第九章 常见非金属元素及其化合物

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97°
过氧基: 过氧化氢:H
O O
O
97°
94°
O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
H
H2O2
第二节 氧族元素
H2O2 中O的氧化数为-1:
还原
H2O(-2)氧化剂 O2 (0) 还原剂
H2O2(-1)
氧化
2HI+H2O2 =I2 +2H2O
2MnO4 +5H2O2 +6H =2Mn +5O2 +8H2O
+ 2+
第二节 氧族元素
氰化钾和氰化钠均为剧毒品。
毫克数量级即可致死 。 工业废水中氰化物排放标准: <0.05mg· L-1。 氰离子(CN)具有还原性:
2CN +8OH +5Cl2 =CO2 +N2 +10Cl +4H2O
-
氯气可以氧化废水中的氰化物。
第一节 卤族元素
氰离子( CN- )具有强配位性:
Fe +6CN = Fe(CN)6
内容提要
第三节 氮族元素 (二)氮的氧化物 (四)硝酸及其盐
(一)氮族元素的通性 (三)氨和铵盐 (五)磷和砷 第四节 碳硅硼 (一)碳族元素的通性 (三)硅和硼
(二)碳及其化合物
引言
人体内非金属元素在周期表中的分布
H 氢 Li Be B 硼 Na Mg Al C 碳 Si 硅 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge N 氮 P 磷 As 砷 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Ru Pd Ag Cd In Sn Sb O 氧 S 硫 Se 硒 Te 碲 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po F 氟 Cl 氯 Br 溴 I 碘 At 砹 He 氦 Ne 氖 Ar 氩 Kr 氪 Xe 氙 Rn 氡
第二节 氧族元素
三、硫和硫的化合物
(一)单质硫 (二)硫的化合物
硫化氢和硫化物
二氧化硫、亚 硫酸、亚硫酸盐
硫的 化合物
三氧化硫、 硫酸、硫酸盐
非金属性逐渐增强 在化合物中常见氧化数为-2。硫、硒、碲还表现 出+2、+4、+6的氧化数。
第二节 氧族元素
+4氧化态 一个电子跃迁
+2氧化态
+6氧化态 二个电子跃迁
第二节 氧族元素
二、氧和氧的化合物
约占空气体积21% 氧单质
矿物岩石
化合态氧
O
约占地壳 重量47%
化合态氧
动植物体
第二节 氧族元素
(一)臭氧( O3 ) 3O2
电火花
紫外线照射
2O3
大气平流层中存在的臭氧层能够吸收太阳光的紫外辐 射,保护着地球表面上的一切生物。
人类大量使用的矿物燃料和氯氟烃,臭氧层正遭 到破坏。
H2O2
第二节 氧族元素
蓝色气体,强氧化剂。用于饮水消毒、空气净化以 及含有机物废水的处理。 (二)过氧化氢 H2O2 俗称双氧水,常用其水溶液。
第二节 氧族元素
实例解析
解析:
I IO
AgNO3 + HNO3

H + +H 2O2 Δ

(无色溶液)
Cl AgCl (白色)
Cl 溶液的浑浊度与 的含量成正比。溶 液的浑浊度不超过标准溶液,则氯化物的含 量符合要求。
第二节 氧族元素
课堂互动
1. 碘化物中氯化物的检查,能否直接加入硝 酸和硝酸银试液进行?为什么? 2. 醚等有机物因在空气中氧化产生过氧化物, + 极易发生爆炸,使用时常通过加入 Fe(NCS) 2 或KI检测过氧化物的存在,请解释检测原理。
卤化氢 (HX)
+ H2O
氢卤酸 (HX)
+碱
卤化物 (MXn)
卤化氢(HX)为无色、有强烈刺激性气 味的气体,极易溶于水。
第一节 卤族元素
氢卤酸均为挥发性酸。酸性强弱顺序为: ★ HI>HBr>HCl>HF 卤离子具有还原性,还原能力强弱顺序为: ★ I ->Br->Cl- > F -
卤素单质的氧化能力强弱顺序为: ★ F2 > Cl2 >Br2> I 2
卤素的基本性质
