第18章 非金属元素小结

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
51 87 Fr 88 Ra 89 Mt 110 -103 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 52
81 Tl 氪 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 溴 镓 锗 砷 硒 金属一般电离势低、有光泽、易导电和导热、有可塑 Lu 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡 铯 钡 La铪 钽 钨 49 铼 50 53 54
第 2、 3周 期 非 金 属 元 素 的 氢 氧 化 物
rRn +/ r 0.15 0.11 0.08 0.30 0.25 0.21 0.19 OH +n的电荷高,半径大时,结合的OH基团数目 通常 R 3 2 2 4 4 3 3 配位数 +n的电荷高且半径小时,例如Cl+7应能结合七 多。当 R B(OH)3 C(OH)4 N(OH)5 Si(OH)4 P(OH)5 S(OH)6 Cl(OH)7 是高氧化态的氢氧 OH基团,但是由于它的半径太小(0.027nm),容纳 R(OH)n 化 物个
分子型氢化物
非金属元素都能形成具有最高氧化态的共价 型的简单氢化物,在通常情况下它们为气体或 挥发性液体。它们的熔点、沸点都按元素在周 期表中所处的族和周期呈周期性的变化。 分子 偶极矩m/D 分子 偶极矩m/D
HF源自文库
HCl HBr
1.92
1.08 0.78
H2O
H2S NH3
1.85
1.10 1.48
6
55
Te 112 I Xe In Sn Sb 111 性;非金属一般电离势高、一般其晶体不导电、不反射光、 118 114 116 7 钫 镭 Ac-Lr 5 Uun Uuu Uub 杜 钅 喜 钅 卢 钅 麦 钅 钅 波锡 黑 钅 氙 碲 碘 铟 锑 也不容易变形。斜线附近的元素如 B、Si、Ge、As、Sb、Se、 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 镧系 Te和 Po铈 等为准金属,它们既有金属的性质又有非金属的性 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 镧 6 90 91 铋96Cm 钋 89 Ac 94 Pu 95Am 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 砹 氡 Pa 92铊 Fm 101 Md 102No 103 Lr Th U 93Np 铅 质。 锕系 锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹 如果不算准金属,则非金属只有 17种所以在金属与非金 118 114 116 7 金属 属之间没有截然的界线。
4-
H O H O P O O H O P O O O
3-
H O O S O O H O S O O O
2-
H O O Cl O O O S O O O
