P区元素概述
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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 区元素中有很多属于人体的必需元素,包括 种常量元素中 区元素中有很多属于人体的必需元素 的7种(O、C、N、P、S、Cl、Si)和13种人体必需元素中 种 、 、 、 、 、 、 ) 种人体必需元素中 的4种(Sn、F、I、Se) 种 、 、、 )
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(二)无机含氧酸的氧化还原性及其影响因素 1.含氧酸氧化还原性强弱的规律: 含氧酸氧化还原性强弱的规律: 含氧酸氧化还原性强弱的规律 (1)同一周期元素最高氧化数含氧酸的氧化性随 )同一周期元素最高氧化数含氧酸的氧化性随 原子序数递增而增强 递增而增强。 原子序数递增而增强。如: H2SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4 (2)同族元素最高氧化数含氧酸的氧化性随原子 )同族元素最高氧化数含氧酸的氧化性随原子 序数增加呈锯齿形变化。 呈锯齿形变化 序数增加呈锯齿形变化。 不同氧化数的含氧酸 (3)同一元素的不同氧化数的含氧酸,低氧化数 )同一元素的不同氧化数的含氧酸, 含氧酸的氧化性较强。 含氧酸的氧化性较强。 (4)含氧酸的氧化性强于含氧酸盐,含氧酸根在 )含氧酸的氧化性强于含氧酸盐, 酸性介质中的氧化性强于在碱性介质中。 酸性介质中的氧化性强于在碱性介质中。
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2、原子半径 、
元素的原子半径对于元素的性质 性质起着非常重要的 元素的原子半径对于元素的性质起着非常重要的 效核电荷数和元素 作用,而原子半径的大小与有效核电荷数 作用,而原子半径的大小与有效核电荷数和元素 的价层电子构型有关。 价层电子构型有关。 有关 在同一周期中,原子半径随原子序数的增加而减小,这个 在同一周期中,原子半径随原子序数的增加而减小, 规律在P区元素中更加明显 区元素中更加明显。 规律在 区元素中更加明显。 最小, 在同一族中,第一元素的原子半径最小 电负性( 在同一族中,第一元素的原子半径最小,电负性(高中称 为氧化性)最大,得电子能力最强 最强, 为氧化性)最大,得电子能力最强,从上到下电子层数增 原子半径增加,金属性增加,逐渐向金属元素过渡。 加,原子半径增加,金属性增加,逐渐向金属元素过渡。
P区元素概述 区元素概述
P区元素包括周期表中ⅢA~ⅦA族和 族等 区元素包括周期表中Ⅲ Ⅶ 族和 族和0族等 区元素包括周期表中 六个族的31个元素 包括了除氢 个元素, 六个族的 个元素,包括了除氢以外的所 有非金属元素、 有非金属元素、准金属元素和一部分金属 元素。 元素。
一、价层电子结构特征及性质
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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 )
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(二)无水含氧酸盐的受热反应 1.非氧化还原分解反应 酸和碱反应生成盐和 非氧化还原分解反应 水的反应是放热 放热的 水的反应是放热的,将盐类加热可以得到相应 的酸和碱 2.氧化还原分解反应 氧化还原分解反应 (三)酸式含氧酸盐的受热反应
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三、水解性
1.水解反应机理: 水解反应机理: 水解反应机理 水解反应可以分为亲核水解和亲电 亲核水解和亲电水解两种 水解反应可以分为亲核水解和亲电水解两种 2.水解产物的类型:一般水解产物包括碱式盐、 水解产物的类型:一般水解产物包括碱式盐、 水解产物的类型 氢氧化物、 氢氧化物、氧化物的水合物以及含氧酸等 3.影响水解的因素: 影响水解的因素: 影响水解的因素 (1)离子的极化作用和变形性 ) (2)空轨道 )
1、价层电子结构与氧化状态 、 P区元素的价层电子结构为 区元素的价层电子结构为ns²np1-6 区元素的价层电子结构为 为了满足稳定的稀有气体结构, 区元素的原子可 为了满足稳定的稀有气体结构,P区元素的原子可 以得到或失去电子从而达到稳定状态。 以得到或失去电子从而达到稳定状态。 例如: 就是C原子失去电子变成的稳定结构 原子失去电子变成的稳定结构。 例如:C+4就是 原子失去电子变成的稳定结构。 在同一主族中,从上到下, 在同一主族中,从上到下,元素的最高价氧化态的稳定 性依次降低,而低氧化态的稳定性依次增加 性依次降低, 的离子+4价不稳定 如:Pb的离子 价不稳定,有较强的氧化性,容易得到 的离子 价不稳定,有较强的氧化性, 电子变成+2价 电子变成 价
