常見非金屬元素及其化合物課件

第八章

非金屬元素及其化合物

第三節(jié)氮和磷的化合物

第二節(jié)氧族元素

第一節(jié)鹵族元素

第八章非金屬元素及其化合物第三節(jié)氮和磷的化合物氯Cl溴Br碘I砹At氟F第一節(jié)鹵族元素放射性氯溴碘砹氟第一節(jié)放射性+e-Br-I-Cl-F-+e-+e-+e-IFClBr鹵素的原子結構+e-Br-I-Cl-F-+e-+e-+e-IFClBr鹵素非金屬性逐漸減弱相同點：最外層7個電子易得一個電子，不同點：核電荷數(shù)遞增電子層數(shù)遞增原子半徑依次增大得電子能力逐漸減弱，原子結構性質決定具有氧化性非金屬性逐漸減弱相同點：最外層7個電（二）金屬的物理性質:①常溫下，單質都是固體，汞(Hg)除外；②大多數(shù)金屬呈銀白色，有金屬光澤，但金(Au)——色，銅(Cu)——色，鉍(Bi)——色，鉛(Pb)

色。

黃紅微紅

藍白③不同金屬熔點、硬度差別較大；（二）金屬的物理性質:①常溫下，單質都是固體，汞(Hg)除外④良好的導電性，分析原因：金屬中存在著大量的可自由移動的電子。⑤良好的導熱性，分析原因：通過自由電子和金屬陽離子的相互碰撞傳遞熱量。⑥良好的延展性。金鉑⑦金屬單質在化學反應中只作還原劑，在化合物中金屬元素只顯正價。④良好的導電性，分析原因：金屬中存在著大量的可自由移（二）、金屬的物理性質合金：概念：兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。性質：具備金屬特性(光澤、熱電良導體、延展性等)。 熔沸點一般低于組分單質；硬度一般比組分單質大。

（二）、金屬的物理性質合金：（三）、金屬的化學性質

金屬原子易失去價電子成為陽離子，因而表現(xiàn)出較強的還原性。由于不同的金屬原子結構、原子半徑的不同，表現(xiàn)的還原性也有強弱不同。(1)與O2反應KCaNa

MgAl

ZnFeSnPb（H）CuHg

AgPtAu常溫迅速

成膜加熱

加熱能反應不反應（三）、金屬的化學性質金屬原子易失去價電子成為陽離子，因而(2)與H2O反應

KCaNa

MgAl

ZnFeSnPb

……條件：冷水劇烈熱水緩慢水蒸氣高溫不反應產物：氫氧化物和氫氣氧化物和氫氣(3)與酸反應KCaNaMgAlZnFeSnPb

CuHgAg

PtAu

常溫下與非氧化性酸反應氧化性酸王水(4)置換反應(5)特例：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(2)與H2O反應金屬活動性順序的應用KCaNaMgAlMnZnFeNiSnPbHCuHgAgPtAu判斷金屬的活動性順序。判斷金屬與酸溶液反應的激烈程度等情況。判斷金屬單質還原性強弱。判斷金屬低價陽離子的氧化性強弱。判斷金屬金屬性的強弱順序。判斷原電池的正負極。判斷和水、氧氣反應條件以及產物。判斷相同濃度相同陰離子溶液的酸堿性強弱順序。判斷電解時陽離子和金屬電極的放電順序。判斷金屬單質的制備方法。金屬活動性順序的應用KCaNaMgAlMnZn一、堿金屬和堿土金屬的概述二、堿金屬和堿土金屬的性質與用途三、堿金屬和堿土金屬的氧化物、氫氧化物及鹽類第二節(jié)堿金屬和堿土金屬一、堿金屬和堿土金屬的概述第二節(jié)堿金屬和堿土金屬一、堿金屬和堿土金屬的概述

