2013大一上無(wú)機(jī)化學(xué)課件chap10-2p區(qū)元素

1、1第十章 p區(qū)元素10.1 p區(qū)元素概論10.2 鹵素元素10.3 氧族元素10.4 氮族元素10.5 碳族元素10.6 硼族元素2氮族毒性大、酸堿性硝酸鹽熱分解：NaNO3Pb(NO3)2AgNO3 亞硝酸鹽結(jié)構(gòu)：sp2雜化、極毒結(jié) 構(gòu)： sp3雜化，HNO3(34)NO3-(46)氧化性：CPSI2 +HNO3 AuPt+HNO3+HCl NO+HAuCl4 H2PtCl6 +H2O(1) NH4HCO3=NH3+CO2+H2O,(2) (NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4,(NH4)3PO4=3NH3+H3PO4(3) NH4NO2=N2+2H2O,NH4NO3=N2O+2H2O,

2、 (NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O加合：Ag+2NH3=Ag(NH3)2+還原：4NH3+3O2=2N2+6H2O,4NH3+5O2= 4NO+6H2O取代：Na+NH3(l)=NaNH2+1/2H2,NH3+3Cl2=NCl3+3HClPt,800C反應(yīng)耦合意義:2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C=6CaSiO3+P4+10CO結(jié) 構(gòu)： sp3雜化含氧酸：PO43-+12MnO42-+24H+3NH4+=(NH4)3PO4(Mo3O9)4+12H2OHNO3NH3 銨鹽熱分解鹽惰性電子對(duì)效應(yīng)Bi3+比Bi+穩(wěn)定磷砷氮3碳族等電子體CO強(qiáng)配位能力原因,CO2N2ON3-

3、NO2+p206碳酸鹽硅酸錫鉛溶解性：HCO3-易形成二聚（多聚）從而降低其鹽溶解度水解性：Ba2+Fe3+Cu2+ + CO32-熱穩(wěn)定性：M(II)CO3=M(II)O+CO2變色硅膠(CoCl26H2O)SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSn(OH)2Pb(OH)2+OH-=Sn(OH)3-Pb(OH)3-O PbO2+4HCl(濃)=PbCl2+Cl2+2H2O PbO2+2H2SO4(濃)=PbSO4+O2+2H2O Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+2H2OH SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2 SnCl2+H

4、g2Cl2=SnCl4+2HgSnS+S22-=SnS32-4硼族缺電子化合物硼烷硼酸硼酸鹽6NaH+8BF3=6NaBF4+B2H63NaBH4+4BF3=3NaBF4+2B2H6(極毒)（氫橋鍵）一元弱酸（缺電子化合物）H3BO3+H2O (HO)3BOH+H+硼砂Na2B4O710H2O Na2B4O7+CoO=Co(BO2)22NaBO2 B4O5(OH)42-+5H2O 2H3BO3+2B(OH)4-配合：F3B+NH3=F3BNH3雙聚：Al2X6(AlF3除外)(sp3)510.4 氮族元素1 氮族元素概論（1）氮族元素的通性VA 非金屬元素 N ,P 準(zhǔn)金屬元素 As 金屬元素

5、 Sb, Bi氮族元素價(jià)電子構(gòu)型為：ns2np3，形成的化合價(jià)主要為+3、+5價(jià)， +3價(jià)：從上到下，氧化數(shù)為+3的化合物穩(wěn)定性增加， +5價(jià)：從上到下，氧化數(shù)為+5的化合物穩(wěn)定性下降惰性電子對(duì)效應(yīng)對(duì)于Bi(6s26p3)來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)充滿(mǎn)電子4f和5d能級(jí)，而f和d電子的屏蔽效應(yīng)小，6s電子的鉆穿效應(yīng)大，所以6s能級(jí)顯著降低（穩(wěn)定），6s電子不易參加成鍵，導(dǎo)致Bi3+(6s2)化合物穩(wěn)定。6結(jié)構(gòu)：本族元素除N原子以外，其他原子的最外電子層都有空的軌道（如P:3s23p33d0,As:4s24p34d0），成鍵時(shí)，d軌道也可參加成鍵，所以，除N原子具有不超過(guò)4的配位數(shù)以外，其他原子的最高配位數(shù)為6