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二、氧化物水合物的酸性及氧化还原性
(一)无机含氧酸的强度及影响因素 无机酸的强度都与酸释放质子的难易程度有关, 酸释放质子的难易程度有关 无机酸的强度都与酸释放质子的难易程度有关,即与直接相连 的原子对质子的束缚能力有关,而后者又与该原子的电子密度 束缚能力有关 的原子对质子的束缚能力有关,而后者又与该原子的电子密度 直接相关,电子密度越低,对质子的吸引能力越小, 直接相关,电子密度越低,对质子的吸引能力越小,质子就越 容易被释放,酸性就越强。 容易被释放,酸性就越强。
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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
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4、P区元素化合物 、 区元素化合物
化合物: (1)共价化合物:CO2、SF6、PCl5等 )共价化合物 化合物: (2)离子型化合物:Mg3N2、Al4C3等 )离子型化合物 化合物: (3)配位化合物:[Ag(NH3)2]+、[HgI4]2-等 )配位化合物
5、P区元素的生物效应 、 区元素的生物效应
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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,
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四、含氧酸盐的热稳定性
(一)水合含氧酸的受热反应 1.脱水反应 许多含有结晶水的含氧酸盐受热后容 脱水反应 易失水或先先熔化于其结晶水中,进一步加热会逐 易失水或先先熔化于其结晶水中,进一步加热会逐 步脱水,最后变成无水盐 无水盐。 步脱水,最后变成无水盐。 2.水解反应 有些含氧酸的水合物受热后并不能直 水解反应 有些含氧酸的水合物受热后并不能直 接得到无水盐,而往往发生水解反应,生成相应的 得到无水盐,而往往发生水解反应, 氢氧化物或碱式盐。 氢氧化物或碱式盐。
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(二)无机含氧酸的氧化还原性及其影响因素 1.含氧酸氧化还原性强弱的规律: 含氧酸氧化还原性强弱的规律: 含氧酸氧化还原性强弱的规律 (1)同一周期元素最高氧化数含氧酸的氧化性随 )同一周期元素最高氧化数含氧酸的氧化性随 原子序数递增而增强 递增而增强。 原子序数递增而增强。如: H2SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4 (2)同族元素最高氧化数含氧酸的氧化性随原子 )同族元素最高氧化数含氧酸的氧化性随原子 序数增加呈锯齿形变化。 呈锯齿形变化 序数增加呈锯齿形变化。 不同氧化数的含氧酸 (3)同一元素的不同氧化数的含氧酸,低氧化数 )同一元素的不同氧化数的含氧酸, 含氧酸的氧化性较强。 含氧酸的氧化性较强。 (4)含氧酸的氧化性强于含氧酸盐,含氧酸根在 )含氧酸的氧化性强于含氧酸盐, 酸性介质中的氧化性强于在碱性介质中。 酸性介质中的氧化性强于在碱性介质中。
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2、原子半径 、
元素的原子半径对于元素的性质 性质起着非常重要的 元素的原子半径对于元素的性质起着非常重要的 效核电荷数和元素 作用,而原子半径的大小与有效核电荷数 作用,而原子半径的大小与有效核电荷数和元素 的价层电子构型有关。 价层电子构型有关。 有关 在同一周期中,原子半径随原子序数的增加而减小,这个 在同一周期中,原子半径随原子序数的增加而减小, 规律在P区元素中更加明显 区元素中更加明显。 规律在 区元素中更加明显。 最小, 在同一族中,第一元素的原子半径最小 电负性( 在同一族中,第一元素的原子半径最小,电负性(高中称 为氧化性)最大,得电子能力最强 最强, 为氧化性)最大,得电子能力最强,从上到下电子层数增 原子半径增加,金属性增加,逐渐向金属元素过渡。 加,原子半径增加,金属性增加,逐渐向金属元素过渡。