IAIIALiBeNaMgKCaRbSrCsBa原子半徑減小金屬性、還原性減弱電離能、電負性增大原子半徑增大金屬性、還原性增強電離能、電負性減小價層電子構型：IA、IIA，一、堿金屬和堿土金屬的概述

原子半徑減小價層電子構型：IA均以礦物形式存在:鈉長石:鉀長石:光鹵石:明礬石:鋰輝石:綠柱石:菱鎂礦:石膏:螢石天青石:重晶石:大理石:元素的存在均以礦物形式存在:綠柱石:菱鎂礦:螢石天青石:大理石:元素的一、鹵素單質（一）單質的制備(1)工業(yè)制法 電解KHF2制取F2;電解飽和食鹽水制取Cl2

地康法：4HCl+O2=2H2O+2Cl2↑ Cl2氧化法制取Br2 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑

5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O

Cl2氧化法制取I2(或者還原KIO3)一、鹵素單質（一）單質的制備（2）實驗室制法①反應原理:MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O②藥品以及替代品：濃鹽酸2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OKClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2OMnO2+3H2SO4+2NaCl=2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2OCa(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2↑+2H2OK2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O（2）實驗室制法（二）鹵族單質性質（二）鹵族單質性質【討論】鹵族元素單質的水溶液和苯溶液的顏色？溴應該如何保存？【討論】鹵族元素單質的水溶液和苯溶液的顏色？溴應該如何保存？1、鹵素單質與氫氣的反應:

鹵素單質的化學性質500℃光照△或點燃H2+X2=2HX1、鹵素單質與氫氣的反應:鹵素單質的化學性質500℃光照△(1)反應劇烈程度逐漸減弱(2)穩(wěn)定性逐漸減弱HF>HCl>HBr>HI(3)水溶液酸性逐漸增強HF<HCl<HBr<HI(中強酸)(強酸)2、鹵素單質間的置換反應Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2KI=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2結論：氧化性：F2＞

Cl2＞Br2＞I2

(1)反應劇烈程度逐漸減弱(中強酸)(強酸)2、鹵素單質間的2F2

＋2H2O＝4HF＋O2

（爆炸）（能反應）（很弱）（極弱）與水反應的劇烈程度逐漸減弱3.鹵素與水反應F2的特殊性Cl2+H2O

HCl+HClOBr2+H2O

HBr+HBrO

I2+H2O

HI+HIOX2

＋H2OHX＋HXO2F2＋2H2O＝4HF＋O2（爆炸）（能反應Cl2的反應Cl2FeCl3CuCl2NaCl與幾乎所有金屬反應HClPCl3PCl5與多種非金屬反應HClHClOCaCl2Ca(ClO)2SBr2I2H2SO4Na2SO4N2FeCl3與還原性物質反應CH2ClCH2ClC6H6Cl6CH3ClHCl加成反應取代反應NaClNaClO3Cl2的反應Cl2FeCl3CuCl2NaCl與幾乎所有金屬一、鹵族單質【小結】①F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次減弱。②F-、Cl-、Br-、I-離子的還原性依次增強。③F、Cl、Br、I元素的非金屬性依次減弱?！居懻摗咳绾螐脑咏Y構的角度解釋鹵族元素在化學性質方面的遞變規(guī)律。 鹵族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半徑依次增大，得電子的能力減弱，導致其單質的氧化性逐漸減弱。一、鹵族單質【小結】一、鹵族單質鹵素單質化學性的特殊性（1）F2和水劇烈反應，水是還原劑；F2不能將溶液中的Cl-、Br-、I-氧化；F2通入NaOH溶液中先與水反應；鹵素單質中只有F2可與稀有氣體反應。（2）氯水使石蕊試劑先變紅后褪色。干燥的氯氣和液氯無漂白性。（3）碘單質遇淀粉變藍。碘單質與鐵反應生成FeI2

