； BaCl 2：剧毒（致死量0.8g ）。
CaSO 4·2H 2O 生石膏，内服清热泻火； CaSO 4· H 2O 熟石膏(煅石膏, 烧石膏)粉末遇水膨胀硬化，石膏绷带，外敷治疗烫伤疥疮等。
MgSO 4·7H 2O ：又称泻盐，作缓泻剂。
四、重要的盐类 p28112结束无机化学 2014/12/1 §12-15 : 8 五、对角线规则 p282在周期表s 区和p 区，某元素与左上方或右下方的元素及其化合物的性质相似。
例如：Be 和Al 的还原性相近； Be(OH)2和Al(OH)3 均为两性；例如：LiCl,、MgCl 2 都是共价化合物； LiOH 、Mg(OH)2都是中强碱，微溶于水Li Be B C Na Mg Al Si结束 无机化学 2014/12/1 §12-15 : 9VIIA 族 n s 2n p 59F 17Cl 35Br 53I 85At一、卤族元素的通性 (p284)（1） 是非极性分子，难溶于水，易溶于有机溶剂及碘化钾溶液中：KI + I 2 = KI 3 碘酒(碘酊)（p306习题3） F 2→I 2 的熔点、沸点、密度增大。
无机及分析化学p区元素PPT课件
第16页/共20页
硅酸盐骨架结构（由SiO2的四面体结构（单元结构） 构成 的复杂结构：
第17页/共20页
3、Sn Pb化合物 （1）氧化物： Sn: SnO SnO2 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 Pb: PbO PbO2 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 从上到下酸碱性、氧化还原性的变化 （2）氢氧化物 Sn（OH）2 Sn（OH）4 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 Pb（OH）2 Pb（OH）4 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 （PbO2。2H2O）从上到下酸碱性、氧化还原性的变化 （3）重要的盐类 SnCl2,SnCl4;Pb(NO3)2 Pb(Ac)2,PbCl2 （4） Sn2+、 Pb2+、Pb（Ⅳ）的氧化还原性 Sn2+是强还原剂，Sn4+比较稳定 Pb2+比较稳定, Pb（Ⅳ）是强氧化剂： PbO2 + HCl（浓） → PbCl2 + Cl2 + 2H2O 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ → 5Pb2+ + 2MnO42+ + 2H2O 2PbO2 + 4H2SO4 → 2Pb(HSO4 )2+ O2+ 2H2O
元素周期表的分区
周期 ⅠA
ⅧA
1
ⅡA
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2
3
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧB ⅠB ⅡB
4S
p
5
d
ds
6
7
镧系 锕系
f
第1页/共20页
一、P区元素概述
1、单质 （1） 存在的形式 （丰度、分类） （2） 单质的物理性质 （3） 单质的化学性质 （4） 变化规律性 （5） 应用 2、 重要化合物 （1）分子型氢化物 （2）氧化物 （3）含氧酸 （4）含氧酸盐
硅酸盐骨架结构（由SiO2的四面体结构（单元结构） 构成 的复杂结构：
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3、Sn Pb化合物 （1）氧化物： Sn: SnO SnO2 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 Pb: PbO PbO2 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 从上到下酸碱性、氧化还原性的变化 （2）氢氧化物 Sn（OH）2 Sn（OH）4 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 Pb（OH）2 Pb（OH）4 从左到右酸碱性、氧化还原性的变化 （PbO2。2H2O）从上到下酸碱性、氧化还原性的变化 （3）重要的盐类 SnCl2,SnCl4;Pb(NO3)2 Pb(Ac)2,PbCl2 （4） Sn2+、 Pb2+、Pb（Ⅳ）的氧化还原性 Sn2+是强还原剂，Sn4+比较稳定 Pb2+比较稳定, Pb（Ⅳ）是强氧化剂： PbO2 + HCl（浓） → PbCl2 + Cl2 + 2H2O 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ → 5Pb2+ + 2MnO42+ + 2H2O 2PbO2 + 4H2SO4 → 2Pb(HSO4 )2+ O2+ 2H2O
元素周期表的分区
周期 ⅠA
ⅧA
1
ⅡA
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2
3
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧB ⅠB ⅡB
4S
p
5
d
ds
6
7
镧系 锕系
f
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一、P区元素概述
1、单质 （1） 存在的形式 （丰度、分类） （2） 单质的物理性质 （3） 单质的化学性质 （4） 变化规律性 （5） 应用 2、 重要化合物 （1）分子型氢化物 （2）氧化物 （3）含氧酸 （4）含氧酸盐
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(XCB l, Ir), 4B 33 F2 H O H 3B3O 3H4][BF
B3 FH F H FB3F
教学ppt
17
13.2.4 铝的化合物
1.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝：Al2O3
α- Al2O3 ：刚玉
硬度大，不溶于水、酸、碱。
γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、
碱，可作为催化剂载体。
8
• 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）
教学ppt
9
HH
H
记作： B B
HHH
要点：B的杂化 方式，三中心两电子 键、氢桥。
教学ppt
10
多中心键
定义：是指3个或3个以上原子之间所 形成的共
价键
三中心硼二电烷子的键(性3c-质2e)比简称烷三烃中活心键泼,是多中心
教学ppt
18
有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而 呈现鲜明颜色。
红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
教学ppt
19
氢氧化铝：Al(OH)3 难溶于水
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-
键的一种形式
形成：缺电子原子
等电子原子
B 缺电子原子 H等电子原子
形成二个三中心二电子键
强度：为一般共价键强度的一半
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11
