無機化學課件13p區(qū)元素一

1、第十三章第十三章 p區(qū)元素區(qū)元素( (一一) ) 13.3 碳族元素碳族元素 13.2 硼族元素硼族元素 13.1 p區(qū)元素概述區(qū)元素概述 13.1 p區(qū)元素概述區(qū)元素概述 第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p軌道) p區(qū)元素性質的特征區(qū)元素性質的特征各族元素性質由上到下呈現二次周期性第四周期元素表現出異樣性(d區(qū)插入)最后三個元素性質緩慢地遞變價電子構型：ns2np1-5 例如：氯的氧化值有 +1，+3，+5，+7，-1，0等。惰性電子對效應：同族元素從上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物變得更穩(wěn)定。 多種氧化值電負性大，形成共價化合物 13.2 硼族元素硼族元素13.2.4 鋁的化合

2、物鋁的化合物13.2.3 硼的化合物硼的化合物13.2.2 硼族元素的單質硼族元素的單質13.2.1 硼族元素概述硼族元素概述13.2.1 硼族元素概述硼族元素概述硼族(a)：b，al，ga，in，tl價電子構型：ns2np1缺電子元素：價電子數價層軌道數缺電子化合物：成鍵電子對數價層軌道數例如：bf3，h3bo3。 注意： hbf4不是缺電子化合物。clclalclclclclal缺電子化合物特點：b. 易形成雙聚物al2cl6hf bf3a. 易形成配位化合物hbf413.2.3 硼的化合物硼的化合物1.硼的氫化物硼烷分類：bnhn+4和 bnhn+6 例： b2h6 b4h10 乙硼烷

3、丁硼烷 有ch4，但無bh3 最簡單的硼烷：b2h6 其結構并非如右圖所示：hhbbhhhh 硼烷的結構 b：利用sp3雜化軌道，與氫形成三中心兩電子鍵。（氫橋）記作：hhbbhhhh 要點：b的雜化方式，三中心兩電子鍵、氫橋。多中心鍵多中心鍵 三中心二電子鍵三中心二電子鍵(3c-2e)簡稱三中心鍵簡稱三中心鍵,是多中心是多中心鍵的一種形式鍵的一種形式定義：是指定義：是指3個或個或3個以上原子之間所個以上原子之間所 形成的共形成的共價鍵價鍵b 缺電子原子缺電子原子h等電子原子等電子原子形成二個三中心二電子鍵形成二個三中心二電子鍵強度：為一般共價鍵強度的一半強度：為一般共價鍵強度的一半形成：缺電

4、子原子形成：缺電子原子 等電子原子等電子原子硼烷的性質比烷烴活潑硼烷的性質比烷烴活潑 硼烷的性質 自燃高能燃料，劇毒 水解含硼化合物燃燒 火焰呈現綠色o(g)3h(s)ob(g)3o(g)hb232262(g)h6(s)bo2ho(l)3h(g)hb233262水下火箭燃料 mol-509.3kj-1rhmrhm-1mol-2034kj 加合反應cob2hcohb362 被氯氯化6hcl(l)2bcl(g)6cl(g)hb3262-1mol-1376kjrhm4622nabhhb2nah4622libhhb2lihbh)(nhbh2nhhb4232362ohboohh 硼酸 h3bo3結構：b

5、：sp2雜化2.硼的含氧化合物分子間通過氫鍵形成接近六角形的對稱層狀結構，層與層之間借助微弱的范德華力聯在一起因此硼酸晶體為鱗片狀此結構使硼酸具有解理性此結構使硼酸具有解理性可用作潤滑劑可用作潤滑劑性質： 一元弱酸 (固體酸) ohboh233hb(oh)-4k=5.810-10水溶液顯酸性, 是由于硼原子是缺電子原子,價層有空軌道，能接受水解離出的oh-孤電子對，以配位鍵形式形成b(oh)4-3.硼的鹵化物 bx3結構： b：sp2雜化 bx3性質：bxxx水解：i)br,cl,(x 3hxboho3hbx332333bfhfhfbf3hbfboho3h4bf43323氧化鋁：al2o3 -