一、鹵族單質鹵素單質化學性的特殊性二、氫化物及氫鹵酸分子結構物理性質:無色、刺激性氣味、溶于水、氫鍵化學性質

酸的通性：HCl=H++Cl- 與堿反應、與堿性氧化物反應、與指示劑反應、與活潑金屬反應、與鹽反應。 特性：4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O二、氫化物及氫鹵酸分子結構HCl=H++Cl- 與堿反應、與制法(1)工業(yè)制法 CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑(鉛皿) H2+Cl2=2HCl

二、氫化物及氫鹵酸制法二、氫化物及氫鹵酸原理：

高沸點酸制取低沸點酸（或加熱揮發(fā)）藥品：

固體可溶性鹵鹽固體+濃硫酸（濃磷酸） NaCl(s)+H2SO4(濃)=NaHSO4+HCl↑(微熱) NaCl(s)+NaHSO4=Na2SO4+HCl↑(強熱)

NaCl(s)+H2SO4(濃)=Na2SO4+2HCl↑(強熱)

NaBr(s)+H2SO4(濃)=NaHSO4+HBr↑(微熱)

NaBr(s)+H3PO4(濃)=NaH2PO4+HBr↑(Δ) NaI(s)+H3PO4(濃)=NaH2PO4+HI↑(Δ)(2)實驗室制法原理：(2)實驗室制法氯化氫的反應HClFeCl2CuCl2NaClO2CO2AgClNaClCH3CH2ClCH3CH2ClCl2CH2=CH2CH3CH2OH氯化氫的反應HClFeCl2CuCl2NaClO2CO2A【小結】①鹵化氫的水溶液中只有氫氟酸是弱酸。②酸性:HF<HCl<HBr<HI③熱穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI④沸點：HF>HI>HBr>HCl⑤還原性：HI>HBr>HCl>HF⑥特性：HF能與SiO2反應，儲存需用塑料容器二、氫化物及氫鹵酸【小結】二、氫化物及氫鹵酸三、鹵化物鹵鹽：

CaF2難溶于水、CaCl2(Br、I)溶于水；

AgF溶于水，AgCl(白)、AgBr(淡黃)、

AgI(黃)不溶于水，見光均分解；1、氯化鈉2、氯化鉀3、氯化銨4、溴化鈉、溴化鉀和溴化銨5、碘化鈉6、碘化鉀三、鹵化物鹵鹽：1、氯化鈉四、含氧酸及其鹽

HClO具有不穩(wěn)定性和強氧化性，可用于殺菌和漂白：2HClO=2HCl+O2，

含氧酸酸性強弱順序：HClO4>HClO3>HClO2>HClO

含氧酸氧化性順序：HClO>HClO2>HClO3>HClO4四、含氧酸及其鹽

HClO具有不穩(wěn)定性和強氧化性，可用于漂白粉如何制備？漂白粉的漂白原理？Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClOCa(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO漂白粉如何制備？漂白粉的漂白原理？五、類鹵化合物氫氰酸是一種很弱的酸。它是一種無色透明的液體，極易揮發(fā)。熔點-3.4℃，沸點25.6℃。氫氰酸與水互溶，稀溶液有苦杏仁味，劇毒，很微量就能致死。因此保管和使用必須嚴格按規(guī)章辦事。過氧化氫是氰化物中毒的解毒劑。