•硼烷的性质
① 自燃
B 2 H 6 (g 3)2 ( O g )B 2 O 3 (s 3 )2 O H(g
△ rHm-2034mkoJ-1l
高能燃料，剧毒
② 水解
无水AlCl3只能用干法制取
教学ppt
21
3.铝的含氧酸盐 硫酸铝：Al2(SO4)3 (1)易溶于水，水溶液由于Al3+水解呈酸性
[Al(H2O)6]3+ [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ K =10-5.03
(2)弱酸的铝盐在水中完全水解
23 A 22 l-S 62 O H 2A3 (ls (3 O )2 S H H (g)
2LiH B2H6 2LiB 4 H
2NaB H2H6 2Na4BH ④ 被氯氯化
B 2 H 6(g 6 )2 C (g l )2B 3(l C 6 ) lHC
△ rHm -1376mkoJ-1l
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13
2.硼的含氧化合物
②此硼结酸 H构3BO使3 硼酸具有解理性 结构：B：可sp2杂用化作润滑剂
教学ppt
15
3.硼的卤化物
X
• BX3结构： B：sp2杂化
B
• BX3性质：
X
X
BF3 BCl3 BBr3 BI3
室温下
聚集态 g
g
l
s
熔点/℃ -127.1 -107 -46 49.9
沸点/℃ -100.4 12.7 91.3 210
教学ppt
16
水解： BX 33H 2O H3BO 33HX
第十三章 p区元素(一)
§ 13.1 p区元素概述 § 13.2 硼族元素 § 13.3 碳族元素
教学ppt
1
§ 13.1 p区元素概述
教学ppt
2
p区元素性质的特征 •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) ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) ③最后三个元素性质缓慢地递变
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5
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl
价电子构型：ns2np1
缺电子元素：价电子数<价层轨道数
缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数
例如：BF3，H3BO3。
注意： HBF4不是缺电子化合物。
教学ppt
6
缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4
HF BF3
H O
B O OH H
分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，
层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸
晶体为鳞片状
教学ppt
14
性质： • 一元弱酸 (固体酸) H3BO 3H2O B(O-4H H ) K =5.8×10-10
水溶液显酸性, 是由于硼原子是缺电子原子,价层有空轨道， 能接受水解离出的OH-孤电子对，以配位键形式形成 [B(OH)4]-
碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb
典型非金属 准金属 典型金属
价电子构型：ns2np2
简便书写为 AlO2或AlO33
经光谱实验证实：
溶液中不存在AlO2- 或AlO33-
教学ppt
20
2.铝的卤化物
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
离子键
共价键
离子晶体
分子晶体
分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈： A3 l C 32 H lO Al(3 O 3H HC)
色火 燃含 焰 烧硼 呈化 现合 绿物
B 2 H 6 ( g 32 ) O H (2 l3 ) B H 3 (O s 6 H ) 2 (g
△ rHm -509.3mkoJ-1l 水下火箭燃
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12
③ 加合反应
B 2H 6C O 2[3B H CO]
B 2 H 6 23 N [ H B 2 (N H 3 )2 ] H [B 4 ] H
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
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7
13.2.3 硼的化合物
1.硼的氢化物
硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6
例： B2H6
B4H10
乙硼烷 丁硼烷
有CH4，但无BH3
HH
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如• 多种氧化值
价电子构型：ns2np1-5
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7， -1，0等。
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。
•电负性大，形成共价化合物
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4
§ 13.2 硼族元素
13.2.1 硼族元素概述 13.2.2 硼族元素的单质 13.2.3 硼的化合物 13.2.4 铝的化合物
23 A 3 C l3 2 - O 3 H 2 O 2A 3 (ls (3 ) O C 2 (H g O
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22
§ 13.3 碳族元素
13.3.1 碳族元素概述
13.3.2 碳族元素的单质
13.3.3 碳的化合物
13.3.4 硅的化合物
13.3.5 锡、铅的化合物
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23
13.3.1 碳族元素概述
B3 FH F H FB3F
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13.2.4 铝的化合物
1.氧化铝和氢氧化铝
氧化铝：Al2O3
α- Al2O3 ：刚玉
硬度大，不溶于水、酸、碱。
γ- Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、
碱，可作为催化剂载体。
8
• 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）
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HH
H
记作： B B
HHH
要点：B的杂化 方式，三中心两电子 键、氢桥。
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10
多中心键
定义：是指3个或3个以上原子之间所 形成的共
价键
