單質(zhì)與無(wú)機(jī)化合物

單質(zhì)與無(wú)機(jī)化合物第一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.1單質(zhì)8.1.1化學(xué)元素概述1923年，國(guó)際同位素與原子量委員會(huì)規(guī)定：將核電荷數(shù)相同的一類(lèi)原子稱(chēng)為一種元素。到目前為止，總共有118種元素被發(fā)現(xiàn)或人工制造出來(lái)，其中90多種存在于地球上。從鈾之后的第93號(hào)到118號(hào)元素，除镎（Np）和钚（Pu）在地球上有極微量存在外，其它都是那些至今在地球上未能被發(fā)現(xiàn)的元素，要通過(guò)人為創(chuàng)造條件分別發(fā)現(xiàn)它們。近來(lái)俄羅斯杜布納聯(lián)合原子核研究所宣布要合成119號(hào)元素。人工合成新元素是否可一直進(jìn)行下去？第二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五地殼中主要元素的豐度元素OSiAlFeCaNaKMgHTi質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%48.626.37.734.753.452.742.472.000.760.42第三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五大氣中的平均組成氣體體積分?jǐn)?shù)/%質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%氣體體積分?jǐn)?shù)/%質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%N278.0975.51CH40.000220.00012O220.9523.15Kr0.0001140.00029Ar0.9341.28N2O0.00010.00015CO20.03140.046H20.000050.000003Ne0.0018180.00125Xe0.00000870.000036He0.0005240.000072O30.0000010.000036第四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五海水中主要元素的含量

（不考慮溶解的氣體）元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%O85.89Br0.0065N(硝酸鹽)~0.00007H10.32C(無(wú)機(jī)物)0.0028N(有機(jī)物)~0.00002Cl1.9Sr0.00130.0013Rb0.00002Na1.1B0.00046Li0.00001Mg0.13Si~0.00040I0.000005S0.088C(有機(jī)物)~0.00030U0.0000003Ca0.040Al~0.00019

K0.038F0.00014

第五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五族ⅠAⅡA~ⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAVIIIA價(jià)電子構(gòu)型ns1

ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6

周

期1H2分子晶體金

屬

晶

體

He分子晶體2Li金屬晶體B近原子晶體金剛石C原子晶體石墨C層狀晶體N2分子晶體O2分子晶體F2分子晶體Ne分子晶體3Na金屬晶體Al金屬晶體Si原子晶體白磷P4分子晶體黑磷Px層狀晶體斜方硫S8分子晶體彈性硫Sx鏈狀晶體Cl2分子晶體Ar分子晶體4K金屬晶體Ga金屬晶體Ge原子晶體黃砷As4分子晶體灰砷Asx層狀晶體紅硒Se8分子晶體灰硒Sex鏈狀晶體Br2分子晶體Kr分子晶體5Rb金屬晶體In金屬晶體灰錫Sn原子晶體白錫Sn金屬晶體黑銻Sb4分子晶體灰銻Sbx層狀晶體灰碲Te鏈狀晶體I2分子晶體Xe分子晶體6Cs金屬晶體Tl金屬晶體Pb金屬晶體Bi層狀晶體(近金屬晶體)Po金屬晶體AtRn分子晶體典型金屬晶體→原子晶體、層狀或鏈狀晶體→分子晶體分子晶體或原子晶體→金屬晶體8.1.2單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)第六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五巨型分子非金屬單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)多原子分子a.白磷b.斜方硫小分子a.氯氣b.稀有氣體第七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五六方密堆積面心立方密堆積體心立方密堆積六方密堆積：例如Be、Mg、IIIB、IVB、VIIB等金屬面心立方密堆積：例如Pb、Pd、Pt、IB等金屬。體心立方堆積：例如：Na、K、Li、VB、VIB等金屬金屬單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)第八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.1.3單質(zhì)的物理性質(zhì)主族元素單質(zhì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)：低→高→低密度、硬度：小→大→小導(dǎo)電性：導(dǎo)體→半導(dǎo)體、非導(dǎo)體同周期從左到右第九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五副族元素單質(zhì)均為金屬晶體1.一般具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)熔點(diǎn)最高的是W3422℃,其次是Re2.較大的密度和硬度(ⅢB和ⅡB除外)密度最大的是OsIrPt硬度最大的是Cr(僅次于金剛石)3.易導(dǎo)電第十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五稀有氣體(RareGas)稀有氣體的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)元素第一電離能/kJ.mol–1熔點(diǎn)/K沸點(diǎn)/K在干燥空氣中的體積分?jǐn)?shù)/%He2372