有些原子團，在游離態(tài)時具有類似鹵素單質的性質，在成為陰離子時，也具有類似鹵離子的性質，這些原子團稱為類鹵素或擬鹵素。(一)氫氰酸和氰化物五、類鹵化合物氫氰酸是一種很弱的酸。它是一種無色透明的液體，氫氰酸是一種很弱的酸。它是一種無色透明的液體，極易揮發(fā)。熔點-3.4℃，沸點25.6℃。氫氰酸與水互溶，稀溶液有苦杏仁味，劇毒，很微量就能致死。因此保管和使用必須嚴格按規(guī)章辦事。過氧化氫是氰化物中毒的解毒劑。氫氰酸是一種很弱的酸。它是一種無色透明的液體，極易揮發(fā)。熔點氰化物的檢驗：取試液1mL，加入NaOH溶液堿化，再加入溶液數(shù)滴，將混和液煮沸，然后用HCl酸化，再滴加溶液1～２滴，溶液立即出現(xiàn)藍色，表示有存在。氰化物的檢驗：取試液1mL，加入NaOH溶液堿化，再加入溶液硫氰化物又稱硫氰酸鹽。其中硫氰化鉀（KSCN）和硫氰化銨（）是常用的化學試劑。硫氰化物的一個特殊而靈敏的化學反應是與生成血紅色化合物。其化學方程式如下：利用這個性質，常用KSCN或檢驗，或用檢驗硫氰化物。（二）硫氰化物硫氰化物又稱硫氰酸鹽。其中硫氰化鉀（KSCN）和硫氰化銨（）第二節(jié)氧族元素

一、氧族簡介周期表第VIA族稱為氧族元素，包括氧、硫、硒、碲和釙五種元素。

價電子層結構ns2np4，氧化態(tài)-2、+2、+4、+6，氧僅顯-2價(除H2O2及OF2外)。

氧族元素原子最外層6個電子，因而它們是非金屬(釙除外)，但不及鹵素活潑。

隨著原子序數(shù)增大，非金屬性減弱，氧硫是非金屬、硒、碲是半金屬，釙是典型金屬。氧的電負性最高，僅次于氟，所以性質非常活潑，與鹵族元素較為相似。第二節(jié)氧族元素一、氧族簡介周期表第VIA族稱二、氧的單質及其化合物（一）氧

氧是無色、無臭的氣體。在標準下，密度為1.429kg·L-1；熔點（54.21K）和沸點（90.02K）都較低，液態(tài)和固態(tài)氧都顯淡藍色；氧在水中的溶解度很小，通常1ml水僅能溶解0.0308mlO2。

氧最主要的化學性質是氧化化性。除稀有氣體和少數(shù)金屬外，氧幾乎能所有元素直接或間接地化合，生成類型不同，數(shù)量眾多的化合物。

二、氧的單質及其化合物（一）氧（二）臭氧

常溫下，臭氧（O3）是淺藍色的氣體，沸點160.6K、熔點21.6K，O3比O2易溶于水（通常1ml水中能溶解0.49mlO3）。

O3的氧化性大于O2。常溫下，O3能與許多還原劑直接作用。例如：PbS+2O3=PbSO4+O2↑2Ag+2O3=O2↑+Ag2O2（過氧化銀）2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2↑（二）臭氧

常溫下，臭氧（O3）是淺藍色的（三）過氧化氫1、制備：

電解60％H2SO4溶液，減壓蒸餾得H2S2O8，水解可得H2O2。H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O2↑2、性質（1）、不穩(wěn)定性2H2O2＝2H2O+O2↑（2）、弱酸性H2O2H++HO2-H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O（三）過氧化氫1、制備：2、性質（3）、氧化還原性

由于H2O2氧化數(shù)處于中間，因此它既顯氧化性又顯還原性，氧化還原能力與介質的酸堿性有關。以氧化性為主。例如：Cl2+H2O2＝2HCl+O2↑H2O2+2I-+2H+＝I2+2H2OPb+4H2O2＝PbSO4↓+4H2O（3）、氧化還原性三、硫及其化合物（一）硫

