《元素及其化合物》PPT课件

O3 2H 2eO3 H2O 2e-
O2 H2O EA = 2.075V O2 2OH- EB = 1.247V
O3 2I - 2H I2 O2 H 2O
结构：
3.过氧化氢（H2O2）
97pm
94o
H
97 o
149pm
O
O
97 o
H
性质：
弱酸性
H2O2
HO-2 H
H2O2 Ba(OH)2
常温下,卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。
HF HCl HBr HI
μ/(10-30c·m) 6.37 3.57 2.76 1.40 分子极性
m.p./℃ *-83.57 -114.18 -86.87 -50.80熔点
b.p./℃ * 19.52 -85.05 -66.71 -35.1 沸点
主
2NO2- 2I - 4H NO2- Fe2 2H
2NO I2 2H2O NO Fe3 H2O
5NO2- 2MnO4- 6H
5NO3- 2Mn2 3H2O
③ 金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差
AgNO2<NaNO2
硝酸 (HNO3)
物理性质 ： 纯硝酸：无色液体，密度为1.53g·cm-3 浓硝酸：含HNO3 69%，密度 1.4g·cm-3
P4O10 6H 2O 4H 3PO 4 P4O10 6H 2SO 4 6SO 3 4H 3PO 4 P4O10 12HNO 3 6N 2O5 4H 3PO 4
3.磷的含氧酸及其盐
•次磷酸( H3PO2)及其盐
结构：
O
P
H
H
HO
性质：一元中强酸 Ka =1.0×10-2
•亚磷酸 (H3PO3)及其盐 结构： O
800C 4NO(g)
铂丝网
6H
2O
3Cu 8HNO 3 (稀) 3Cu(NO 3 )2 2NO 4H 2O
•二氧化氮(NO2)
结构：
：
N：价电子2s22p3
Π
sp2杂化后
Π3
3
性质：
① 有毒，有特殊臭味的红棕色气体
② 2NO2 （红棕色） 冷却 N2 O4（无色） 140 C
③ 溶于水 ④ 用碱吸收
氮族元素
氮族元素概述 氮族元素的单质 氮的化合物 磷的化合物
氮族元素概述:
氮族(VA)：N，P，As，Sb， Bi 价电子构型：ns2np3
氧化值
最大配 位数 M2O3 MH3
NP
+5 +5 | +3 -3 -3
As Sb Bi
+5 +5 (+5) +3 +3 +3 -3 (-3)
46
6 66
酸性 酸性 两性 两性 碱性 NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
不稳定性
K 1 = 2.0×10-12，K 2 10-25
BaO2 2H2O
2H O 22
△ H 2H O O
2
2
= -196kJ
rm
mol -1
氧化还原性
酸性条件：
H2O2 2Fe 2 2H 2Fe 3 2H 2O 4H 2O2 PbS(s, 黑) PbSO 4 (s,白) 4H 2O
稳定性 < 94.5℃ > 94.5℃
弹性硫
190℃的熔融硫 用冷水速冷
S(斜方) 94.5oC S(单斜) 190C 弹性硫
2.硫化氢和硫化物
硫化氢
结构：H2S结构与H2O相似 性质：H2S是无色，有腐蛋味，剧毒气体。 稍溶于水。水溶液呈酸性，为二元弱酸。
最重要的性质是它的还原性：
•与空气(O2)反应
稳定性 稳定
相对不稳定
4.磷的卤化物
PX3
结构：
三角锥
杂化类型：不等性sp3
PCl3 分 子 晶 体
PX5 三角双锥
sp3d
PCl5
离 子 晶 体
PCl5离子晶体: PCl5固体中含有[PCl4]+和[PCl6]-离子
[PCl4]+：P：sp3杂化 Cl
四面体
P
Cl
Cl Cl
[PCl6]-：P：sp3d2杂化 八面体
铜 与 浓 硝 酸 反 应
磷的化合物
1.磷的氢化物 (膦 PH3) 结构：与NH3相似 制备：PH 4I KOH PH 3 H 2O KI
Mg
3
N
2
6H2O
2NH3
3Mg(OH)2
Mg3P2 6H2O 2PH3 3Mg(OH)2
P4 3KOH 3H 2O
PH 3 2KH2PO 2
O
O
O
O
H2S2O7为无色晶体，吸水性、
腐蚀性比H2SO4更强。
O
S
焦硫酸盐可作为溶剂
OH
O
SO OH
- Al 2O3 3K2S2O7 Al 2 (SO4 )3 3K2SO4