P区元素概述 区元素概述
P区元素包括周期表中ⅢA~ⅦA族和 族等 区元素包括周期表中Ⅲ Ⅶ 族和 族和0族等 区元素包括周期表中 六个族的31个元素 包括了除氢 个元素, 六个族的 个元素,包括了除氢以外的所 有非金属元素、 有非金属元素、准金属元素和一部分金属 元素。 元素。
一、价层电子结构特征及性质
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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 )
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(二)无水含氧酸盐的受热反应 1.非氧化还原分解反应 酸和碱反应生成盐和 非氧化还原分解反应 水的反应是放热 放热的 水的反应是放热的,将盐类加热可以得到相应 的酸和碱 2.氧化还原分解反应 氧化还原分解反应 (三)酸式含氧酸盐的受热反应
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三、水解性
1.水解反应机理: 水解反应机理: 水解反应机理 水解反应可以分为亲核水解和亲电 亲核水解和亲电水解两种 水解反应可以分为亲核水解和亲电水解两种 2.水解产物的类型:一般水解产物包括碱式盐、 水解产物的类型:一般水解产物包括碱式盐、 水解产物的类型 氢氧化物、 氢氧化物、氧化物的水合物以及含氧酸等 3.影响水解的因素: 影响水解的因素: 影响水解的因素 (1)离子的极化作用和变形性 ) (2)空轨道 )
1、价层电子结构与氧化状态 、 P区元素的价层电子结构为 区元素的价层电子结构为ns²np1-6 区元素的价层电子结构为 为了满足稳定的稀有气体结构, 区元素的原子可 为了满足稳定的稀有气体结构,P区元素的原子可 以得到或失去电子从而达到稳定状态。 以得到或失去电子从而达到稳定状态。 例如: 就是C原子失去电子变成的稳定结构 原子失去电子变成的稳定结构。 例如:C+4就是 原子失去电子变成的稳定结构。 在同一主族中,从上到下, 在同一主族中,从上到下,元素的最高价氧化态的稳定 性依次降低,而低氧化态的稳定性依次增加 性依次降低, 的离子+4价不稳定 如:Pb的离子 价不稳定,有较强的氧化性,容易得到 的离子 价不稳定,有较强的氧化性, 电子变成+2价 电子变成 价
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二、氧化物水合物的酸性及氧化还原性
(一)无机含氧酸的强度及影响因素 无机酸的强度都与酸释放质子的难易程度有关, 酸释放质子的难易程度有关 无机酸的强度都与酸释放质子的难易程度有关,即与直接相连 的原子对质子的束缚能力有关,而后者又与该原子的电子密度 束缚能力有关 的原子对质子的束缚能力有关,而后者又与该原子的电子密度 直接相关,电子密度越低,对质子的吸引能力越小, 直接相关,电子密度越低,对质子的吸引能力越小,质子就越 容易被释放,酸性就越强。 容易被释放,酸性就越强。
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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
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4、P区元素化合物 、 区元素化合物
化合物: (1)共价化合物:CO2、SF6、PCl5等 )共价化合物 化合物: (2)离子型化合物:Mg3N2、Al4C3等 )离子型化合物 化合物: (3)配位化合物:[Ag(NH3)2]+、[HgI4]2-等 )配位化合物
5、P区元素的生物效应 、 区元素的生物效应
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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,
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四、含氧酸盐的热稳定性
(一)水合含氧酸的受热反应 1.脱水反应 许多含有结晶水的含氧酸盐受热后容 脱水反应 易失水或先先熔化于其结晶水中,进一步加热会逐 易失水或先先熔化于其结晶水中,进一步加热会逐 步脱水,最后变成无水盐 无水盐。 步脱水,最后变成无水盐。 2.水解反应 有些含氧酸的水合物受热后并不能直 水解反应 有些含氧酸的水合物受热后并不能直 接得到无水盐,而往往发生水解反应,生成相应的 得到无水盐,而往往发生水解反应, 氢氧化物或碱式盐。 氢氧化物或碱式盐。