6、 al2o3 ：剛玉硬度大，不溶于水、酸、堿。 - al2o3 ：活性氧化鋁，可溶于酸、堿，可作為催化劑載體。13.2.4 鋁的化合物鋁的化合物1.氧化鋁和氫氧化鋁紅寶石(cr3+) 藍寶石(fe3+,cr3+) 黃玉/黃晶(fe3+) 有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質而呈現鮮明顏色。在堿性溶液中存在al(oh)4-或al(oh)63- 簡便書寫為332aloalo 或 氫氧化鋁：al(oh)3兩性： al(oh)3+ 3h+ al3+ + 3h2oal(oh)3+ oh- al(oh)4-難溶于水經光譜實驗證實：經光譜實驗證實： 溶液中不存在溶液中不存在alo2 或或alo33-2.鋁的鹵化物

7、離子晶體 分子晶體分子晶體：熔點低，易揮發(fā)，易溶于有機 溶劑，易形成雙聚物。水解激烈：hcl3al(oh)o3halcl323alf3 alcl3 albr3 ali3離子鍵 共價鍵無水alcl3只能用干法制取3.鋁的含氧酸鹽硫酸鋁： (1)易溶于水，水溶液由于al3+水解呈酸性342)(soals(g)3h(s)2al(oh)o6h2s2al232-23k=10-5.03(g)3co(s)2al(oh)oh3co32al232-233al(h2o)63+ al(oh)(h2o)52+ + h+(2)弱酸的鋁鹽在水中完全水解 13.3 碳族元素碳族元素13.3.5 錫、鉛的化合物錫、鉛的化合物

8、13.3.4 硅的化合物硅的化合物13.3.3 碳的化合物碳的化合物13.3.2 碳族元素的單質碳族元素的單質13.3.1 碳族元素概述碳族元素概述13.3.1 碳族元素概述碳族元素概述價電子構型：ns2np2碳族(iva)：c, si, ge, sn, pb 主要氧化值 0、+2、+4 從c pb +2 氧化態(tài)穩(wěn)定性增強 +4 氧化態(tài)穩(wěn)定性減弱 ns2 穩(wěn)定性惰性電子對效應 典型非金屬 準金屬 典型金屬碳單質的同素異形體：金剛石：原子晶體,硬度 最大,熔點最高。石墨：層狀晶體 ，質軟，有金屬光澤。碳原子簇：足球烯或富勒烯： c60， c70 等。13.3.2 碳族元素的單質碳族元素的單質金剛

9、石(sp3雜化)13.3.3 碳的化合物碳的化合物一個鍵兩個鍵:c o: 1.碳的氧化物(1) 一氧化碳(co):c o:43 ：o c o ：c：sp雜化(2) 二氧化碳 (co2)碳酸及其鹽的熱穩(wěn)定性： (2)h2co3mhco3堿土金屬鹽過渡金屬鹽銨鹽(3)同一族金屬的碳酸鹽穩(wěn)定性從上到下增加 beco3 mgco3 caco3 srco3 baco3分解t/ 100 540 900 1290 1360(4) 過渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性差 caco3 pbco3 znco3 feco3 分解t / 900 315 350 282價電子構型 8e_ (18+2)e_ 18e_ (9-17)e_離

10、子極化觀點：cooo2-m2+mco3 mo + co2 r(m2+) 愈小，m2+ 極化力愈大，mco3 愈不穩(wěn)定； m2+ 為18e_，(18+2)e_ ，(9-17)e_ 構型相對于 8e_構型的極化力大， 其 mco3 相對不穩(wěn)定。碳酸鹽的溶解度： 易溶鹽：na2co3 nahco3 k2co3 khco3100溶解度 45 16 156 60(g/100g h2o)cooocooohocoohh- 其它金屬(含li)碳酸鹽難溶于水，且酸式鹽溶解度大于正鹽。氫鍵存在，形成二聚物或多聚物cooohooc2-ho可溶性碳酸鹽與金屬離子作用的產物類型：可溶性碳酸鹽可作沉淀劑可溶性碳酸鹽可作沉