TiO2 K 2S2O7 TiOSO4 K 2SO4
过硫酸及其盐 过氧化氢：H-O-O-H
磺 O O OH O O O O
碱性减弱，稳定性下降
氮族元素的单质
氮气是无色、无臭、无味的气体。沸 点为 -195.8°C。微溶于水。常温下化学性 质极不活泼，加热时与活泼金属Li，Ca， Mg等反应，生成离子型化合物。
磷的同素异形体:
黑磷高温高压白磷 隔绝空气400C红磷
P4化学性质 活泼，空气
中自燃，溶
于非极性溶 剂。
较稳定， 400℃以上 燃烧，不溶 于有机溶剂。
Cl
Cl
Cl
P
Cl
Cl
Cl
氧族元素:
氧族元素概述 氧及其化合物 硫及其化合物
氧族元素概述:
氧族 (VIA) 元素 存在 价层电 子构型
电负性
O
S
非金属 单质或矿物
2s22p4 3s23p4
3.44 2.58
Se
Te
Po来自百度文库
准金属
放射性金属
共生于重金属硫化物中
4s24p4 5s25p4
6s26p4
2.55
连二亚硫酸：(H2S2O4)
O
O
O
SS
亚硫酸： S OH
HO
OH
HO
二元中强酸： 遇水分解：
Ka1 = 4.5×10-1 Ka2 = 3.5×10-3
2H 2S2O4 H 2O H 2S2O3 2H 2SO 3
H 2S2O3 S H 2SO 3
卤族元素
卤素概述 卤素单质 卤素的氢化物 卤化物 多卤化物 卤素的含氧化合物
2H2S 3O2 完全 2H2O 2SO2 2H2S O2 不完全 2H2O S
3.多硫化物 2S2X-
Na 2Sx , (NH4 )2 Sx x = 2 ~ 6
制备： Na 2S (n -1)S Na 2Sx
现象：黄→橙红→红
x↑
性质： 遇酸不稳定
氧化性 S2x- 2H [H 2Sx ] H2S(g) (x -1)S
氧化数
-328 -349 -325 -295 -1 -1， 1， 3， 5， 7
卤素单质
1.卤素单质的物理性质：
F2
Cl2
聚集状态 g
g
分子间力 小
b.p./℃ -188
-34
m.p. /℃ -220 -102
Br2
I2
l
s
大
59 185
-7 114
颜色
浅黄 黄绿 红棕 紫
卤素的氢化物
1.卤化氢性质
白磷 红磷
磷的燃烧
氮的化合物
1.氮的氢化物
•氨 (NH3) 结构： N：sp3杂化，三角锥形
2.氮的氧化物
•一氧化氮(NO) 性质：
无色气体，水中溶解度较小。 2NO O2 2NO2 2NO Cl2 2NOCl(氯化亚硝酰)
Fe2 NO [Fe(NO)]2
制备：
4NH
3 (g)
5O 2 (g)
卤素概述
卤族元素的基本性质：
卤素(VII)
F
Cl Br
价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5
共价半径/pm 64
99 114
I 5s25p5
133
电负性
3.98 3.16 2 . 9 6 2.66
第一电离能 /kJ·mol-1
1681 1 2 5 1 1140
1008
电子亲和能 /kJ·mol-1
硝酸挥发而产生白烟——发烟硝 酸，溶有过量NO2的浓硝酸产生红 烟，且硝酸常带黄色或红棕色。
大部分金属可溶于硝酸，硝酸被还原的程度 与金属的活泼性和硝酸的浓度有关。
Cu 4HNO3 (浓) 3Cu 8HNO3 (稀)
Cu(NO3 )2 2NO2 2H2O 3Cu(NO3 )2 2NO 4H2O
酸
S
S
S
基 O OH
O OH HO O
过一硫酸
过二硫酸
过二硫酸盐： K 2S2O8 (NH 4 )2 S2O8
强氧化剂：
E
(S2O82-
/SO
24
)
=
1.939V
2Mn 2 5S 2O8 2 - 8H 2O Ag
2MnO4 -
10SO
24
16H
稳定性差：2K 2S2O8 2K 2SO 4 2SO 3 O2
Ka2 = 6.210-8
特性：脱水缩合后形成 焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸。
磷酸盐
磷酸盐
正盐
酸式盐
M3IPO4 M2IHPO4
MIH2PO4
溶解性
大多数难溶 (除 K+, Na+, NH4)
大多数易溶
水溶液 Na3PO4 Na2HPO4
NaH2PO4
酸碱性
PH>7 水解为主
PH>7 水解>解离
PH<7 水解<解离
还原性
SnS
S
22
SnS
23
3FeS2 8O 2 Fe 3O4 6SO 2