F 原子序数 9 价电子构型 2s22p5 原子半径/pm 64 电负性(鲍林) 4.0 氧化数 -1,0 Cl 17 3s23p5 99 3.2 -1,0, +1, +3, +5,+7 Br 35 4s24p5 114 3.0 -1,0, +1, +3, +5,+7 I 53 5s25p5 133 2.7 -1,0, +1, +3, +5,+7
注:人体必需宏量元素,人体必需微量元素,__为有害元素
引言
● C、H、O、N、S 、P组成了水、蛋白质、糖类、 脂肪等人体的主要组成物质,P、O、F与金属元 素Ca组成了骨组织。
● 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、 Cl 是多种体液的主要成分,食物中缺 身材矮小等。 少氯时会引起多种病症。
引言
人体内非金属元素在周期表中的分布
H 氢 Li Be B 硼 Na Mg Al C 碳 Si 硅 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge N 氮 P 磷 As 砷 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Ru Pd Ag Cd In Sn Sb O 氧 S 硫 Se 硒 Te 碲 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po F 氟 Cl 氯 Br 溴 I 碘 At 砹 He 氦 Ne 氖 Ar 氩 Kr 氪 Xe 氙 Rn 氡
氯酸钾与硫、磷、碳等易燃物 质混合,极易爆炸,用于制造炸药、 火柴、烟火等。
第一节 卤族元素
(三)高氯酸(HClO4 )及其盐 高氯酸为最强的无机酸,比较稳定。 高氯酸的冰醋酸溶液为分析化学中非水酸碱滴 HClO 定的标准溶液。
4
高氯酸因其钾盐难溶于水而用于鉴定K+ 。
K + ClO4 KClO4
氯气、漂白粉常用作消毒剂和漂白剂。 次氯酸是一种弱酸,很不稳定,室温即分解 放出氧气。
2HClO= 2HCl + O2
第一节 卤族元素
(二)氯酸(HClO3 )及其盐 在催化剂存在下,氯酸钾受热分解:
2KClO3 2KCl+3O2
MnO2 催化剂
用于实验室中氧气的制备。
第一节 卤族元素
内容提要
能力要求 熟练掌握物质性质的实践技能,学会常 见非金属离子的鉴定技术;学会运用物质 的化学性质分析、解决实践、生活和工作 中的化学问题,正确使用化学物质。
内容提要
第一节 卤族元素
(一)卤族元素的通性
(三)含氧酸及其盐
(二)卤化氢和卤化物
(四)拟卤素 (二)氧和氧的化合物
第二节 氧族元素
(一)氧族元素的通性 (三)硫和硫的化合物
第一节 卤族元素
性质:强氧化性、不稳定性。 (一)次氯酸(HClO)及其盐
次氯酸因强氧化性而具有杀菌和漂白作用。
Cl2 +H2O = HCl+HClO
2Cl2 +2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 +CaCl2 +2H2O
第一节 卤族元素
Ca(ClO)2 +CO2 +H2O=CaCO3 +2HClO
2+ -
4-
工业上,使用硫酸亚铁和消石灰除去废水中的 氰化物。 铁氰化钾(K3 Fe(CN)6 )和亚铁氰化 钾( K4 Fe(CN)6 )为 Fe2+ 、Fe3+ 、Cu 2+ 的鉴定试剂。
4Fe +3 Fe(CN)6 =Fe4 Fe(CN)6 3 (蓝色)
3+ 4-
第九章
常见非金属元素及其重要化合物
内容提要
学习目的
主要介绍卤族元素、氧族元素、氮族元素、 碳族元素中常见非金属元素及其重要化合物的 性质,深刻认识物质结构与物质性质的关系, 为分析化学、药物化学和药物分析等后续课程 的学习打下基础。
内容提要
知识要求 1.掌握常见非金属元素及其重要化合物的性 质;掌握非金属元素性质中的一些变化规律。 2.熟悉卤素、氧族元素、氮族元素、碳族元 素的通性。 3.了解非金属元素在医药领域及生活、生产 中的应用。


第一节 配合物的基本概念 第一节 卤族元素
四、拟卤素 拟卤素 (CN)2(氰) (SCN)2 (硫氰)
拟卤离子 CN-(氰离子) SCN- (硫氰酸根离子)
(一)氰化氢(HCN)和氰化物 氰化氢 氢氰酸 氰化物 (HCN) (HCN) [M(CN)n]
