天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件第十二章氮族碳族與硼族

天津大學(xué)無機(jī)化學(xué)課件第十二章氮族碳族與硼族氮族元素碳族元素硼族元素目錄CONTENT氮族元素01010203氮族元素位于元素周期表中第VA族，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）和鉍（Bi）。氮族元素具有相似的電子構(gòu)型，表現(xiàn)出相似的化學(xué)性質(zhì)，如易形成共價(jià)鍵、具有多種氧化態(tài)等。氮族元素在自然界中的存在形式多樣，如氮?dú)?、氮的氧化物、含磷礦物等。氮族元素的通性

氮族元素的氧化態(tài)氮族元素的氧化態(tài)變化規(guī)律為+5＞+3＞+1＞-3，其中以氮的+5價(jià)氧化態(tài)最為穩(wěn)定。氮族元素在化合物中表現(xiàn)出多種氧化態(tài)的原因是它們的外層電子構(gòu)型為ns2np3，容易失去或獲得電子。不同氧化態(tài)的氮族元素在化合物中的穩(wěn)定性不同，穩(wěn)定性隨氧化態(tài)的升高而降低。010204氮族元素的化合物氮族元素的氫化物具有酸性和還原性，如氨、磷化氫等。氮族元素的氧化物具有多種形式，如一氧化氮、二氧化氮、五氧化二磷等。氮族元素的含氧酸及其鹽類是重要的化工原料，如硝酸、磷酸等。氮族元素能形成多種配合物，這些配合物在化學(xué)反應(yīng)中具有重要作用。03碳族元素02原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳族元素具有相似的電子構(gòu)型，最外層電子數(shù)均為4，表現(xiàn)出相似的化學(xué)性質(zhì)。親金屬性碳族元素易與金屬元素形成金屬間化合物，表現(xiàn)出較強(qiáng)的親金屬性。形成共價(jià)鍵碳族元素傾向于形成共價(jià)鍵，尤其是與氧、硫等非金屬元素形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵。碳族元素的通性030201氧化態(tài)為+4硅和鍺的氧化態(tài)為+4，表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化性。氧化態(tài)為+2和+3錫和鉛的氧化態(tài)分別為+2和+3，表現(xiàn)出中等強(qiáng)度的氧化性和還原性。氧化態(tài)為-4在碳族元素中，碳的氧化態(tài)為-4，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性。碳族元素的氧化態(tài)碳的化合物如二氧化碳、一氧化碳、甲烷等，表現(xiàn)出多種形態(tài)和用途。硅的化合物如硅酸鹽、硅烷等，在陶瓷、玻璃、半導(dǎo)體等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。鍺、錫和鉛的化合物如鍺酸鹽、錫烷、鉛酸鹽等，在電子、化工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。碳族元素的化合物硼族元素03由于電子排布緊密，硼族元素的原子半徑相對(duì)較小。原子半徑較小硼族元素具有缺電子性，它們傾向于形成共價(jià)鍵或配位鍵。缺電子性硼族元素容易與氧結(jié)合，形成氧化物、含氧酸鹽等。親氧性硼族元素可以與金屬離子配位，形成穩(wěn)定的配合物。形成配合物硼族元素的通性在硼族元素中，最常見的氧化態(tài)是+3，如AlB3中的鋁和B2O3中的硼。+3氧化態(tài)某些硼族元素也能呈現(xiàn)+2氧化態(tài)，如CaB6中的硼。+2氧化態(tài)某些硼族元素還能呈現(xiàn)其他氧化態(tài)，如Fe2B中的鐵為+2氧化態(tài)，而B中硼為-3氧化態(tài)。其他氧化態(tài)硼族元素的氧化態(tài)硼族元素可以形成多種氧化物，如Al2O3、B2O3等。氧化物含氧酸鹽配合物硼族元素可以與含氧酸根離子結(jié)合，形成含氧酸鹽，如Al(NO3)3、NH4B(SO4)2等。硼族元素可以與金屬離子配位，形成