1、與金屬、氫、碳等還原性較強的物質作用時，呈現(xiàn)氧化性。H2+SH2SC+2SCS2Hg+SHgS三、硫及其化合物（一）硫

1、與金屬、氫、碳等還原性較強

2、與具有氧化性的酸反應，呈現(xiàn)還原性。

S+2HNO3H2SO4+2NO↑S+2H2SO4（濃）

3SO2↑+2H2O

3、在堿性條件下，硫容易發(fā)生歧化反應。

3S+6NaOH＝2Na2S+Na2SO3+3H2O

2、與具有氧化性的酸反應，呈現(xiàn)還原性。S+2HNO3（二）硫化氫

1、弱酸性H2S為二元弱酸，在溶液中有如下電離平衡：H2SH++HS-K1=9.1×10-8HS-H++S2-K2=1.1×10-12

2、還原性在酸性溶液中，氫硫酸是中強還原劑，可被空氣中的氧氣氧化析出單質硫。2H2S+O2=2S↓+2H2O

3、沉淀劑由于大多數(shù)金屬硫化物不溶于水，在定性分析中，以H2S作為分離溶液中陽離子的沉淀劑。檢驗：以Pb(Ac)2試紙檢驗，H2S使試紙變黑：H2S+Pd（Ac）2=PdS↓+2HAc（二）硫化氫

1、弱酸性

2、還原性在酸性（三）二氧化硫（亞硫酐）1．二氧化硫與水反應

二氧化硫是無色、有刺激性氣味的氣體，比空氣重。二氧化硫有毒，是大氣的主要污染物，它能劇烈地刺激眼睛的角膜和呼吸器官的粘膜，造成呼吸困難，嚴重時可導致死亡。（三）二氧化硫（亞硫酐）1．二氧化硫與水反應常見非金屬元素及其化合物課件（三）二氧化硫（亞硫酐）2．二氧化硫與氧反應3．二氧化硫的漂白作用

二氧化硫能與某些有色物質結合生成無色的物質，所以二氧化硫具有漂白作用。但是，這種無色物質不穩(wěn)定，易分解而恢復原來的顏色。（三）二氧化硫（亞硫酐）

1、硫酸純硫酸（H2SO4）是無色油狀液體，凝聚點為283.43K，沸點為603.2K。硫酸為二元強酸，是最常用的三大無機強酸之一。硫酸及其鹽的主要化學性質為：（1）、吸水性和脫水性（2）、強酸性和強氧化性（3）、濃硫酸的溶解性（四）、硫酸及醫(yī)學上常見的硫酸鹽

1、硫酸（四）、硫酸及醫(yī)學上常見的硫酸鹽

2、硫酸鹽醫(yī)學上常見硫酸鹽的物理性質及用途

2、硫酸鹽醫(yī)學上常見硫酸鹽的物理性質及用途

3、離子的鑒定（1）、S2-

利用醋酸鉛試紙鑒定，此法用于S2-濃度較大時。S2-+Pb2+=PbS↓（2）、SO32-

亞硫酸鹽遇強酸應會放出SO2氣體，SO2具有還原性，能使硝酸亞汞方式紙變黑（Hg22+還原為金屬汞）。SO32-+2H+=SO2↑+H2OSO2+Hg22++2H2O=2Hg+SO42-+4H+

3、離子的鑒定（1）、S2-（3）、S2O32-a、利用S2O32-在酸性介質中的不穩(wěn)定性來檢測。S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2Ob、用AgNO3檢驗：過量的Ag+和S2O32-作用，先生成白色Ag2S2O3沉淀，此沉淀不穩(wěn)定，很快分解為Ag2S，沉淀的顏色由白變黃、變棕、最后變成黑色。（4）、SO42-在確證無F-、SiF62-存在時，用鋇離子檢驗，生成不溶于鹽酸的白色沉淀。SO42-+Ba2+=BaSO4↓（3）、S2O32-a、利用S2O32-在酸性介質中的不穩(wěn)定（五）硫代硫酸鈉硫代硫酸（H2S2O3）非常不穩(wěn)定，只能存在于175K以下。常用的是其鹽Na2S2O3·5H2O，俗稱為海波或大蘇打。

1、遇強酸分解

S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O（五）硫代硫酸鈉硫代硫酸（H2S2O3）非

2、還原性

Na2S2O3是中等強度的還原劑。S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+S2O32-+I2=S4O62-+2I-