三中心硼二电烷子的键(性3c-质2e)比简称烷三烃中活心键泼,是多中心
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有些氧化铝晶体透明，因含有杂质而 呈现鲜明颜色。
红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+)
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氢氧化铝：Al(OH)3 难溶于水
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-
键的一种形式
形成：缺电子原子
等电子原子
B 缺电子原子 H等电子原子
形成二个三中心二电子键
强度：为一般共价键强度的一半
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11
•硼烷的性质
① 自燃
B 2 H 6 (g 3)2 ( O g )B 2 O 3 (s 3 )2 O H(g
△ rHm-2034mkoJ-1l
高能燃料，剧毒
② 水解
无水AlCl3只能用干法制取
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3.铝的含氧酸盐 硫酸铝：Al2(SO4)3 (1)易溶于水，水溶液由于Al3+水解呈酸性
[Al(H2O)6]3+ [Al(OH)(H2O)5]2+ + H+ K =10-5.03
(2)弱酸的铝盐在水中完全水解
23 A 22 l-S 62 O H 2A3 (ls (3 O )2 S H H (g)
2LiH B2H6 2LiB 4 H
2NaB H2H6 2Na4BH ④ 被氯氯化
B 2 H 6(g 6 )2 C (g l )2B 3(l C 6 ) lHC
△ rHm -1376mkoJ-1l
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2.硼的含氧化合物
②此硼结酸 H构3BO使3 硼酸具有解理性 结构：B：可sp2杂用化作润滑剂
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15
3.硼的卤化物
X
• BX3结构： B：sp2杂化
B
• BX3性质：
X
X
BF3 BCl3 BBr3 BI3
室温下
聚集态 g
g
l
s
熔点/℃ -127.1 -107 -46 49.9
沸点/℃ -100.4 12.7 91.3 210
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16
水解： BX 33H 2O H3BO 33HX
第十三章 p区元素(一)
§ 13.1 p区元素概述 § 13.2 硼族元素 § 13.3 碳族元素
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1
§ 13.1 p区元素概述
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2
p区元素性质的特征 •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) ②第四周期元素表现出异样性(d区插入) ③最后三个元素性质缓慢地递变
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5
13.2.1 硼族元素概述
硼族(ⅢA)：B，Al，Ga，In，Tl
价电子构型：ns2np1
缺电子元素：价电子数<价层轨道数
缺电子化合物：成键电子对数<价层轨道数
例如：BF3，H3BO3。
注意： HBF4不是缺电子化合物。
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6
缺电子化合物特点： a. 易形成配位化合物HBF4
HF BF3
H O
B O OH H
分子间通过氢键形成接近六角形的对称层状结构，
层与层之间借助微弱的范德华力联在一起因此硼酸
晶体为鳞片状
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14
性质： • 一元弱酸 (固体酸) H3BO 3H2O B(O-4H H ) K =5.8×10-10
水溶液显酸性, 是由于硼原子是缺电子原子,价层有空轨道， 能接受水解离出的OH-孤电子对，以配位键形式形成 [B(OH)4]-
碳族(IVA)：C, Si, Ge, Sn, Pb
典型非金属 准金属 典型金属
价电子构型：ns2np2
简便书写为 AlO2或AlO33
经光谱实验证实：
溶液中不存在AlO2- 或AlO33-
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20
2.铝的卤化物
AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3
离子键
共价键
离子晶体
分子晶体
分子晶体：熔点低，易挥发，易溶于有机
溶剂，易形成双聚物。
水解激烈： A3 l C 32 H lO Al(3 O 3H HC)
色火 燃含 焰 烧硼 呈化 现合 绿物
B 2 H 6 ( g 32 ) O H (2 l3 ) B H 3 (O s 6 H ) 2 (g
△ rHm -509.3mkoJ-1l 水下火箭燃
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12
③ 加合反应
B 2H 6C O 2[3B H CO]
B 2 H 6 23 N [ H B 2 (N H 3 )2 ] H [B 4 ] H
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl
Al Al
Cl Cl Cl
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13.2.3 硼的化合物
1.硼的氢化物
硼烷分类：BnHn+4和 BnHn+6
例： B2H6
B4H10
乙硼烷 丁硼烷
有CH4，但无BH3
HH
最简单的硼烷：B2H6 H B B H
其结构并非如• 多种氧化值
价电子构型：ns2np1-5
例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7， -1，0等。
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。
•电负性大，形成共价化合物
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§ 13.2 硼族元素
13.2.1 硼族元素概述 13.2.2 硼族元素的单质 13.2.3 硼的化合物 13.2.4 铝的化合物
23 A 3 C l3 2 - O 3 H 2 O 2A 3 (ls (3 ) O C 2 (H g O
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§ 13.3 碳族元素
13.3.1 碳族元素概述
13.3.2 碳族元素的单质
13.3.3 碳的化合物
13.3.4 硅的化合物
13.3.5 锡、铅的化合物
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13.3.1 碳族元素概述