无机化学读书报告

无机化学读书报告

----非金属元素小结

学院：生化学院

班级：化学 122班

姓名：周慧敏

(学号12240223)

指导老师：李良超

联系方式：676601

QQ：834685726

2012 年6月12日

非金属元素小结

姓名周慧敏（学号12240223）化学122

[摘要]元素根据单质的性质，元素分为非金属元素和金属元素。非金属元素具有特殊的非金属性，且构成的物质数量庞大（特别是C、H、N等元素），在社会生产与教育学习中占据了重要的位置。故进行非金属元素的小结是十分必要的。本文通过非金属元素，非金属单质，非金属元素的含氧酸，非金属元素的含氧酸盐，非金属元素的碱等方面并结合元素的自身结构特征与元素之间的成建方式来解释和总结非金属元素的特性与通性。

[关键字] 元素单质含氧酸含氧酸盐

[正文]

一、非金属元素的性质

1、非金属性：某种元素的原子的得电子能力。

在元素周期表中，从下到上（电子层数减小），从左到右（有效荷电荷增加），原子半径减小，得电子能力增强，非金属性增强。

2、非金属性强弱的判断

一般说来，元素的金属性越强，它的单质与水或酸反应越剧烈，对应碱的碱性也越强。元素的非金属性越强，它的单质与H₂反应越剧烈，得到的气态氢化物的稳定性越强，元素的最高价氧化物所对应

的水化物的酸也越强。另外根据金属或非金属单质之间的相互置换反应也可以判断元素的金属性和非金属性的强弱，进行金属性和非金属性强弱的判断。一种非金属单质能把另一种非金属单质从它的盐溶液或酸溶液中置换出来，表明前一种元素的非金属性较强。

二、非金属单质

非金属单质的化学反应

1、非金属单质与水作用

一般情况下，只有少数非金属单质与水反应

2F2+2H2O=O2+4HF

X2＋H2O=HX＋HXO (X2除F2外)

C＋H2O(灼热)=CO＋H2

2、歧化作用与逆歧化作用

由△Gθm /F图可判断歧化与逆歧化作用的自发性：峰顶物种自发歧化；谷底物种两端自发逆歧化归中。

歧化作用

3XO-=2X-+XO3-

2ClO2+2OH-=ClO2-+ClO3-+H2O

3S+ 6NaOH=2Na2S+ Na2SO3+3H2O

逆歧化作用

(1) HXO+HX=X2+H2O

HXO3+5HX=3X2+3H2O

（2）置换出H2

对于处于金属元素与非金属元素分割线附近的不活泼非金属，如B、Si、As等能从碱中置换出H2。

Si+2NaOH+H2O＝Na2SiO3+2H2

2B+2NaOH+ 2H2O＝2NaBO2+3H2

2、非金属单质与酸的作用

非金属一般不与稀酸反应，C、P、S、I等能被浓H2SO4或HNO3氧化，生成相应的产物。

3、单质的制备

KF-nHF电解制F2：

负极 2F- - 2e = F2

正极 2HF2- + 2e = H2 + 4F-

NaCl溶液电解制取Cl2：

负极 2Cl- - 2e = Cl2

正极 O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

海水制Br2： Cl2 + 2Br- = 2Cl- +Br2

3Br2 + 3CO32- = 5Br- + BrO3- +3 CO2↑

5Br- + BrO3- + 6H+ = 3 Br2 + 3H2O

海藻灰制I2： NaI + 3 H2SO4 + MnO2 = 2NaHSO4 + MnSO4 + I2 + 2H2O 自然界NaIO3中提I2：

2IO3- + 3HSO3- = I- + 3SO42- + 3H+

5I- + IO3- + 6H+ = 3I2 + 3H2O

粗I2的提纯： 3I2 + 6OH- = 5I- + IO3- + 3H2O

5I- + IO3- + 6H+ = 3I2 + 3H2O

三、非金属氧化物

非金属性强的元素大多数属于酸性氧化物。它们都是共价型的，其固体是分子晶体，具有低熔点，高沸点。一些非金属氧化物（如B2O3、SiO2）其晶体有三维网状结构，具有高熔点、高沸点，属于金属原子晶体。一些金属的高氧化数氧化物（如CrO3及Mn2O7）都是酸性氧化物。酸性氧化物除少数外（如SiO2），都可与水作用，生成相应的含氧酸。不成盐氧化物是不能与酸和碱反应生成盐和水的氧化物，一氧化碳、一氧化二氮、一氧化氮等氧化物与酸碱都不能作用生成相应的盐，故又称为不成盐氧化物（惰性氧化物）。

①同一周期最高氧化态氧化物自左至右碱性依次减弱，酸性逐渐增加。

②同一主族元素同氧化态氧化物碱性自上而下依次增强。

③同一元素，酸性依氧化态升高而增强。

四、非金属元素的酸

1.最高氧化态的氢氧化物的酸碱性

以R—O—H表示脱水后的氢氧化物，则在这个分子中存在着R—O及O—H两种极性键，ROH在水中有两种离解方式：

R-O-H → R+ + OH- 碱式离解

R-O-H → RO- + H+ 酸式离解

ROH按碱式还是酸式离解，与阳离子的极化作用有关，阳离子的电荷越高，半径越小，则该阳离子的极化作用越大。用Φ表示阳离子的离子势：

Φ＝Z/r＝阳离子电荷／阳离子半径

①R n+的Φ值越大，即其极化作用越强，氢原子的电子云将偏离R n+，

从而使R-O键增强，RO-H 中O-H越容易离解。

②如果R n+的Φ值越小，R-O键较弱，R-OH倾向于碱式离解。

③Φ判断酸碱性的强弱公式:

当Φ>10（或Φ>3.2）时，ROH呈酸性；

当7<Φ<10（或2.2<Φ<3.2）时，ROH呈两性；

当Φ<7（或Φ<2.2）时，ROH呈碱性。

注意：应用R-OH规则解释过渡金属阳离子的含氧酸的酸性变化规律时，以上判别就不符合实际情况了。由于离子电子层构型的不同，考虑到轨道的屏蔽作用，应采用有效离子势比较。

2.含氧酸的结构与其酸度

（1）含氧酸的结构分类

①只有σ键的酸:具有这种结构的含氧酸H n RO m，其中O原子数与H 原子数相等，如HClO、HBrO等。

②含有（p-d）π键的含氧酸：R与非羟基O原子之间是σ键和（p-d）π键。其中R原子为第三周期及以后的元素。