P区元素

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P区元素

一、卤素单质(氟、氯、溴、碘、砹)

⒈卤素单质的物理性质

⒉卤素单质的化学性质

卤素是很活泼的非金属元素。卤素单质具有很强的氧化性,能与大多数元素直接化合。

例如:位于前面的卤素单质可以氧化后面卤素的阴离子。

Cl2 + 2Br-→ 2Cl- + Br2

★卤素与水反应分为两类:

氧化反应:2X2 + 2H2O → 4X- + 4H+ + O2

激烈程度:F2>Cl2>Br2,碘不发生此类反应。

歧化反应:

可见,反应进行的程度Cl2>Br2>I2,氟只发生第一类反应。通常所用的氯水、溴水、碘水主要成分是单质。

★卤素在碱性条件下发生两类歧化反应:X2 + 2OH-→ X-+ XO-+ H2O

3X2 + 6OH-→ 5X-+ XO3-+ 3H2O

二、卤素的氢化物概述

卤素的氢化物称为卤化氢,即氟化氢HF、氯化氢HCl、溴化氢HBr、碘化氢HI等。常温下卤化氢都是无色、有刺激性气味的气体。卤化氢易溶于水,其水溶液叫氢卤酸。除氟化氢外,其它氢化物均为强酸。

可直接用水和卤素与磷混合物反应制备卤化氢。

2P + 3Br2 + 6H2O → 2H3PO3 + 6HBr

2P + 3I2 + 6H2O → 2H3PO3 + 6HI

三、卤化物和多卤化物

⒈卤化物

卤素和电负性比它小的元素生成的化合物叫卤化物。卤化物可以分为金属卤化物和非金属卤化物,根据卤化物的键型,又可以分为离子型卤化物和共价型卤化物。

⑴金属卤化物

所有金属都能形成卤化物。碱金属、碱土金属以及镧系、锕系元素的卤化物大多数属于离子型或接近离子型,例如:NaX,BaCl2,LaCl3等。当阴阳离子极化作用比较明显时,表现出一定的共价性,如:AgCl等。有些高氧化值的金属卤化物则为共价型卤化物,如,

AlCl3,SnCl4,FeCl3,TiCl4等。

在金属卤化物中,对应氢氧化物不是强碱的都易水解,产物为氢氧化物或碱式盐。需特殊记忆的有:

SnCl2 + H2O → Sn(OH)Cl + HCl

SbCl3 + H2O → SnOCl + 2HCl

BiCl3 + H2O → BiOCl + 2HCl

⑵非金属卤化物

非金属硼、碳、硅、氮、磷等都能与卤素形成各种相应的卤化物。这些卤化物都是共价型的。非金属卤化物水解产物一般为两种酸,例如:BX3,SiX4,PCl3等。

⒉多卤化物

有些金属卤化物能与卤素单质或卤素互化物发生加合作用,生成的化合物称为多卤化物。例如:KI3,KICl2,KI2Cl,KIBrCl等。

含有3个卤原子的多卤化物阴离子的空间构型几乎都是直线型的。如卤原子不同时,则半径较大的卤原子位于中间,而半径较小的卤原子位于两侧。

I2在含有I-的溶液中溶解度比在纯水中溶解度大得多,与生成多卤化物有关,即发生如下加合反应:

KI + I2→ KI3

四、卤素的含氧化合物

⒈卤素的含氧化合物概述

卤素的含氧化合物有氧化物、氢氧化物(含氧酸)、含氧酸盐,其稳定性依次增强。

⒉各类卤素含氧酸根的结构

对于任何类型的卤素含氧酸根,,价层电子对的空间构型为四面体构型,即卤原子X都采用sp3杂化,卤原子用sp3杂化轨道与氧原子O成键。

卤原子氧化值+1 +3 +5 +7

名称次卤酸根亚卤酸根卤酸根高卤酸根

离子空间构型直线型V字型三角锥四面体

空间构型

模型

电子结构式

3、氯的各种含氧酸及其盐的性质的一般规律

五、稀有气体的性质和用途

物理性质:通常状况下是无色无味的气体,难溶于水.密度比空气密度略少.

化学性质:氮气的化学性质不活泼,常温下难与其他物质发生化学反应.在当改变条件时,如在调温下可与其他物质发生化学反应.

用途:氖、氦等常用于霓虹灯、航标灯等照明设备。氪和氙也用于制造特种照明光源,如“人造小太阳”。由于稀有气体的化学性质不活泼,故可作为某些金属的焊接、冶炼和热处理或制备还原性极强物质的“保护气”。氡的放射性也可用于医疗中。

六、p区元素的氢化物

七、p区元素的氧化物及其水合物

1.氧化物

p区元素大多数都能与氧直接或间接地形成氧化物。稀有气体中只有氙能间接地与氧形成氧化物。同族元素同一氧化值的氧化物的酸碱性变化规律自上而下酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强。

⒉氧化物水合物的酸碱性

同一周期p区元素最高氧化值氧化物的水合物从左到右碱性减弱,酸性增强。例如:

同族元素相同氧化值氧化物的水和物的酸碱性自上而下酸性减弱,碱性增强。

⒊p区元素化合物的氧化还原性

对于同一元素不同氧化值的化合物来说,最高氧化值的化合物只可能有氧化性,且同一周期的最高氧化值化合物的氧化性从左到右依次增强。例如:

/S /Cl2

/V -1.68

对于氯、溴、碘等非金属性较强的元素的不同氧化值的含氧酸来说,通常不稳定的酸氧化性/Cl-/Cl-HClO

/V 1.38

⒋p区元素含氧酸的热稳定性

一般地说,含氧酸的热稳定性差,则相应的盐的热稳定性也较差。但是,含氧酸盐比相应的含氧酸要稳定些。

同一种含氧酸形成的盐,一般来说,金属越活泼,相应的含氧酸盐也越稳定。例如:

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