水溶液酸碱性和无氧酸的强度
无氧酸的强度取决于下列平衡: HA+H2OH3O++A+常用Ka或pKa的大小来 衡量其酸碱性。可以用rG=-2.303RTlgKa来 计算出Ka的值,也可以用热力学循环推算,请 同学们自己看书。 分子型氢化物中在水溶液中的pKa值(298K)
酸 性 增 强 ↓ CH4~58 NH3 39 H2O 16
式。
非金属单质的化学反应
活泼的非金属(F2 、Cl2 、Br2 、O2 、P、S)与 金属元素形成卤化物、氧化物、硫化物、氢化物或含 氧酸盐等,非金属元素彼此之间也能形成卤化物、氧 化物、无氧酸、含氧酸等。大部分非金属单质不与水 反应,卤素仅部分地与水反应,碳在赤热条件下才与 水蒸气反应。非金属一般不与非氧化性稀酸反应,硼、 碳、磷、硫、碘、砷等被浓HNO3 、浓H2SO4 及王水 氧化,硅在含氧酸中被钝化,只能在有氧化剂存在的 条件下与氢氟酸反应。 出碳、氮、氧外,非金属单质可和碱溶液反应,对 于有变价的非金属元素主要发生歧化反应: Cl2 + 2NaOH ===NaClO + NaCl + H2O 3I2 + 6NaOH ===5NaI + NaIO3 + 3H2O 4P + 3NaOH + 3H2O ===3NaH2PO2 + PH3
含氧酸及其酸根的结构
第2周期的成酸元素没有d轨道,中心原子用 sp2杂化轨道分别与3个氧原子形成健。这些 键被由中心原子R的一个空2p轨道和氧原子形 成的离域键。RO3n-离子都是46大键,为平 面三角形(NO3-、CO32-)。
H O H O B O B O O O H
O H
3-
O
O
C
阳离子电荷 Z 阳离子半经 r
(r - - - nm)
最高氧化态氢氧化物的酸碱性 阳离子电荷 Z (r - - - nm) 阳离子半经 r
R(OH)n中R半径小电荷高,对氧原子的吸引力强 R-O键能大,则R(OH)n主要是酸式解离,显酸性。反 之亦然。如: S6+:Z=+6 r=0.030nm =200 当1/2>10时R(OH)n显酸性 Al3+:Z=+3 r=0.051nm =59 当10>1/2>7时R(OH)n显两性 Na+:Z=1 r=0.097nm =10 当1/2<7时R(OH)n显碱性
0 -50
-100 -150 -200
-180 -200
Ö Ü
Æ Ú £ ¨´ Ó µ Ú ¶ þ Ö Ü Æ Ú Ö Á µ Ú Á ù Ö Ü Æ Ú £ ©
AH4
AH3
H2A
HA
AH4
AH3
H2A
HA
热稳定性
分子型氢化物的热稳定性,在同一周期中, 从左到右逐渐增强:在同一族中,自上而下逐
渐减小。这个变化规律与非金属元素电负性的
HI
0.38
CH4
0
由以上偶极矩数据可知氢化物的极性的强弱。
分子型氢化物
主族元素氢化物熔点对比
0 -20 -40
÷× Ö å Ô ª Ë Ø Ç â » ¯ Î ï · Ð µ ã ¶ Ô ± È
150 100 50
È Ï ¶ ã Ê / É ã Ð µ ·
熔点/摄氏度
-60 -80 -100 -120 -140 -160
第18章 非金属元素小结
18-1 非金属单质的结构和性质 18-2 分子型氢化物 18-3 含氧酸 18-4 非金属含氧酸盐的某些性质 18-5 P区元素的次级周期性 习题