6、，如PCl6-中的雜化軌道為sp3d2。7氮族元素的一些基本性質(zhì)8（2）氮族元素的單質(zhì)氮?dú)庵饕ㄟ^(guò)空氣的液化和分餾得到，自然界中豆科植物根部的根瘤菌和某些藻類(lèi)植物，能將氮?dú)庠诔爻合赂咝实剞D(zhuǎn)化成氨，這一過(guò)程稱(chēng)為“固氮”，人工固氮是目前國(guó)內(nèi)外化學(xué)界研究的熱門(mén)課題，是高科技難題。9單質(zhì)磷533K/隔絕空氣高壓紅磷暗紅色粉末，無(wú)毒，有一定還原性黑磷性質(zhì)不活潑，能導(dǎo)電，具有石墨般的層狀結(jié)構(gòu)白磷(P4)無(wú)色透明的分子晶體正四面體結(jié)構(gòu)10砷、銻、鉍單質(zhì): 砷、銻、鉍單質(zhì)常溫下比較穩(wěn)定，不溶于稀酸，但溶于硝酸和熱的濃硫酸，高溫時(shí)，與硫酸及氧、硫等非金屬作用。 砷、銻、鉍單質(zhì)（包括磷）能與IIIA族的金屬

7、形成GaAs,GaSb,InAs,AlSb等具有半導(dǎo)體性能的材料。 純鉍能作為原子能反應(yīng)堆的冷卻劑。112 氮的重要化合物（1）氮的氫化物氨是氮最重要的化合物之一，幾乎所有含氮的化合物都是以氨為原料開(kāi)始制備的。 N2 +3H2 = 2NH3(高溫高壓催化劑)液體氨是一種良好的溶劑，存在微弱的質(zhì)子自轉(zhuǎn)遞過(guò)程 2NH3 NH4+ + NH2- K=10-30氨可以與許多金屬離子形成配合物： AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Cl-12NH4+的離子半徑為143pm，與K+的離子半徑133pm接近，故銨鹽和鉀鹽無(wú)論在顏色、晶形和溶解度等方面都類(lèi)似，常把銨鹽和堿金屬的鹽類(lèi)歸為一類(lèi)。聯(lián)

8、胺、羥胺和疊氮酸*聯(lián)胺（N2H4,肼），不穩(wěn)定，是強(qiáng)還原劑，與雙氧水反應(yīng)，不但放熱，而且反應(yīng)后產(chǎn)生氣體分子，使得體積急劇增大，所以可用來(lái)作為火箭的燃料： N2H4(l) + 2H2O2 = N2(g) +4 H2ONNHHHH13 肼的制備： 2NH3 + Cl2 = NH2Cl + NH4Cl 2NH3 + NH2Cl = N2H4 + NH4Cl 羥胺(NH2OH)，白色固體，不穩(wěn)定，288K以上即分解： 3NH2OH= NH3 + N2 +3H2ONH2OH中氮的氧化數(shù)為-1，以還原性為主，比如在堿性介質(zhì)中被碘氧化 2NH2OH + I2 + 2OH- = N2 + 2I- + 4H2O

9、14 疊氮酸（HN3 ）是無(wú)色有刺激性味道的液體，其蒸汽有劇毒，不穩(wěn)定，受熱或振蕩即爆炸分解： 2HN3 = H2 + 3N2NNNH101pm124pm113pm3411015疊氮酸是一元弱酸，與堿或金屬作用生成疊氮化物： HN3 + NaOH = NaN3 + H2O HN3 + Zn = Zn(N3)2 + H2活潑金屬的疊氮化物是離子型，加熱分解為金屬單質(zhì)和氨氣；重金屬如銀、銅、鉛、汞的疊氮化物是共價(jià)型，加熱分解時(shí)候劇烈反應(yīng)，會(huì)發(fā)生爆炸，如Pb(N3)2和Hg(N3)2等常作引爆劑。16（2）氮的氧化物* 氮可以形成多種氧化物：N2O，NO，N2O3，NO2（或N2O4），N2O5。

10、在氧化物中氮的氧化數(shù)可以從+1到+5。 NO因含有未成對(duì)電子而具有順磁性，但在低溫的固體或液體時(shí)是反磁性的，這是因?yàn)樾纬呻p聚體分子，電子全部配對(duì)，沒(méi)有未成對(duì)電子。NNOO(NO)2分子結(jié)構(gòu)17NO2制備： Cu + 4HNO3(濃) =Cu(NO3)2 + 2NO2 +2H2ONO2溶于水發(fā)生歧化反應(yīng)： 2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3NNO N2O, 234NO NO, 2318NNOOON2O3,56NOONOO NO2, 33NNOOOON2O4, 68NONOOOON2O519（3）氮的含氧酸及鹽亞硝酸及其鹽 亞硝酸制備： NO + NO2 + H2O = 2HNO2

11、Ba(NO2)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HNO2 亞硝酸不穩(wěn)定，只存在于冷的稀溶液中，一旦加熱或濃縮則發(fā)生反應(yīng)： 2HNO2 N2O3(蘭色)+H2O NO+NO2(棕色)+H2O 亞硝酸是弱酸，比醋酸略強(qiáng)。20堿金屬和堿土金屬的亞硝酸鹽，熱穩(wěn)定性較高。亞硝酸鹽制備： Pb(粉) + KNO3= KNO2 + PbO亞硝酸鹽一般易溶于水，只有AgNO2是淺黃色沉淀。亞硝酸根的氮和氧上都有孤對(duì)電子，能以?xún)煞N方式與金屬離子配合，即MNO2和MONO。NOO_NO2-的結(jié)構(gòu)，3421硝酸及其鹽 純硝酸是無(wú)色液體，沸點(diǎn)為83C，易揮發(fā)，能與水任意比互溶。是強(qiáng)酸。OOONHOOON120

12、 130 114 116 121pm140pm96pmHNO3, 34120 121pmNO3-, 46硝酸根中，除了3個(gè)N-O單鍵以外，整個(gè)分子中存在一個(gè)四中心六電子大鍵，所以硝酸根的穩(wěn)定性要比硝酸高。22 硝酸與金屬反應(yīng)復(fù)雜，分為三類(lèi)：和冷濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng)，如Al,Fe,Ni,V,Ti等；不與硝酸反應(yīng)的貴金屬，如Au,Pt,Ir等，但它們能溶于王水， Au + HNO3 +4HCl= HAuCl4+NO +2H2O 3Pt +4HNO3+18HCl =3H2PtCl6+4NO+8H2O 硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把許多非金屬的單質(zhì)氧化成相應(yīng)的氧化物和含氧酸： 3C + 4HNO3 = 3CO2

13、 + 4NO + 2H2O 3P +5HNO3 +2H2O =3H3PO4 + 5NO S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO I2 + 10HNO3 =6HIO3 + 10NO + 2H2O23硝酸與一般金屬反應(yīng)，硝酸被還原的程度，取決于硝酸的濃度和金屬的活潑性： 硝酸越稀，被還原的程度越大，生成NO， 而濃硝酸的還原產(chǎn)物多是NO2。 Cu + 4HNO3(濃)= Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO + 4H2O而金屬如果活潑，硝酸被還原的程度越大，如： 4Zn+10HNO3(稀)= 4Zn(NO3)2 + N2O

14、+ 5H2O24硝酸鹽多是無(wú)色、易溶于水的離子晶體， 在常溫下比較穩(wěn)定，也不具有氧化性。 高溫下分解：比鎂活潑的金屬的硝酸鹽(Mg以前) 2KNO3= 2KNO2 + O2 活潑性在鎂與銅之間的金屬的硝酸鹽(Mg-Cu) 2Zn(NO3)2=2ZnO + 4NO2 +O2 活潑性比銅更差的金屬硝酸鹽(Cu以后) 2AgNO3= 2Ag + 2NO2 + O2 253 磷的重要化合物（1）磷的氫化物和鹵化物*膦和聯(lián)膦 膦（PH3）的分子構(gòu)型與氨類(lèi)似，是三角錐形，但不能形成分子間氫鍵，所以膦的熔沸點(diǎn)要比氨低，在水中溶解度也不大。制備： 4P + 3KOH +3H2O = PH3 +3KH2PO2

15、聯(lián)膦（P2H4）為無(wú)色液體，性質(zhì)也不穩(wěn)定，易分解： 3P2H4=2P +4PH326磷的鹵化物三氯化磷（PCl3）和五氯化磷（PCl5），分子結(jié)構(gòu)如下：ClClClP100210pmPCl3結(jié)構(gòu)PClClClClCl211pm201pmPCl5結(jié)構(gòu)PCl3分子中，P采取不等性sp3雜化； PCl5呈三角雙錐型，分子中P采取sp3d雜化。27PCl5易水解： PCl5 + H2O(不足) = POCl3 +2HCl PCl5 + H2O(過(guò)量) = H3PO4 + 5HCl28（2）磷的氧化物磷的氧化物常見(jiàn)的有P4O10、P4O6，分別稱(chēng)為磷酸酐、亞磷酸酐。磷酸酐為白色雪花狀晶體，有很強(qiáng)的吸水性

16、： P4O10 + 6H2SO4 = 6SO3 + 4H3PO4 P4O10 + 12HNO3 = 6N2O5 + 4H3PO429（3）磷的含氧酸及其鹽磷的含氧酸中，磷以sp3雜化成鍵，形成磷的四面體結(jié)構(gòu)，分別連接羥基氧和非羥基氧或者直接連接氫原子。直接連在磷上的氫不能電離，一般認(rèn)為非羥基氧與磷原子之間的鍵具有雙鍵性質(zhì)，是由一個(gè)P-O 單鍵和兩個(gè)從氧的p軌道到磷的d軌道的反饋d-p配鍵(即氧原子的p電子對(duì)反饋給磷原子的d軌道)構(gòu)成的。OPHHOH次磷酸H3PO2OPHHOOH亞磷酸H3PO330OPOHHOOOPOHOH焦磷酸H4P2O7OPOHHOOHH3PO4正磷酸是無(wú)氧化性酸、不揮發(fā)中

17、強(qiáng)酸，具有很強(qiáng)的配位能力： Fe3+ + 2H3PO4 = Fe(HPO4)2- + 4H+磷酸鹽在生命活動(dòng)中起到重要的作用，特別是能量傳遞和轉(zhuǎn)移的過(guò)程，如光合作用、新陳代謝、肌肉活動(dòng)等。31焦磷酸是無(wú)色玻璃狀固體，易溶于水，相當(dāng)于磷酸的二聚體: 2H3PO4 = H4P2O7 + H2O焦磷酸根具有很強(qiáng)的配位性能，過(guò)量的焦磷酸根能使難溶的焦磷酸鹽沉淀溶解，生成配離子。偏磷酸是硬而透明的玻璃狀物質(zhì)，易溶于水，常見(jiàn)的偏磷酸有采取環(huán)狀的多聚體的形式，如三聚偏磷酸（HPO3)3和四聚偏磷酸（HPO3)4(p203)。32亞磷酸是白色固體，在水中溶解性很好，亞磷酸及其鹽表現(xiàn)出強(qiáng)的還原性，能將銀、銅、汞

18、等金屬離子還原成單質(zhì)，如： H3PO3 + CuSO4 + H2O = Cu + H3PO4 + H2SO4次磷酸是白色易潮解的固體，其還原性比亞磷酸更強(qiáng)，不僅能還原不活潑金屬離子，而且還能和鎳離子作用： NiCl2 +H3PO2 + H2O= Ni +H3PO3 +2HCl334 砷、銻、鉍的氧化物及其水合物As2O3 Sb2O3 Bi2O3 H3AsO3 Sb(OH)3 Bi(OH)3(兩性偏酸性)（兩性）（弱酸性）As2O5 Sb2O5 Bi2O5 H3AsO5 HSb(OH)5（極不穩(wěn)定）（中強(qiáng)酸）（兩性偏酸性）（弱酸性）還原性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)砷、銻、鉍氧化物及其水合物的

19、酸堿性及氧化還原性變化規(guī)律34鉍酸鹽在酸性溶液中具有很強(qiáng)的氧化性：2Mn2+ +5NaBiO3 +14H+ = 2MnO4- +5Bi3+ +5Na+ +7H2O硝酸只能把鉍氧化+3價(jià)，只有在強(qiáng)堿性介質(zhì)中用強(qiáng)氧化劑才能生成+5價(jià)的鉍： Bi(OH)3 +Cl2 +3NaOH= NaBiO3 +2NaCl + 3H2O3510.5 碳族元素1 碳族元素概論（1）碳族元素的通性及其存在IVA 非金屬元素 C,Si 準(zhǔn)金屬元素 Ge 金屬元素 Sn,Pb碳族元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns2sp2，能形成氧化數(shù)為+2和+4的化合物。也存在惰性電子對(duì)效應(yīng)Pb2+（6s2）穩(wěn)定36碳族元素在自然界的主要存在形式碳

20、：金剛石、石墨；煤、石油、天然氣；碳酸鹽；CO2 。硅：SiO2和各種硅酸鹽鍺：硫銀鍺礦 4Ag2SGeS2 ， 硫鉛鍺礦2PbS GeS2 。錫：錫石 SnO2 。鉛：方鉛礦 PbS，白鉛礦 PbCO3 。37碳族元素的一些基本性質(zhì)38（2）碳族元素的單質(zhì)單質(zhì)碳 金剛石：碳原子以sp3雜化與相鄰的四個(gè)碳原子成鍵，構(gòu)成原子型晶體,硬度最大,熔點(diǎn)最高的單質(zhì)。 石墨：碳原子以sp2雜化與相鄰的三個(gè)碳原子成鍵，構(gòu)成層狀原子晶體，層與層之間靠分子間相互作用力結(jié)合，質(zhì)軟，有金屬光澤。 富勒烯（碳籠，碳原子簇）：C60，C70 等。（1996年H.Kroto/R.Smalley/B.Curl獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

21、） 活性碳：石墨結(jié)構(gòu)碳的一種變體，多孔結(jié)構(gòu)粉狀碳。 納米碳管 石墨烯（2010年A. Geim/K. Novoselov獲諾貝爾物理獎(jiǎng)）39單質(zhì)硅*單質(zhì)硅有無(wú)定性和晶體兩種： 晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石相同，屬原子晶體，熔沸點(diǎn)高。常溫下硅不活潑，不與水、空氣、酸反應(yīng)，但溶于濃堿 Si + 4OH SiO44 2H2 此反應(yīng)可用于野外制備少量H2 ，較Zn和HCl制氫安全。H2還原SiO2 Si SiCl4 SiCl4(純) Si(純)C電爐Cl2精餾單質(zhì)硅的主要用途半導(dǎo)體制造： 硅摻磷n型半導(dǎo)體（P成鍵后尚多余一個(gè)電子） 硅摻硼p型半導(dǎo)體（B成鍵后尚缺少一個(gè)電子）40單質(zhì)鍺，錫，鉛* 鍺:灰白色金屬

22、，硬而脆，結(jié)構(gòu)類(lèi)似于金剛石。 錫:有三種同素異形體16113.2灰錫(錫) 白錫(錫) 脆錫鉛：質(zhì)軟，能阻擋X射線(xiàn)。41:C O:CO NN :N N: 2 碳的重要化合物（1）一氧化碳（CO）一氧化碳和氮分子是等電子體。等電子體：是指一類(lèi)分子或離子，組成它們的原子數(shù)相同，而且所含的電子數(shù)也相同，則稱(chēng)這些分子或離子互為等電子體。等電子體常具有相似的電子結(jié)構(gòu)，有時(shí)在性質(zhì)上也有許多相似之處。42CO的性質(zhì)： 作配位體，形成羰基配合物(C是配位原子) Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8 還原劑 劇毒43（2）二氧化碳（CO2）經(jīng)典的直線(xiàn)型分子結(jié)構(gòu)：O=C=O C=O雙鍵鍵長(zhǎng)124p

23、m(在CH3-C-CH3中)OC O叁鍵鍵長(zhǎng)113pmCO2中，碳、氧之間鍵長(zhǎng)116pmC：sp雜化，具有三鍵特征OCO44（3）碳酸及其鹽CO2溶于水，大部分為 CO2H2O, 極小部分H2CO3CO32-的結(jié)構(gòu)2-C：sp2雜化46 (NO3-也有)45碳酸鹽：碳酸鹽有正鹽和酸式鹽之分。溶解性 正鹽中只有堿金屬（除鋰外）和銨鹽的易溶于水，其它碳酸鹽難溶于水； 大多數(shù)酸式碳酸鹽易溶于水。46 水解性堿金屬碳酸鹽溶液因水解呈強(qiáng)堿性。當(dāng)金屬離子與堿金屬碳酸鹽溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物可能是正鹽、堿式碳酸鹽或氫氧化物，這主要取決于金屬碳酸鹽和氫氧化物的溶解度相對(duì)大小。 氫氧化物溶解度?。?Fe3+, Al3

24、+, Cr3+, Sn4+, Sn2+ 47碳酸鹽溶解度小: Ca2+, Sr2+, Ba2+, Ag+, Mn2+等碳酸鹽和相應(yīng)的氫氧化物溶解度相近： Cu2+, Mg2+, Pb2+, Bi3+, Zn2+等48熱穩(wěn)定性碳酸鹽的熱穩(wěn)定性較差，受熱一般分解成金屬氧化物和二氧化碳。碳酸鹽的分解溫度取決于正離子的極化力，極化力越大，分解溫度越低。如： H2CO3MHCO3M2CO349 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 過(guò)渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性差 CaCO3 PbCO3 ZnCO3

25、FeCO3 分解T / 900 315 350 282 價(jià)電子構(gòu)型 8e_ (1 8+2)e_ 18e_ (9-17)e_50 3 硅的重要化合物（1） 二氧化硅（ SiO2 ）自然界中的二氧化硅有晶形和無(wú)定形兩種形態(tài)。無(wú)定形體：石英玻璃、硅藻土、燧石 晶體：天然為石英，原子晶體 純石英：水晶 含有雜質(zhì)的石英：瑪瑙，紫晶51SiO2的化學(xué)性質(zhì)：(1) 與堿加熱熔融反應(yīng)(2) 與酸一般不反應(yīng)，但與HF作用52H4SiO4 原硅酸H2SiO3 偏硅酸，硅酸 ，二元弱酸 xSiO2yH2O 聚硅酸硅酸（2）硅酸在一定的條件下，如果硅酸聚合的顆粒大小達(dá)到膠粒的粒度范圍，則形成硅溶膠。如果硅膠聚合成立體

26、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而大量溶劑被分隔在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙中失去流動(dòng)性，則形成硅凝膠。硅凝膠經(jīng)過(guò)干燥脫水后則成白色透明的多孔性固態(tài)物質(zhì)，稱(chēng)為硅膠。具有吸水性。53（3）硅酸鹽 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，其陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiO4四面體，這些四面體可以通過(guò)共用一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)或四個(gè)氧原子而連成鏈狀、環(huán)狀、片狀或立體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。 硅酸鹽的復(fù)雜性還表現(xiàn)在硅-氧四面體中的硅離子可被半徑相近的三價(jià)鋁離子所取代而成為含有鋁-氧四面體的硅鋁酸鹽。 54（4） 金剛砂（SiC）具有類(lèi)金剛石結(jié)構(gòu)，原子晶體，硬度大55錫是銀白色軟金屬，常溫下富有展性，無(wú)毒，耐腐蝕。主要用于制造馬口鐵、錫箔（包裝材料）、焊錫和青銅等。鉛也是銀白色軟

27、金屬。常溫下，鉛表面生成一層氧化鉛或堿式碳酸鉛保護(hù)膜。鉛主要用作電纜、鉛蓄電池、耐酸設(shè)備、低熔點(diǎn)合金和放射線(xiàn)的屏蔽材料等。4 錫和鉛的化合物5610. 硼族元素1 硼族元素概論（1）碳族元素的通性及其存在 IIIA 非金屬元素 B 金屬元素 Al, Ga, In, Tl硼族元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns2np1，最高氧化數(shù)為+3。也存在惰性電子對(duì)效應(yīng)Tl+（6s2）穩(wěn)定57硼族元素的一些基本性質(zhì)58例如：BF3的特點(diǎn)a. 易形成配位化合物HBF4HF + BF3 HBF4b.易形成雙聚物Al2Cl6硼族元素成鍵特點(diǎn)：缺電子元素：價(jià)電子數(shù)價(jià)層軌道數(shù)缺電子化合物: 成鍵電子對(duì)數(shù)價(jià)層軌道數(shù)(p236)59（

28、2）硼的單質(zhì)晶形硼結(jié)構(gòu)復(fù)雜-菱形硼（B12）同素異形體：無(wú)定形硼：棕色粉末，化學(xué)活性高， 晶形硼： 黑灰色 硬度大 熔點(diǎn)，沸點(diǎn)都很高602 硼的重要化合物（1）硼的氫化物硼烷硼可以形成一系列共價(jià)氫化物，稱(chēng)為硼烷，其中最簡(jiǎn)單也是最重要的是乙硼烷B2H6。不存在甲硼烷B2H6制備：用氫化鈉或硼氫化鈉還原鹵化硼可以制得乙硼烷：6NaH + 8BF3 = 6NaBF4 + B2H63NaBH4 + 4BF3 = 3NaBF4 + 2B2H661HHHHHBBHB2H6的結(jié)構(gòu)：62硼烷的獨(dú)特結(jié)構(gòu)氫橋鍵：由兩個(gè)硼原子和一個(gè)氫原子形成的三中心二電子非定域(離域)鍵。硼采取sp3雜化軌道與氫形成三中心兩電子鍵

29、,形成氫橋這是普遍存在于硼烷中的一種缺電子鍵；這種鍵的強(qiáng)度只有一般共價(jià)鍵的一半，所以，硼烷的性質(zhì)比烷烴活潑。63硼烷的性質(zhì)： 自燃：釋放大量熱能，高能燃料，劇毒水解：水下火箭燃料64 加合反應(yīng) 被氯氯化65（2） 硼酸硼的氧化物主要是B2O3 是原子晶體：熔點(diǎn)460CB(無(wú)定形)B2O3H3BO3O2Mg或Al+H2O-H2OB2O3的制備：66 B2O3的性質(zhì)： 與活潑金屬反應(yīng)，生成單質(zhì)硼B(yǎng)2O3 HBO2 H3BO3+ H2O- H2O+ H2O- H2O 三氧化二硼與水反應(yīng)可以生成偏硼酸和硼酸。硼酸受熱脫水又可變成偏硼酸和三氧化二硼，這些反應(yīng)都是可逆的：67H3BO3B：sp2雜化硼酸的

30、結(jié)構(gòu)68 H3BO3的性質(zhì)硼酸是一元弱酸，Ka = 6 10 10它顯酸性并不是它本身給出質(zhì)子，而是由于硼是缺電子原子，加合了來(lái)自水分子中的OH而釋放出質(zhì)子。 OHH3BO3 + H2O HOBOH- + H+ OH69與多羥基化合物加合分析化學(xué)中，加過(guò)量甘露醇，可以直接用氫氧化鈉滴定硼酸。70（3） 硼酸鹽硼酸鹽有偏硼酸鹽、正硼酸鹽和多硼酸鹽等多種。硼砂：四硼酸鈉71硼砂的性質(zhì)(1) 水解呈堿性構(gòu)成緩沖溶液 pH=9.24 (20 )(2) 與酸反應(yīng)制H3BO3(3) 形成復(fù)鹽硼砂珠實(shí)驗(yàn)，鑒別金屬離子72（4） 氮化硼（BN）*BN與C2是等電子體，性質(zhì)相似： BN有三種晶型：(1) 無(wú)定型

31、(類(lèi)似于無(wú)定型碳)(2) 六方晶型(類(lèi)似于石墨) 作潤(rùn)滑劑(3) 立方晶型(類(lèi)似于金剛石) 硬度大，作磨料 新一代半導(dǎo)體材料六方BN73（5）硼和硅的類(lèi)似性 對(duì)角線(xiàn)關(guān)系 單質(zhì)都是原子晶體，所以熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都較高； 單質(zhì)與堿反應(yīng)，都能置換出氫氣，并形成相應(yīng)的含氧酸鹽（BO2-, SiO32-）； 含氧酸都是穩(wěn)定的弱酸； 都能形成鏈狀或環(huán)狀的多酸鹽；重金屬的含氧酸鹽在水中的溶解度小，且往往有特征顏色； 氫化物不穩(wěn)定，在空氣中都能自燃； 鹵化物極易水解。743 鋁及其化合物鋁是兩性元素，既溶于酸，也能溶于堿：2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2(g)2Al + 2NaOH + 6H2O 2NaAl(OH)4 + 3H2(g)75氧化鋁采用不同的方法制備氧化鋁，可得到不同晶形的氧化鋁。氧化鋁有兩種主要的變體：-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。76氫氧化鋁Al(OH)3為兩性氫氧化物，遇酸變成鋁鹽，遇堿變成鋁酸鹽。在堿性溶液中存在Al(OH)4-或Al(OH)63- 簡(jiǎn)便書(shū)寫(xiě)為 AlO2-或AlO33-77氮族毒性大、酸堿性硝酸鹽熱分解：NaNO3Pb(NO3)2AgNO3 亞硝酸鹽結(jié)構(gòu)：sp