11、淀劑, ,分離某些離子分離某些離子碳酸鹽碳酸鹽堿式碳酸鹽堿式碳酸鹽氫氧化物氫氧化物生成物生成物反應物反應物金屬氫氧化物金屬氫氧化物對應碳酸鹽對應碳酸鹽金屬氫氧化物金屬氫氧化物 對應碳酸鹽對應碳酸鹽2fe2fe3+3+ 3co+ 3co3 3 +3h+3h2 2o2fe(oh)o2fe(oh)3 3 +3co+3co2 22al2al3+3+ 3co+ 3co3 3 +3h+3h2 2o2al(oh)o2al(oh)3 3 +3co+3co2 22-2-如如2cu2cu2+2+ + 2co2co3 3 +h+h2 2ocuocu2 2(ohoh)2 2coco3 3 + + coco2 22mg

12、2mg2+2+ + 2co2co3 3 +h+h2 2omgomg2 2(ohoh)2 2coco3 3 + + coco2 2baba2+2+ co+ co3 3 baco baco3 3 2ag2ag+ + co+ co3 3 ag ag2 2coco3 3如如2-2-si采用sp3雜化軌道與氧形成硅氧四面體硅氧四面體二氧化硅 結構：13.3.4 硅的化合物硅的化合物1.硅的氧化物2.硅酸及其鹽 h4sio4 原硅酸硅酸 h2sio3 偏硅酸 xsio2yh2o 多硅酸性質：12210132106 . 1107 . 1 sioh，溶解度小，是二元弱酸kk變色硅膠 無水cocl2 cocl2

13、6 h2o4.硅的鹵化物 six4 sif4 sicl4 sibr4 sii4聚集態(tài) g l l s（氟硅酸）4hclsioho3hsicl3224水解：熔沸點 低 高 分子量 小 大sifh 2hfsif6244hfsioh o3hsif322413.3.5 錫、鉛的化合物錫、鉛的化合物1.錫、鉛的氧化物和氫氧化物hno3或hach+放置h+-26sn(oh)32)(s,snoh-白4sn過量oh-適量oh-3pb(oh)2)(s,pb(oh) 白2pb適量oh-過量oh-24sn(oh) 2)(s,sn(oh)白2sn過量oh-適量oh-濃hno3 )(s,snoh- sn 32不溶于酸或

14、堿白oh4nosnoh)(4hnosn22323濃-sn(ii)的還原性-26-2432432-26-222-2622-223sn(oh)2bi(s,3sn(oh)2bi(oh)2fesnfe2snsncl)2hg(l,4clclhgsnsncl)(s,clhg4cl2hgclsn黑黑白sn2+,hg2+的相互鑒定鑒定bi3+的反應sn0.136sn 0.154 sn/v24aesn0.91sn(oh)0.93sn(oh)/v24-26bepb(iv)的氧化性pb0.58pbo0.25pbo /vpb0.126pb1.45pbo /v2b22aeeohnaclpbonaclopb(oh)222

15、22-422o2h5pb2mno4h2mn5pbo2222o2hclpbcl)4hcl(pbo濃小結：氧化性減弱，酸性增強堿性增強，還原性減弱堿性增強酸性增強sn(oh)4pb(oh)4pbo2sn(oh)2pb(oh)22.錫、鉛的鹽水解：(g)co2鉛白3.92210 h sn(oh) ohsnk7.12210 h pb(oh) ohpbkhcl),sn(oh)cl(sohsncl22白4hclsn(oh)h-o6hsncl6224)(scopb(oh)oh2co2pb322-232 少數可溶：pb(no3)2, pb(ac)2(弱電解質，有甜味，俗稱鉛糖)，鉛的可溶性化合物都有毒。 多數

16、難溶：溶于熱水，也溶于鹽酸2pbcl，3422pbcopbsopbipbcl等。4pbcro溶解性：溶液中。溶于濃 ki pbi2。溶于濃硫酸，生成244)pb(hsopbsopbclhhcl2pbcl422 pbcro4溶于過量的堿，此點與黃色bacro4有別。pb2+的鑒定：黃色4242)s,(pbcrocropb pb2+ pb(oh) 3- pbcl2(白) pbso4(白) pbi2(黃) pbcro4 (黃) pbcl42- pb(hso4)2 pbi42- pb2+cr2o72-濃hcl濃h2so4i-hno3oh-小結如下： 3.錫、鉛的硫化物sns(棕) sns2(黃) pbs(黑)