18-1 非金属单质的结构和性质
18-1-1 非金属单质的结构和物理性质 18-1-2 非金属单质的化学反应
18-4-1 溶解性 18-4-2 水解性 18-4-3 热稳定性 18-4-4 含氧酸及其盐的氧化还原性

18-5 p区元素的次级周期性
18-5-1 第二周期p区元素的特殊性 18-5-2 第四周期p区元素的不规则性

非金属单质的结构和物理性质
准金属 非金属 IA IA 非金属占 22种(金属约为90种,非金属 种)。无机物 2 22 He 1 H 1 H 2 He 1 氢 IIA IIIA 氦 大都同非金属有关,如酸和盐。无机酸分为无氧酸和含 IVA VA VIA VIIA 氦 IIIA IVA VA VIA VIIA 1 氢 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 3 Li 4 Be 5 7 8 氧酸。即一些非金属元素的氢化物及非金属氧化物的水 6 9 B Ne 氮 氧 氟 氖 C N O F硼 10碳 2 锂 铍
13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar 合物。 2 硼 碳 氧 氟 氮 氖 3 钠 镁 IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 铝 硅 磷 硫 氯 氩 14 15 28 16 17 Cl 18 13 S 30 19 K 20 Ca 21 在周期表的右侧,斜线将所有化学元素分为金属和非 25 Mn 26Si Sc 22 Ti 23 V 24 CrAl Zn 31 Ga 32Ar Fe 27 Co P Ni 29 Cu Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr 4 钾 钙 钛 钒Si、 钪(有 铬 锰 铁 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪 钴 金属 B、 As 、 Se、 Te镍 五种准金属 )两个部分。将元 3 铝 硅 磷 硫 氯 氩 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 31 Ga 32 Ge 33 As 35 Br 36 Kr 素分为这两大类的主要根据是元素的单质的性质。 Se 镉 5 铷 锶 银 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 34 铟 锡 锑 碲 碘 氙 11 Na 12 Mg
SiH4~35 GeH4 25
(SnH4)~20
PH3 27 AsH3~19
SbH3~15 酸性增强→
H2S
H2Te
7
3
HF 3 HCl –7
H2Se4
HBr–9
HI-10
最高氧化态氢氧化物的酸碱性
非金属元素氧化物的水合物为含有一个或多个 OH基 第 2周 期 的 元 素 第 3周 期 的 元 素 团的氢氧化物。作为这类化合物的中心原子 R,它周围 +5 3 +4 + +5 +6 +7 + 4 +n N C Si P S Cl B 非 能结合多少个 金属元素R OH,取决于R+n的电荷数及半径大小。
在化合物R(OH)n中,可以有两种离解方式: R(OH)n→R(OH)n-1+OH- 碱式离解 R(OH)n→RO(OH)n-1+H+ 酸式离解 R(OH)n按碱式还是按酸式离解,主要是看 R-O键和O-H键的相对强弱,若R-O键弱,就 进行碱式电离,若O-H键弱时就进行酸式离解。 R-O与O-H键的相对强弱又决定于“离子 势”——阳离子的极化能力。由卡特雷奇 (Cart-ledge,G.H)提出的。离子势的表示式:
O
H O
N O -
H
2-
O C O O
O N O O
含氧酸及其酸根的结构
第3周期的成酸元素原子的价电子空间分布 为四面体。形成的RO4n-为正四面体。在SiO44中,Si原子以sp3杂化轨道与4个氧原子形成4个 键。氧原子上的孤电子对与R形成d-p键。
H O H O Si O H O H O Si O O O
+7周围保留的异电 不了这许多 OH ,势必脱水,直到 Cl H CO HNO H SiO 不 脱 水 脱水后的氢氧化物 2 3 3 2 3 H3PO4 H2SO4 HClO4 +7的氧化态又能满足 荷离子或基团数目,既能满足Cl或不脱水 它的配位数。处于同一周期的元素,其配位数大致相 同。
最高氧化态氢氧化物的酸碱性

18-2 分子型氢化物
18-2-1 热稳定性 18-2-2 还原性 18-2-3 水溶液酸碱性和无氧酸的强度

18-3 含氧酸
18-3-1 最高氧化态氢氧化物的酸碱性 18-3-2 含氧酸及其酸根(含氧酸阴离子) 的结构 18-3-3 含氧酸的强度

18-4 非金属含氧酸的某些性质
Cs
56 Ba 57 71 72 Hf 73 Ta 74 W
4
非金属单质的结构和物理性质
自学要求:
1、了解非金属单质中的共价键数为8-N(H2为2-N)。
2、第2周期中的O、N为什么易形成多重键?第3、4
周期的S、Se、P、As等则易形成单键?
3、非金属单质按其结构和性质大致可分为哪三类?
4、掌握单质Cl2、S、P、Si和B与NaOH反应的方程
变化规律是一致的。在同一族中,分子型氢化
物的热稳定性还与键能自上而下越来越弱有关。
还原性
还原 性增 强↓
CH4
NH3
H2O
HF
SiH4 GeH4
(SnH4)
PH3 AsH3
SbH3 ←还原性增强
H2S H2Se
H2Te
HCl HBr
HI
这与稳定性的增减规律相反,稳定性大的,还原 性小。 在周期表中,从右向左,自上而下,元素半径 增大,电负性减小,失电子的能力依上述方向递增, 所以氢化物的还原性也按此方向增强。 这些氢化物能与氧、卤素、氧化态高的金属离 子以及一些含氧酸盐等氧化剂作用。例如: Cl2+2HI=I2+2HCl
相关文档
最新文档