第6章無機化合物(第二部分)2013-12-9

1、首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁1無機化合物無機化合物第6章首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁2v 聯(lián)系物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識,了解鹵化物和氧化物的熔點、 硬度等物理性質(zhì)的一般規(guī)律。本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求v 聯(lián)系化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識和電極電勢,掌握一些重要化合物 的氧化還原性質(zhì)。v 聯(lián)系周期系,明確氧化物及其水合物的酸堿性和鹵化物水解性 的一般規(guī)律。v了解配位化合物的組成、命名。掌握配合物的配位解離平衡。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁36.16.1 氧化物和鹵化物的性質(zhì)氧化物和鹵化物的性質(zhì)6.1.16.1.1氧化物和鹵化物的物理性質(zhì)氧化物和鹵化物的物理性質(zhì)

2、1.1.氯化物的熔點、沸點氯化物的熔點、沸點氯化物氯化物是指：氯與是指：氯與電負(fù)性比氯小電負(fù)性比氯小的元素所組成的的元素所組成的二元二元化合物?；衔铩Ｂ然锏娜埸c和沸點大致分為三種情況： 活潑金屬的氯化物如：NaCl、KCl、BaCl2等是離子晶體, 熔點、沸點較高。 非金屬的氯化物如：PCl3、CCl4、SiCl4等是分子晶體，熔點、沸點都很低。 位于周期表中部的金屬元素的氯化物如：AlCl3、FeCl3、CrCl3、ZnCl2等是過渡型氯化物, 熔點、沸點介于兩者之間。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁4表6.1 氯化物的熔點 (單位為C)首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁

3、 末頁末頁5IAHCl-84.9IIAIIIAIVAVAVIALiCl1342BeCl2520BCl312.5CCl476.8NCl31600ScCl3825sTiCl4136.4VCl4148.5CrCl31300sMnCl21190FeCl3315dCoCl21049NiCl2973sCuCl2933dCuCl1490ZnCl2732GaCl3201.3GeCl484AsCl3130.2SeCl4288dRbCl1390SrCl21250YCl31507ZrCl4331sNbCl5254MoCl5268RhCl2800sAgCl1550CdCl2960InCl3600SnCl4114.1S

4、bCl3283TeCl4380CsCl1290BaCl21560LaCl31000HfCl4319sTaCl5242WCl6346.7WCl5275.6ReCl4500AuCl3265sAuCl289.5dHgCl2302TlCl720PbCl4105dPbCl2950BiCl3447表6.2 氯化物的沸點(單位為C) s表示升華; d表示分解。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁63.3.氯化物應(yīng)用：氯化物應(yīng)用：見見p214的表的表6.3 離子型的鹵化物如：NaCl、KCl、BaCl2等形成離子型氯化物，固態(tài)是典型的離子晶體。晶體中質(zhì)點（正、負(fù)離子）之間存在較強的離子鍵，因此熔點、

5、沸點較高、穩(wěn)定性好，在熔融狀態(tài)可用作高溫介質(zhì)(鹽浴劑)。 共價型的鹵化物如：SiHCl3,SiCl4等形成共價型的氯化物，固態(tài)是分子晶體。晶體中質(zhì)點（分子）之間存在較弱的分子之間作用力（分子間力或氫鍵），因此熔點、沸點較低，易揮發(fā)。 過渡型的鹵化物如： MgCl2、AlCl3、ZnCl2、FeCl3等形成過渡型氯化物，固態(tài)是層狀或鏈狀結(jié)構(gòu)的過渡型晶體。晶體中質(zhì)點之間作用力為介于離子鍵和分子之間作用力之間，因此熔點、沸點也介于離子晶體和分子晶體之間。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁74.4.氧化物的熔點、沸點氧化物的熔點、沸點 金屬性強的元素的氧化物是離子型化合物，如：Na2O、M

6、gO。 固態(tài)時是離子晶體，熔點、沸點都較高。 大多數(shù)非金屬氧化物是共價型化合物，如：CO2、N2O5、SO2。 固態(tài)時是分子晶體，熔點、沸點低。 特殊：SiO2等則是原子晶體。質(zhì)點之間的作用力是共價鍵，熔點、沸點高，硬度大。 金屬性較弱的元素的氧化物屬過渡型化合物。固體是過渡型晶體。 其中：低價態(tài)的氧化物偏向離子晶體或原子晶體，熔點、沸點較高，硬度較大。如：Cr2O3、 Fe2O3、Al2O3 高價態(tài)的氧化物偏向分子晶體，熔點、沸點較低。如：V2O5、 CrO3、MoO3。氧化物是指：氧與電負(fù)性比氧要小的元素形成的二元化合物。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁8氧化物的氧化物的應(yīng)用

7、：應(yīng)用： 一些一些離子型氧化物晶體，由于具有熔點高、硬離子型氧化物晶體，由于具有熔點高、硬度大、對熱穩(wěn)定性高的共性，工程中?？捎米髂チ?、耐火材料度大、對熱穩(wěn)定性高的共性，工程中?？捎米髂チ稀⒛突鸩牧霞澳透邷?zé)o機涂料等。及耐高溫?zé)o機涂料等。同價態(tài)的同價態(tài)的金屬氧化物金屬氧化物的熔點比金屬氯化物的熔點要高的熔點比金屬氯化物的熔點要高。 例例如：如：MgOMgCl2; Al2O3AlCl3; Fe2O3 FeCl3; CuOCuCl2。同一金屬元素的同一金屬元素的低價態(tài)氯化物的熔點比高價態(tài)氯化物的熔點要高低價態(tài)氯化物的熔點比高價態(tài)氯化物的熔點要高 例例如：如：FeCl2 FeCl3; SnCl2Sn