3、配位性

S2O32-具有很強的配位能力，能與許多金屬形成穩(wěn)定的配合物。S2O32-+AgBr=[Ag(S2O3)-2]3-+Br-

2、還原性Na2S2O3是中等強度的還原劑。

3、配第三節(jié)氮和磷的化合物周期表VA族包括氮、磷、砷、銻、鉍五種元素，稱為氮族元素。通性有：

1、價電子層結構為ns2np3，主要氧化態(tài)為-3、+3、+5。

2、氮族元素得電子趨勢較小，顯負價較為困難。因此氮族元素的氫化物除NH3外都不穩(wěn)定，而氧化物均較穩(wěn)定。

3、由于從As到Bi，隨著原子量的增加，ns2惰性電子對的穩(wěn)定性增加。第三節(jié)氮和磷的化合物周期表VA族包括氮、磷、砷一、氨和銨鹽（一）氨氨（NH3）是氮的氫化物，常溫下為無色有刺激性氣味的氣體，極易溶于水，氨的水溶液稱為氨水。

1、弱堿性NH3分子具有堿性，從氨的結構來看，氨有孤對電子，可以結合質子，顯示堿性。一、氨和銨鹽（一）氨

1、弱堿性NH3分子具有堿

3、還原性

4、配位性NH3分子中的N原子處于最低氧化態(tài)（-3）。在一定條件下，氨具有還原性由于NH3的N原子上有孤對電子Ag++2NH3＝[Ag(NH3)2]+

2、取代反應

NH3分子中的H原子可以被其他的原子或原子團取代，如NaNH2（氨基化鈉），CaNH（亞氨基化鈣），當三個H原子都被取代，則生成氮化物，如Li3N。

3、還原性

4、配位性NH3分子中的N原（二）銨鹽

1、遇強堿分解放出氨氣

NH4++OH-

NH3↑+H2O

2、強酸類銨鹽水溶液顯弱酸性NH4++H2ONH3·H2O+H+

3、固態(tài)銨鹽受熱時易發(fā)生分解反應銨鹽的熱穩(wěn)定性差，受熱時極易分解，分解產物通常與組成有關。NH4ClNH3↑+HCl↑(NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4↑（二）銨鹽

1、遇強堿分解放出氨氣二、亞硝酸及醫(yī)學上常見的亞硝酸鹽

（一）氮氧化合物氮氧化物包括多種化合物，如氧化亞氮、一氧化氮二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等,它們都是主要的大氣污染物.NO分子中有孤對電子，可以作為配體。有文獻報道，某些含有NO基團的血管舒張藥如亞硝酸異戊酯、三硝酸甘油酯，亞硝酰鐵氰化鈉等，經服用后在人體內釋放出NO，而則被稱為人血管內皮舒張因子。二、亞硝酸及醫(yī)學上常見的亞硝酸鹽

（一）氮氧化合物(二)、亞硝酸及亞硝酸鹽

1、亞硝酸(1)、弱酸性亞硝酸（HNO2）是一元弱酸。(2)、不穩(wěn)定性

3HNO2=HNO3+H2O+2NO↑(二)、亞硝酸及亞硝酸鹽(1)、弱酸性（3）、氧化還原性

HNO2分子中的N的氧化數(shù)為+3，屬于中間氧化態(tài)，既有氧化性又有還原性。在酸性介質中，HNO2及其鹽主要顯還原性。如：2NO2-+2I-+4H+=I2+2NO+2H2O當HNO2與強氧化劑作用時，NO2-為還原劑，被氧化為NO3-。如：5NO2-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O（3）、氧化還原性HNO2分子中的N的氧化數(shù)為+3，屬于中

2、亞硝酸鹽

亞硝酸鹽有毒性。若誤服亞硝酸鈉后，亞硝酸鈉會進入血液，能把亞鐵血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，使血液失去攜氧功能，從而造成組織缺氧，嚴重時人會因缺氧