4.二氧化硫、亚硫酸及其盐
Π4 3
SO2是极性分子 SO2的性质：
气体、无色，有强烈刺激性气味，易 溶于水，溶于水后形成亚硫酸。
5.三氧化硫、硫酸及其盐 SO3的结构： S： 3s23p4
Π6 4
H2SO4的结构： H2SO4分子间通过氢键相连，
次磷酸钾
性质：无色气体，似大蒜臭味，剧毒
强还原性 PH 3 2O 2 H3PO 4
2.磷的氧化物
O2(足)
P4 O2 (不足) P4O6 O2 P4O10
P4O6和P4O10的性质：
P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。 P4O10白色雪花状晶体，强吸水性。
P4O6 6H 2O(冷) 4H 3PO3
P
HO
H
HO
性质：二元中强酸 强还原性：
K 1 = 6.3×10-2
K 2 = 2.0×10-7
H PO 2Ag H O
33
2
H PO 2Ag 2H 34
受热歧化 4H 3PO 3 Δ3H 3PO 4 PH 3
•磷酸 H3PO4 O
结构：
P
HO OH
OH
性质：三元中强酸
Ka1 = 6.7 10-3 Ka3 = 4.510-13
2.10
2.0
氧化值 -2, (-1) ±2,4,6 ±2,4,6
晶体
分子 晶体
分子 晶体
红硒 (分子晶体)
灰硒 (链状晶体)
2,4,6
链状 晶体
2,6
金属 晶体
氧及其化合物
1.氧（ O2）
分子轨道电子排布式：
(σ1s
)2
(σ
* 1s
)
2
(σ
2s
)2
(σ
*
2s
)
2
(σ
2
p
)2
(π
2
p
)4
(π
*
2
p
5H 2O2
2MnO
4
6H
2Mn
2
5O 2
8H 2O
碱性条件：
3H 2O2
2Cr(OH)
4
2OH
-
2CrO
24
8H 2O
可见：H2O2氧化性强，还原性弱； 是不造成二次污染的杀菌剂。
硫及其化合物
1.单质硫
物理性质：
硫有几种同素异形体
斜方硫 单斜硫
密度/gcm-3 2.06
1.99
颜色
黄色 浅黄色
3NO2 H2O 2HNO3 NO
2NO 2 2NaOH NaNO 3 NaNO 2 H2O
3.氮的含氧酸及其盐
•亚硝酸（HNO2） 制备：
NaNO2 H2SO 4 冷 NaHSO 4 HNO2 NO NO2 H2O 冷冻2HNO2
性质：
① 不稳定
2HN 2 O
② 弱酸
HNO 2
22 3
22
还原性：
2S
2O
23
I2
S4O62-
2I -
O O 2S
O S I I O S 2-
S OO
O O 2S
OS
O S 2IS
OO
S2O32-
4Cl
2
5H
2O
2SO
24
8Cl
-
10H
焦硫酸及其盐
冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体
SO 3 H 2SO 4 H 2S2O 7
O
O
HO S OH H O S OH H 2S2O7 H2O
H2O (N蓝2O色3)
H NO _ 2
K=
a
6 . 0 × 10
_4
H2O NO NO2
•亚硝酸盐
制备：碱吸收法
NO2 NO NaOH 2NaNO2 H2O
性质：① 绝大部分无色, 易溶于水, (AgNO2
浅黄色不溶)极毒是致癌物。
② 氧化还原性 (EA (HNO2/NO)= 0.98V)
使其晶体呈现波纹形层状结构。
6.硫的其他含氧酸及其盐
硫代硫酸及其盐
硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。 硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O，海波，大苏打。
制备： Na 2SO 3 S Na 2S2O3 性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性；
遇酸分解：
S O 2- 2H
23
H S O S SO H O
)
2
酸性：(氧化性强)
O2 4H 4e-
碱性：
O O ••
••• •••
• •
2H2O E = 1.229V
O2 2H2O 4e- 4OH- E = 0.401V
结构：
2.臭氧(O3)：O2的同素异形体 中心O：sp2杂化形成
性质：
Π4 3
不稳定性
唯一极性单质
2O 3 3O 2 Δ r H m = -285 .4kJ • mol -1 •氧化性