4.220.000524Ne208124.5426.090.001818Ar152183.7888.290.934Kr1351115.95119.800.000114Xe1170155.15165.020.0000087Rn1037102.15111.15極微量第十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五元素發(fā)現(xiàn)年代發(fā)現(xiàn)者氦1868J.N.Lockyer(英)P.J.C.Janssen(法)1895W.Ramsay（英）氬1894J.W.Rayleigh(英)W.Ramsay（英）氖1898W.Ramsay（英）MorrisTravers（英）氪1898W.Ramsay（英）氙1898W.Ramsay（英）氡1900F.E.Dorn(德)9-7-1稀有氣體的發(fā)現(xiàn)第十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五9-7-2稀有氣體的存在、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途存在主要存在于空氣氦也存在于某些天然氣中氡為某些放射性元素的蛻變產(chǎn)物第十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五氦為2電子構(gòu)型其它為穩(wěn)定的8電子構(gòu)型結(jié)構(gòu)9-7-2稀有氣體的存在、

結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途第十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五在一般條件下不具備化學(xué)活性在自然界以原子形式存在熔、沸點(diǎn)低，并隨原子序數(shù)的增加而遞增9-7-2稀有氣體的存在、

結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途性質(zhì)第十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五用途第十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.1.4單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)金屬單質(zhì)：主要表現(xiàn)為還原性。非金屬單質(zhì)：既具有氧化性，

也具有還原性。還原性遞減氧化性遞增第十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.1.4單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)1．金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)第十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五原子半徑增大金屬性、還原性增強(qiáng)電離能、電負(fù)性減小IAIIALiBeNaMgKCaRbSrCsBa原子半徑減小金屬性、還原性減弱電離能、電負(fù)性增大S區(qū)金屬的化學(xué)性質(zhì)第十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2M+2H2O→2MOH+H2(g)與水作用用H2O作氧化劑即能將其溶解，生成相應(yīng)的氫氧化物，并放出大量的熱。Na+H2ONaOH+1/2H2（g）Be和Mg由于表面形成致密的氧化物保護(hù)膜對(duì)H2O較為穩(wěn)定。Li與H2O的的反應(yīng)較慢。第二十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五5.326.419.117.925.8性質(zhì)

LiNaKRbCsm.p./K453.69370.96336.8312.04301.55MOH在水中的溶解度/(mol·L-1)

電極電勢(shì)屬于熱力學(xué)范疇，而反應(yīng)劇烈程度屬于動(dòng)力學(xué)范疇，兩者之間并無(wú)直接的聯(lián)系。

Li與水反應(yīng)不激烈，主要原因（1）鋰的熔點(diǎn)較高，與水反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化;(2)與水反應(yīng)的產(chǎn)物溶解度較小，易覆蓋在金屬鋰的上面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。Solution

鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉或鉀的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)小，為什么鋰與水反應(yīng)沒(méi)有其他金屬與水的反應(yīng)激烈？Question1第二十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五單質(zhì)在空氣中燃燒，形成相應(yīng)的氧化物：與氧、硫、氮、鹵素反應(yīng)

——形成相應(yīng)的化合物L(fēng)i2ONa2O2KO2RbO2CsO2BeO MgOCaOSrOBaO2

過(guò)氧化物和超氧化物都是固體儲(chǔ)氧物質(zhì)，它們與水及二氧化碳反應(yīng)可直接或間接地生成氧氣。Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O22Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2（g）第二十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五

為何空氣中燃燒堿金屬所得產(chǎn)物不同？Solution

1.哪一個(gè)燃燒反應(yīng)的負(fù)值最大，產(chǎn)物就是哪一個(gè)。Na生成Na2O、Na2O2

和NaO2的分別是―376kJ·mol-1,―430kJ·mol-1和―

389.2kJ·mol-1,因此燃燒產(chǎn)物就是Na2O2

。的大小由決定。其中的大小主要由來(lái)決定。則要由Born-Haber

循環(huán)來(lái)決定。循環(huán)中的晶格能值的大小對(duì)整個(gè)反應(yīng)能否進(jìn)行及產(chǎn)物穩(wěn)定性關(guān)系重大。3.晶格能則要求陰、陽(yáng)離子具備一定的“匹配”條件，產(chǎn)生最好的能量效應(yīng)。即所謂的“大-大，小-小”規(guī)則。

Question2第二十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五與H2反應(yīng)2M+H2

→2MHM+H2

→MH2堿金屬和堿土金屬中較活潑的Ca、Sr、Ba能與氫在高溫下直接化合，形成離子晶體。

堿金屬氫化物中以L(fǎng)iH最穩(wěn)定，加熱到(961K)也不分解。但其它氫化物不穩(wěn)定，加熱易分解成金屬和氫。堿土金屬氫化物比堿金屬氫化物的穩(wěn)定性高一些.