8、Cl4。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁9 鐵有多種氧化態(tài)的氧化物，如：鐵有多種氧化態(tài)的氧化物，如：氧化鐵氧化鐵FeO：黑色粉末。堿性。不溶于水溶于酸?？諝庵幸妆谎趸汉谏勰?。堿性。不溶于水溶于酸?？諝庵幸妆谎趸?制備反應(yīng)：制備反應(yīng)： FeC2O4 = FeO + CO + CO2 (在隔絕空氣條件下加熱草酸鐵在隔絕空氣條件下加熱草酸鐵)三氧化二鐵三氧化二鐵Fe2O3：棕紅色或黑色粉末。兩性。不溶于水。：棕紅色或黑色粉末。兩性。不溶于水。 可用作顏料，催化劑等?？捎米黝伭?，催化劑等。 制備反應(yīng)：制備反應(yīng)： 2FeSO4 = Fe2O3 + SO2 + SO3 2FeS2 + 7

9、O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4四氧化三鐵四氧化三鐵Fe3O4：黑色晶體。具有很好的磁性，稱：黑色晶體。具有很好的磁性，稱“磁性氧化鐵磁性氧化鐵” 是磁鐵礦的主要成分。實際上是是磁鐵礦的主要成分。實際上是+3和和+2氧化態(tài)鐵的混合物。氧化態(tài)鐵的混合物。 導(dǎo)電性強，用作錄音磁帶和電訊器材等。導(dǎo)電性強，用作錄音磁帶和電訊器材等。5 5. .鐵鐵的的氧化物氧化物首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁102 2、氧化物及其水合物的酸堿性、氧化物及其水合物的酸堿性 根據(jù)氧化物對酸、堿的反應(yīng)的不同可將氧化物分成酸性酸性氧化物氧化物、堿性堿性氧化物氧化物、兩性兩性氧化物氧化物和

10、不成鹽不成鹽氧化物氧化物四類。 能與堿反應(yīng)生成鹽的是酸性酸性氧化物氧化物。如：SO3, CO2, N2O5, CrO3, Mn2O7等。常見為：大多數(shù)非金屬氧化物和某些高氧化態(tài)的金屬氧化物。 能與酸反應(yīng)生成鹽的是堿性氧化物堿性氧化物。如：MgO, Na2O, Ag2O, FeO等。常見為：大多數(shù)金屬氧化物。 既能與酸反應(yīng)生成鹽又能與堿反應(yīng)生成鹽的是兩性氧化物。兩性氧化物。如：Al2O3, ZnO, Cr2O3, As2O3, PbO, SnO, SnO2等。常見為：一些金屬氧化物和少數(shù)非金屬氧化物 既不能與酸反應(yīng)生成鹽又不能與堿反應(yīng)生成鹽的是不成鹽氧化不成鹽氧化物物。如：CO, NO, N2O

11、等。6.1.6.1.2 2 一些重要化合物的化學(xué)一些重要化合物的化學(xué)性質(zhì)性質(zhì) 首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁11氧化物的水合物化學(xué)式：氧化物的水合物化學(xué)式：氧化物的水合物可用一個簡化通式 R(OH)x來表示,其中x為元素R的氧化值。 對于堿性的氧化物的水合物稱氫氧化物，化學(xué)式：R(OH)x。如：如：Mg(OH), NaOH, Cu(OH)2等。 對于酸性的氧化物的水合物稱含氧酸，化學(xué)式：HxROx。如：如：H3BO3, HClO等。 當(dāng)R的氧化值較高并且易脫水的含氧酸，常用HnROm+n表示。如：如：HNO2, HNO3, H2SO3, H2SO4, HClO4等。 首頁首頁

12、上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁12氧化物及其水合物的酸堿性在周期系中的遞變規(guī)律氧化物及其水合物的酸堿性在周期系中的遞變規(guī)律從熱力學(xué)角度分析：從熱力學(xué)角度分析：比較與水反應(yīng)生成酸或生成堿的反比較與水反應(yīng)生成酸或生成堿的反映能力映能力G值。值。(即：即：ka或或kb值值)從結(jié)構(gòu)角度分析：從結(jié)構(gòu)角度分析： 對于組成為：對于組成為：R(OH)x化化合物：合物： 酸堿性強弱與酸堿性強弱與“HOR”中中羥基氧羥基氧“O” 的電子密度的電子密度有關(guān)。有關(guān)。 當(dāng)當(dāng)R的氧化的氧化 值值Z越高越高，R吸電子能力越強，吸電子能力越強，氧氧“O”原子的電子密度越小，酸性越強、堿性越弱；原子的電子密度越小，酸性越

13、強、堿性越弱； 當(dāng)當(dāng)R的半徑的半徑r越小越小，R吸電子能力越強，吸電子能力越強，氧氧“O”原子原子的電子密度越小，酸性越強、堿性越弱。的電子密度越小，酸性越強、堿性越弱。例如：例如： LiOH(堿性堿性), