无机含氧酸分子的酸性与结构——高三复习

(a)
(b)
谢谢大家
高三物质结构复习
唐山一中 李伟伟
H2CO3
H2SO4
你能试着书写以下含氧酸的结构简式吗？

H2SO4，H2SO3；
HClO，HClO2，HClO3，HClO4；
Βιβλιοθήκη Baidu

H3PO4；
HNO2，HNO3。
你能试着书写以下含氧酸的结构式吗？

答案：
H2SO4 H2SO3
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
1. 无机含氧酸的结构
2. 无机含氧酸的酸性规律
3. 多聚含氧酸
4. 硼酸
课后实验
以小组为单位，动手插一个焦磷酸（二聚磷酸）的球棍模型。
巩固练习1 多磷酸盐与多硅酸盐一样，也通过四面体单元通过共用顶角氧离
子形成岛状、链状、层状、骨架网状等结构型式。不同的是多硅酸盐
中是｛SiO4｝四面体，多磷酸盐中是｛PO4｝四面体。右图为一种无
巩固练习3 在硼酸盐中，阴离子有链状、环状等多种结构形式。图(a)是一种 链状结构的多硼酸根，则多硼酸根离子符号为_______ BO2- 。图(b)是硼砂 sp2, sp3 ， 晶体中阴离子的环状结构，其中硼原子采取的杂化类型为__________ 该阴离子内化学键的类型为______________________ 极性共价键，配位键 。
形式为______________ ，Si与O的原子数之比为______________ ，化 sp3 1:3
学式为________________ SiO32- 或 (SiO3)n2n-
多聚磷酸 多聚磷酸是一种无色透明黏稠状液体，具有腐蚀性。它能溶解 多种低分子及高分子有机化合物。在有机合成中用作失水剂、环化 剂、酰化剂，是缩合、环化、重排、取代等反应的催化剂或溶剂。 试根据磷酸（H3PO4）的结构，推测多聚磷酸的结构及其化学式。
HClO4 = (HO)ClO3
1.无机含氧酸的结构
按可以电离出的H+的个数分类：
一元酸
(HO)NO (HO)NO2 (HO)Cl (HO)ClO2 (HO)ClO3 m=1
(HO)mROn
三元酸
(HO)3PO
二元酸
(HO)2SO2 (HO)2SO
m=2
m=3
1.无机含氧酸的结构
【例】HOCl在水中的电离过程：
是一元中强酸。(1) 推测它的结构简式；(2) 写出它的电离方程式；
(3) NaH2PO3是正盐还是酸式盐？
(1) (2) H3PO2 H+ + H3PO2¯ (3) 正盐
3. [人教版] H2CO3非羟基氧个数为1，为什么不是中强酸？
H2SiO3的结构式与碳酸H2CO3相同吗？
思考：Si与C是同一主族，H2SiO3的结构与H2CO3相似吗？
练习 [2012福建T30] 硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm-含B、 O、H 三种元素，球棍模型如图所示。（1）在Xm-中，硼原子轨道 的杂化类型是什么？（2）配位键存在于哪些原子之间？（3）m =？
（1）2：sp2杂化； 4：sp3杂化； （2）4和5之间； （3）m = 2。
课堂总结：
H2O + HOCl → H3O+ + -OCl
1.无机含氧酸的结构
按含氧酸酸性强弱分类：
(HO)mROn
弱酸 (HO)Cl 中强酸 (HO)NO (HO)2SO (HO)3PO (HO)ClO 强酸 (HO)NO2 (HO)2SO2 (HO)ClO2 (HO)ClO3
n=0
n=1
n=2或3
2.无机含氧酸的酸性规律
HPO3
练习 海产品添加剂多聚磷酸钠是由Na+与多聚磷酸根离子组成的，某 种多聚磷酸根的结构如图． ① 磷原子的杂化类型为
sp3
．
② 这种多聚磷酸钠的化学式为 Na5P3O10 ．
3.多聚含氧酸小结
1. 由含氧酸形成多聚含氧酸后，中心原子之间与氧（-O-）桥连，
中心原子的杂化方式和空间构型保持不变。
H3PO4
HNO2
HNO3
1.无机含氧酸的结构
可以看出这些含氧酸均可以表示为(HO)mROn的形式：
H2SO4 = (HO)2SO2 HClO = (HO)Cl
HClO3 = (HO)ClO2 H3PO4 = (HO)3PO HNO2 = (HO)NO HNO3 = (HO)NO2
H2SO3 = (HO)2SO HClO2 = (HO)ClO
PO3- 。 限长单链结构的多磷酸根，该多磷酸根的化学式为___________
巩固练习2
[2015海南T19] V2O5溶解在NaOH溶液中，得到钒酸钠(Na3VO4)，
正四面体型；也可以得到偏钒酸钠，其阴离 该盐阴离子的立体构型为__________ 子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为____________ NaVO3 。

如果成酸元素R相同，非羟基氧越多，R的正电性越高，导致
R-O-H中的O的电子向R偏移，在水分子作用下，越容易电离 出H+，酸性越强。

不同元素的含氧酸有：弱酸 n=0；中强酸 n=1；强酸n=2或3。
练习 1. [2012全国1 T37改]解释酸性： H2SeO4>H2SeO3
2. [2014全国1 T27 改] 次磷酸（H3PO2）是一种精细化工产品，它
Si的3p轨道与O的2p轨道 难以成键
3.多聚含氧酸
…
…
H4SiO4
在加热或高浓度下，无机含氧酸通过分子间脱水
缩合形成二聚体，三聚体，四聚体或高聚体，称为
多聚含氧酸。易出现多聚体的含氧酸有：硅酸、磷
酸、硫酸、硼酸等。
H2SiO3
练习 [2013山东理综T32] 在固体硅酸盐中，SiO44-四面体（如图a） 通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结 构型式。图b为一种无限长单链结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化
H2CO3 =
H2SiO3 =
H2SiO3的结构式与碳酸H2CO3相同吗？
Si与O之间并不能像C与O之间形成稳定的双键，这是因为Si的原
子半径（0.117 nm）是C的原子半径（0.077 nm）的1.5倍 ，Si的3p轨 道不能和O的2p轨道进行有效的重叠。
C的2p轨道与O的2p轨道 形成的π键
2. 常见聚合度：
多聚原硅酸：高聚；
多聚磷酸：2，3或4；
多聚硫酸：2。
4. 硼酸
硼酸（H3BO3），具有类似于石墨的层状结构，层内的硼酸分子
通过氢键相连。白色鳞片状光泽结晶，有滑腻手感。溶于水、酒精、
甘油、醚类中，水溶液呈弱酸性。
4. 硼酸
思考：硼酸是三元酸吗？ 硼酸的电离： sp2 sp3
类似于：