由于氫化鈣與水反應(yīng)而能放出大量的氫氣，所以常用它作為野外產(chǎn)生氫氣的材料。鎂和鎂系合金(如Mg2Ni，Mg2Cu、鎂-稀土系合金)是一類(lèi)貯氫合金。貯氫時(shí)，用合金與氫反應(yīng)，生成金屬氫化物。用氫時(shí)，把金屬氫化物加熱，將氫放出來(lái)，以供使用。第二十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五p區(qū)金屬p區(qū)共有10種金屬元素，它們的Mn+/M電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)雖也為負(fù)值，但其代數(shù)值比s區(qū)金屬的大，因此p區(qū)金屬的活潑性一般比s區(qū)金屬的要弱。不能溶解在水中，只能溶于鹽酸或稀硫酸等非氧化性酸中，而置換出氫氣。鋁、鎵、錫、鉛等金屬單質(zhì)還能與堿溶液作用2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2(g)Sn+2NaOH===Na2SnO2+H2(g)p區(qū)金屬與氧反應(yīng)的能力較差。第二十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五d區(qū)和ds區(qū)金屬d區(qū)（除第IIIB族外）和ds區(qū)金屬的活潑性也較弱。除第四周期d區(qū)和ds區(qū)元素的Mn+/M電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)還為負(fù)值外，第五、六周期d區(qū)和ds區(qū)金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位大多數(shù)為正值。這些金屬單質(zhì)不溶于非氧化性酸（如鹽酸或稀硫酸）中，一些不活潑的金屬如鉑、金只能用王水溶解鈮、鉭、釕、銠、鋨、銥等不溶于王水中，但可溶解在濃硝酸和濃氫氟酸組成的混合液中。同族中：第四周期中金屬的活潑性較第五和第六周期金屬的強(qiáng)。d區(qū)和ds區(qū)金屬的化學(xué)性質(zhì)還表現(xiàn)在同一種元素有多種氧化值；其水合離子常有顏色；易生成配合物等特點(diǎn)。第二十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五f區(qū)金屬均為活潑金屬，僅次于堿金屬，與鎂接近。在不太高的溫度下,可與氧、硫、氯、氮反應(yīng)，可作脫硫劑、脫氧劑等。可與水、酸反應(yīng)，應(yīng)將其保存在煤油里。第二十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)大多數(shù)非金屬單質(zhì)既具有氧化性，又具有還原性。少數(shù)非金屬單質(zhì)如氮?dú)?、稀有氣體，化學(xué)穩(wěn)定性很好(1)較活潑的非金屬單質(zhì)如F2、O2、Cl2、Br2具有強(qiáng)氧化性，常用作氧化劑。其氧化性強(qiáng)弱可用E

定量判別，對(duì)于指定反應(yīng)既可以從

E(正)＞E

(負(fù))，也可從反應(yīng)的ΔG＜0來(lái)判別反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。第二十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(2)較不活潑的非金屬單質(zhì)如C、H2、Si常用作還原劑。硅的還原性不如碳強(qiáng)，不與任何單一的酸作用，但能溶于HF和HNO3的混合酸中，也能與強(qiáng)堿作用生成硅酸鹽和氫氣：(3)大多數(shù)非金屬單質(zhì)既具有氧化性又具有還原性，其中Cl2、Br2、I2、P4、S8等能發(fā)生歧化反應(yīng)。如氫氣在高溫下能與活潑金屬反應(yīng)生成離子型氫化物，呈現(xiàn)出氧化性；也能與部分非金屬反應(yīng)呈現(xiàn)出還原性，如與氧氣反應(yīng)生成水或與氮?dú)夥磻?yīng)生成氨。3Si+18HF+4HNO3==3H2[SiF5]+4NO(g)+8H2OSi+2NaOH+H2O===

Na2SiO3+2H2(g)第二十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（1）鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)元素氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子序數(shù)9173553價(jià)層電子組態(tài)2s22p53s23p54s24p55s25p5原子共價(jià)半徑/nm0.0640.0990.1210.140第一電離能/eV17.4228212.9676411.8138110.45126第一電子親和能

/eV3.4011893.6127243.3635883.059037電負(fù)性3.983.162.962.66氣相分子中的X-X鍵長(zhǎng)/nm0.141190.198780.228110.26663第三十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五鹵素單質(zhì)最突出的化學(xué)性質(zhì)是氧化性，氧化能力依次為F2>Cl2>Br2>I2。鹵素能與大多數(shù)金屬和非金屬直接化合生成相應(yīng)的鹵化物。第三十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五①與金屬反應(yīng)

F2能與所有金屬直接反應(yīng)生成離子型化合物；

Cl2能與多數(shù)金屬直接反應(yīng)生成相應(yīng)化合物；

Br2和I2只能與較活潑的金屬直接反應(yīng)生成相應(yīng)化合物，與其它金屬的反應(yīng)需在加熱情況下進(jìn)行。F2與Cu、Ni、Mg作用，表面生成氟化物保護(hù)膜，可阻止進(jìn)一步被氧化，所以F2可儲(chǔ)存在Cu、Ni、Mg制成的容器中干燥的氯不與Fe反應(yīng)，可將氯儲(chǔ)存在鐵罐中第三十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五②與非金屬單質(zhì)反應(yīng)F2幾乎能與（He、Ne、Ar、Kr、O2、N2除外）所有非金屬單質(zhì)直接反應(yīng)生成相應(yīng)的共價(jià)化合物，而且反應(yīng)非常激烈，常伴隨著燃燒和爆炸；Cl2、Br2能與多數(shù)非金屬直接反應(yīng)生成相應(yīng)的共價(jià)化合物，但反應(yīng)比氟平穩(wěn)得多；I2只能與少數(shù)非金屬直接反應(yīng)生成共價(jià)化合物(如PI3)。第三十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五X(qián)2+H2

→2HX減小X2+e-

→X-

氧化性F2>Cl2>Br2>I2與H2反應(yīng)鹵素反應(yīng)條件反應(yīng)速率與程度F2冷暗處即可爆炸、放出大量熱Cl2常溫高溫、強(qiáng)光照射緩慢爆炸Br2648K、紫外照射不完全I(xiàn)2更高高溫或催化劑緩慢、可逆第三十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五③與水的反應(yīng)第一類(lèi)反應(yīng)是鹵素對(duì)水的氧化作用2X2+2H2O→4H++4X-+O2↑電對(duì)F2/F-Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I-O2/H2OpH=0pH=7pH=14E/V2.8661.3581.0660.53551.2290.8160.401F2氧化性最強(qiáng)，只能與水發(fā)生第一類(lèi)反應(yīng)，且反應(yīng)激烈2F2+2H2O→4HF+O2↑理論上，Cl2、Br2都可以與H2O作用，但Cl2須在光照下緩慢與水反應(yīng)放出O2；Br2與水作用放出O2的反應(yīng)非常緩慢，而當(dāng)溴化氫濃度高時(shí)，HBr會(huì)與O2作用而析出Br2；碘非但不能置換水中的氧，而O2卻可將HI氧化，析出I2第三十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五平衡常數(shù)Cl2、Br2、I24.2X10-47.2X10-92.0X10-13

加堿使平衡右移Cl2、Br2、I2主要發(fā)生第二類(lèi)類(lèi)反應(yīng)，反應(yīng)程度越來(lái)越小。X2+H2O→H++X-+HXO第二類(lèi)反應(yīng)：歧化水解第三十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五Cl2、Br2、I2在堿性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)其反應(yīng)產(chǎn)物與溫度有關(guān)。鹵素反應(yīng)條件反應(yīng)產(chǎn)物Cl2常溫加熱Cl?+HClO?Cl?+HClO3?Br2低溫常溫Br?+HBrO?Br?+HBrO3?I2低溫I?+HIO3?第三十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五④鹵素單質(zhì)與鹵離子的反應(yīng)氧化性順序?yàn)椋篎2>

Cl2>Br2>I2；還原性順序?yàn)椋篒－>Br－>Cl－>F－X2/X－F2/F－Cl2/Cl－Br2/Br－I2/I－E(X2/X－)/V+2.866+1.35827+1.066+0.5355F2能氧化Cl-、Br-、I-，置換出Cl2、Br2、I2；Cl2能置換出Br2和I2；而B(niǎo)r2只能置換出I2第三十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五[1]電解法：電解三份KHF2和兩份無(wú)水HF的熔融混合物

2KHF22KF+H2+F2電解F22X--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：[2]由K.Christe設(shè)計(jì)的方法K2MnF6+2SbF52KSbF6+MnF3+F2150℃12F2的制備第三十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五X(qián)--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：

工業(yè)上：[1]電解飽和食鹽水溶液制燒堿的副產(chǎn)品

Cl22NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2電解[2]電解MgCl2熔鹽制Mg的副產(chǎn)品MgCl2(熔融）

Mg+Cl2電解電解[3]電解NaCl熔鹽制Na的副產(chǎn)品2NaCl(熔融）

2Na+Cl2Cl2的制備第四十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五X(qián)--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：實(shí)驗(yàn)室：用MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、KClO4

等氧化劑與濃鹽酸反應(yīng)Cl2MnO2+4HCl(濃)→MnCl2+Cl2+2H2O2KMnO4+16HCl(濃)→

2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2OCl2的制備第四十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五Br2用氯氣氧化溴化鈉中的溴離子Cl2+2Br-

→

2Cl-+Br2工業(yè)上從海水中提取Br21.在曬鹽后留下的苦鹵(pH=3.5左右)中通入氯氣Cl2+2Br-→

2Cl-+Br23.用硫酸酸化5Br-+BrO3-

+6H+

→3Br2+3H2OX--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：2.用空氣把Br2吹出，再用Na2CO3溶液吸收3CO32-+3Br2

→5Br-+BrO3-

+2CO2為除出殘存的氯氣，可加入少量KBrBr2的制備第四十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.通氯氣于天然鹵水中Cl2+2I-→

Cl-+I2X--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：應(yīng)避免通入過(guò)量的氯氣I2+5Cl2+H2O→2IO3-+10Cl-+H2O注意I2的制備I2第四十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.通氯氣于天然鹵水中Cl2+2I-→

Cl-+I22.用NaHSO3處理智利硝石提取

NaNO3后剩下的母液2IO3-+5HSO3-

→

I2+3HSO4-+2SO42-+H2OX--2e-→

X2鹵素陰離子的氧化：I2I2的制備第四十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（2）氧族元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)元素氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)釙(Po)原子序數(shù)816345284價(jià)層電子組態(tài)2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4原子半徑/nm0.0680.1020.1220.1470.168第一電離能/eV13.6210.369.759.018.41電子親和能/eV1.462.082.021.971.9電負(fù)性Xp3.442.582.552.12.0以單質(zhì)存在。為分布最廣的成礦元素，很多金屬在地殼中以氧化物、硫化物形式存在。為稀散元素。在自然界無(wú)單質(zhì)存在，常存在于重金屬硫化物礦中。放射性元素第四十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五第四十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五元素氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)釙(Po)原子序數(shù)816345284價(jià)層電子組態(tài)2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4原子半徑/nm0.0680.1020.1220.1470.168第一電離能/eV13.6210.369.759.018.41電子親和能/eV1.462.082.021.971.9電負(fù)性Xp3.442.582.552.12.0為生命元素。富氧空氣或純氧用于醫(yī)療和高空飛行，大量的純氧用于煉鋼。液氧常用作制冷劑和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的助燃劑為黑火藥(KClO3、S、C)主角。有斜方硫、單斜硫等二十多種.(同素異形體)少量硒對(duì)人體新陳代謝起調(diào)節(jié)作用，過(guò)量則有毒。有光電性質(zhì)，用于電影、傳真和制造光電管?？芍圃旌辖?。在所有金屬中電阻最高，用于制造電阻器材。半衰期為138.7天。是居里夫人于1898年發(fā)現(xiàn)的。第四十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)釙(Po)金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱典型非金屬準(zhǔn)金屬金屬價(jià)層電子構(gòu)型為ns2np4，其原子獲兩個(gè)電子可達(dá)到穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)，即有較強(qiáng)的非金屬性。常見(jiàn)的氧化數(shù)為-2硫、硒、碲還可利用外層d軌道形成氧化數(shù)為+2、+4、+6的化合物。第四十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五氧與大多數(shù)金屬元素形成二元離子型化合物，與非金屬、金屬性較弱的元素形成共價(jià)化合物，硫、硒、碲與大多數(shù)金屬元素形成共價(jià)型化合物。常溫下，氧氣分子不很活潑，只能將強(qiáng)還原性的物質(zhì)如NO、SnCl2、H2S、H2SO3等氧化。加熱條件下，除鹵素、少數(shù)貴重金屬(Au、Pt等)以及稀有氣體外，氧幾乎能與所有元素直接化合，生成相應(yīng)的氧化物。第四十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五臭氧的性質(zhì)和用途[1]臭氧是淡藍(lán)色氣體，有一種魚(yú)腥臭味，故稱(chēng)為臭氧[2]臭氧在-112C凝聚深藍(lán)色液體在-192.7C凝結(jié)為黑紫色固體[3]臭氧比氧氣易溶于水，[4]臭氧不穩(wěn)定：在常溫下緩慢分解，

200C以上分解較快臭氧第五十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五[4]臭氧分解時(shí)放熱：2O3

3O2

rHm=-284kJ/mol

純臭氧易爆炸。[5]O3的氧化性比O2強(qiáng)，能氧化許多不活潑單質(zhì)如Hg、Ag、S等?？蓮牡饣浫芤褐惺沟馕龀觯琌3+2I-

+2H+

I2+O2↑+H2O(測(cè)定O3)臭氧的性質(zhì)和用途臭氧第五十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五硫硫有多種同素異形體，最常見(jiàn)的同素異形體是斜方硫(又稱(chēng)為α—硫)和單斜硫(又稱(chēng)為β—硫)。它們都易溶于CS2，都是由8個(gè)硫原子組成S8環(huán)狀分子。單斜硫在369K以上穩(wěn)定，斜方硫在369K以下穩(wěn)定，在369K(轉(zhuǎn)變點(diǎn))時(shí)兩種變體達(dá)到平衡：第五十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.2無(wú)機(jī)化合物8.2.1鹵化物8.2.2氧化物8.2.3氫氧化物第五十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五鹵素與ⅠA、ⅡA的絕大多數(shù)金屬、大多數(shù)鑭系、錒系元素及低價(jià)過(guò)度金屬離子形成鹵素與非金屬、氧化數(shù)較高的金屬具有高熔、沸點(diǎn)，低揮發(fā)性，熔融時(shí)能導(dǎo)電性質(zhì)一般熔、沸點(diǎn)低，具有揮發(fā)性，熔融時(shí)不導(dǎo)電離子型鹵化物

共價(jià)型鹵化物1、鹵化物概述第五十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五同一周期鹵化物，從左到右，由離子型過(guò)渡到共價(jià)型氟化物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6熔點(diǎn)/℃99312501040-90-83-83沸點(diǎn)/℃169522601260-86-75-75熔融態(tài)導(dǎo)電性易易易不能不能不能鍵型離子型離子型離子型共價(jià)型共價(jià)型共價(jià)型第三周期元素氟化物的性質(zhì)和鍵型第五十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五p區(qū)同族元素鹵化物，自上而下，由共價(jià)型過(guò)渡到離子型氟化物NF3PF3AsF3SbF3BiF3熔點(diǎn)/℃-206.6-151.5-85292727沸點(diǎn)/℃-129-101.5-63319(升華)102.7(升華)熔融態(tài)導(dǎo)電性不能不能不能難易鍵型共價(jià)型共價(jià)型共價(jià)型過(guò)渡型離子型氮族元素氟化物的性質(zhì)和鍵型第五十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五同一金屬的不同鹵化物,從氟化物到碘化物，由離子型過(guò)渡到共價(jià)型鹵化物AlF3AlCl3AlBr3AlI3熔點(diǎn)/℃1040190(加壓)97.5191沸點(diǎn)/℃1260178(升華)263.3360熔融態(tài)導(dǎo)電性易難難難鍵型離子型共價(jià)型共價(jià)型共價(jià)型AlX3的性質(zhì)和鍵型第五十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五同一金屬組成不同氧化數(shù)的鹵化物,高氧化數(shù)鹵化物具有更多的共價(jià)性。氯化物SnCl2SnCl4PbCl2PbCl4熔點(diǎn)/℃246-33501-15沸點(diǎn)/℃652114950105鍵型離子型共價(jià)型離子型共價(jià)型不同氧化數(shù)氯化物的性質(zhì)和鍵型第五十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.鹵化物的化學(xué)性質(zhì)金屬鹵化物的溶解性(2)水解作用(3)穩(wěn)定性第五十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五除銀鹽(AgF例外)、鉛鹽、亞汞鹽、亞銅鹽難溶外,其它鹵化物一般易溶于水。

具有正常離子鍵的金屬鹵化物的溶解性遵循以下規(guī)律：同一金屬的不同鹵化物的溶解度大小順序?yàn)椋航饘冫u化物的溶解性MIx＞MBrx＞MClx＞MFx一些難溶于水的金屬鹵化物，可以溶解在過(guò)量Cl－、Br－、I－和CN－離子的溶液中，形成可溶性的配合物。如：

HgI2+2I－

=[HgI4]2－AgF

AgCl

AgBr

AgI逐漸減小共價(jià)鍵為主的金屬鹵化物的溶解性剛好與上述順序相反，為MFx＞MClx＞MBrx＞MIx第六十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五(2)水解作用許多非金屬及高價(jià)金屬鹵化物的水解作用相當(dāng)完全，水解產(chǎn)物是含氧酸及氫鹵酸TiCl4+3H2O=H2TiO3(偏鈦酸)+4HClSnCl4+3H2O=H2SnO3(偏錫酸)+4HClSiF4+3H2O=H2SiO3(偏硅酸)+4HFPCl3+3H2O=H3PO3(亞磷酸)+3HClPBr3+3H2O=H3PO3+3HBr有些金屬鹵化物水解作用不完全。水解產(chǎn)物是堿式鹵化物、鹵氧化物或氫氧化物的沉淀。加入氫鹵酸氪抑制水解。MgCl2+H2O=Mg(OH)Cl↓+HClSbCl3+H2O=SbOCl↓+2HClGeCl4+4H2O

=GeO2·2H2O（膠狀沉淀）+4HCl第六十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五CF4(g)+2H2O(1)=CO2(g)+4HF(g)ΔrGm(298.15K)=-127kJ·mol–1ΔrGm是較大的負(fù)值，水解反應(yīng)應(yīng)當(dāng)可以進(jìn)行。但由于反應(yīng)需要的活化能太大，致使上述反應(yīng)在通常情況下不發(fā)生。鹵化物的揮發(fā)性、可溶性和水解性，使鹵素在自然界對(duì)某些元素如Ti、W、Si等起遷移和富集作用。第六十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五(3)穩(wěn)定性同一鹵素的金屬鹵化物，其熱穩(wěn)定性隨金屬的電負(fù)性增加而減小。堿金屬和堿土金屬的鹵化物最穩(wěn)定，金和汞的鹵化物穩(wěn)定性最差。同一元素的鹵化物，其熱穩(wěn)定性依F、Cl、Br、I的次序遞減。氟化物、氯化物穩(wěn)定性較好，碘化物最不穩(wěn)定，易受熱分解。工業(yè)上常采用碘化物熱分解的方法來(lái)制取高純度的單質(zhì)。例如，鈦的精煉Ti（粗）+2I2==TiI4TiI4==Ti（精）+2I2第六十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五非金屬鹵化物大多熱穩(wěn)定性較差，受熱易分解。如CCl4分解溫度為748K，PCl5在433K開(kāi)始部分分解，573K時(shí)完全分解新型電光源碘鎢燈、溴鎢燈就是利用碘化鎢WI2或溴化鎢WBr2的熱分解性質(zhì)制作的。鹵化銀見(jiàn)光易分解。利用此性質(zhì)可制作照相底片和變色玻璃。返回第六十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.氧化物概述8.2.2氧化物氧化物(oxide)是指氧元素與電負(fù)性比氧元素小的化學(xué)元素組成的二元化合物。按結(jié)構(gòu)分離子型氧化物共價(jià)型氧化物按對(duì)酸、堿的反應(yīng)及其水合物的性質(zhì)分酸性氧化物堿性氧化物兩性氧化物不成鹽氧化物第六十五頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五離子型氧化物

共價(jià)型氧化物ⅠA、ⅡA（Be除外）、IIIB族元素的氧化物；d區(qū)、ds區(qū)金屬中的低氧化態(tài)的氧化物非金屬元素的氧化物都是共價(jià)型氧化物d區(qū)、ds區(qū)金屬中的高氧化態(tài)的氧化物大部分是分子晶體；晶體結(jié)構(gòu)離子型氧化物：離子晶體共價(jià)型氧化物個(gè)別為原子晶體，如SiO2、B2O3一些非金屬性較弱的元素的氧化物常呈過(guò)渡型晶體結(jié)構(gòu)，如：As2O3是層狀晶體，SeO2是鏈狀晶體第六十六頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五同一周期自左而右，氧化物由離子鍵逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楣矁r(jià)鍵，其晶體結(jié)構(gòu)亦有相應(yīng)變化。族別IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O3鍵型離子鍵離子鍵偏離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵晶體類(lèi)型離子晶體離子晶體過(guò)渡型晶體原子晶體分子晶體分子晶體分子晶體熔點(diǎn)/K1193312523661916297200.5191.5第六十七頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五不溶于水，也不與酸、堿作用生成鹽的氧化物稱(chēng)為不成鹽氧化物。不成鹽氧化物一般都是非金屬氧化物，如CO、NO。非金屬氧化物和高氧化態(tài)金屬氧化物一般為酸性氧化物。酸性氧化物能與堿反應(yīng)成鹽，其水合物為含氧酸，如CO2、CrO3、Mn2O7。堿金屬、堿土金屬氧化物和低氧化態(tài)的副族金屬氧化物一般為堿性氧化物。堿性氧化物能與酸作用成鹽，其水合物呈堿性，如MgO、FeO。第六十八頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五既可與酸、又可與堿作用成鹽的氧化物為兩性氧化物。周期表中由金屬過(guò)渡到非金屬交界處的元素的氧化物通常都是兩性氧化物。IA

ⅧA

IIA

IIIAIVAVAVIAVIIA

BeO

Al2O3

Ga2O3GeO2As2O3

In2O3SnO2(SnO)Sb2O3TeO2

PbO2(PbO)

第六十九頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五2、

氧化物的物理性質(zhì)氧化物的熔點(diǎn)差異較大，其變化情況與鹵化物相似，原子晶體和離子晶體熔點(diǎn)較高，分子晶體熔點(diǎn)較低。副族元素的氧化物中除極少數(shù)（如Mn2O7、RuO4）熔點(diǎn)較低外，其余絕大多數(shù)熔點(diǎn)均較高。如IVB族Zr、Hf等元素氧化物的熔點(diǎn)高達(dá)3000K，是很好的耐高溫材料。第七十頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五3、氧化物的化學(xué)性質(zhì)（1）酸性氧化物能與堿反應(yīng)，堿性氧化物能與酸反應(yīng)，兩性氧化物既能與堿反應(yīng)又能與酸反應(yīng)。（2）某元素如能生成幾種不同氧化態(tài)的氧化物時(shí)，高氧化態(tài)氧化物的酸性要比低氧化態(tài)的強(qiáng)。例如，錳的氧化物有5種：MnOMn2O3MnO2MnO3Mn2O7堿性堿性?xún)尚运嵝运嵝詨A性減弱酸性增強(qiáng)第七十一頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（3）在同一周期中，從左到右，各元素最高氧化態(tài)的氧化物酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱。例如第3周期：Na2OMgOAl2O3SiO3P2O5SO3Cl2O7堿性強(qiáng)堿性中強(qiáng)兩性酸性弱酸性酸性強(qiáng)酸性強(qiáng)堿性減弱酸性增強(qiáng)K2OCaOSc2O3TiO2V2O5CrO3Mn2O7Cu2OZnOGa2O3GeO2As2O5SeO3堿性強(qiáng)堿性強(qiáng)堿性弱兩性酸性弱酸性中強(qiáng)酸性強(qiáng)堿性?xún)尚詢(xún)尚詢(xún)尚运嵝运嵝詨A性減弱酸性增強(qiáng)長(zhǎng)周期元素氧化物的酸堿性有一個(gè)重復(fù)變化，由堿性到酸性，再由堿性到酸性。第七十二頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五（4）同主族元素，自上而下，氧化物的堿性增強(qiáng)，酸性減弱。如VA族元素三價(jià)氧化物酸堿性的遞變情況為：N2O3P2O3As2O3Sb2O3Bi2O3酸性酸性酸性?xún)尚詨A性酸性減弱堿性增強(qiáng)返回第七十三頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五8.2.3氫氧化物1、氫氧化物的解離及R-O-H規(guī)律2、氫氧化物的酸堿性遞變規(guī)律第七十四頁(yè)，共八十三頁(yè)，編輯于2023年，星期五R的Φ大，使O—H鍵極性增強(qiáng)，則為酸式解離R的Φ小，使R—O鍵極性增強(qiáng)，則為堿式解離RO-+H+R–O–H