第一节 配合物的基本概念 第一节 卤族元素
第一节 卤族元素
Cl2 + 2Br = 2Cl + Br2
溶于四氯化碳中显棕色
-
Cl2 + 2I = 2Cl + I2
溶于四氯化碳中显紫红色或遇到淀粉显蓝(紫)色
-
-
Br2-CCl4
I2-CCl4
I2-淀粉
第一节 卤族元素
氢氟酸能够腐蚀玻璃:
4HF+SiO2 =SiF4 +2H2O
用于刻蚀玻璃制品上的标志和花纹, 并贮存于塑料或铅制容器中。
第一节 卤族元素
大多数金属卤化物易溶于水,但 氯、溴、碘的银盐则难溶于水、不溶 于硝酸中。AgCl、AgBr、AgI的颜色 和溶解性存在明显的差异。
卤化银 颜 色 AgCl白 色 AgBr淡黄色 AgI 黄 色 加入硝酸 加入氨水 加入硫代 硫酸钠 不溶解 溶 解 溶 解 不溶解 部分溶解 溶 解 不溶解 不溶解 不溶解
4.下列物质具有漂白作用的是( ) C. 氯化钙 D. 碳酸钙
答案:3. B、E
4.A、B
第二节 氧族元素
第二节 氧族元素
Ⅵ A: O
O 原子序数 8 价电子构型 2s22p4 原子半径/pm 66 电负性(鲍林) 3.5 氧化数 -2, -1,0
S
S
Se
Te
Se 34 4s24p4 117 2.4 -2,0, +2,+4 , +6
Po
Te Po
氧族元素的基本性质:
16 3s23p4 104 2.5 -2,0, +2,+4 , +6
52 84 5s25p4 6s26p4 137 153 2.1 2.0 -2,0, +2,+4 , +6
第二节 氧族元素
一、氧族元素的通性 比较活泼的非金属性。 O S Se Te Po 金属
典型非金属
实验室中常用的氧化剂,不会引入杂质。 常用作漂白剂和消毒剂。
不稳定性:
2H2O2 = O2 +2H2O
置棕色瓶中于阴凉处保存
第二节 氧族元素
过氧化氢的鉴定:
Cr2O7 +4H2O2 +2H 2CrO5 +5H2O
2+ 乙醚
CrO5 稳定存在于乙醚中,
显蓝色。
第二节 氧族元素
实例解析 实例: 药物分析中,通过在酸性溶液中加入 过量的过氧化氢、煮沸至溶液无色后,再加 入硝酸和硝酸银试液,并与标准氯化钠溶液 比浊的方法检查碘化物中的氯化物。
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。
第一节
卤族元素
第一节 卤族元素
ⅦA: F Cl Br I At (X)
第一节 卤族元素
亚铁离子 的鉴定
铁离子的 鉴定
铜离子的 鉴定
(二)硫氰化物(硫氰酸盐)
Fe +6SCN = Fe(SCN) 6
3+ -
3-
血红色
3+ Fe 该反应为 与 SCN 的特效鉴定反应。
第一节 卤族元素
课堂练习
1.不能用玻璃瓶盛放的酸是( A.HCl B.HF C.HNO3 ) D.H2SO4
第一节 卤族元素
一、卤族元素的通性 活泼的非金属元素。 F Cl Br I
非金属性逐渐增强
在化合物中常见氧化数为-1。氯、溴、碘还表 现出+1、+3、+5、+7的氧化态。
第一节 卤族元素
+1氧化态 一个电子跃迁 +3氧化态
二个电子跃迁
三个电子跃迁
+5氧化态
+7氧化态
第一节 卤族元素
二、卤化氢和卤化物
2.除去液溴中溶解的少量氯气,可向其中加入的物 质是( ) A.氯化钠 答案:1. B.液溴 B、2. D C.氯气 D.溴化钾
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 液 E. 溴水 A. 氯水 B. 次氯酸钙 E. 氟化氢 C. 碘化钾溶液 D. 氯化钠溶
第一节 卤族元素
+ NH3
+ Na2S2O3
AgCl
+ NH3
+ Na2S2O3
AgBr
+ NH3
+ Na2S2O3
AgI
第一节 卤族元素
三、卤素含氧酸及其盐
卤素含氧酸:
名 称 氧化数 氯 次卤酸 +1 HClO 亚卤酸 +3 HClO2 卤 酸 +5 HClO3 高卤酸 +7 HClO4
溴 碘 HBrO HIO HBrO2 HBrO3 HIO3 HBrO4 HIO4、HIO6
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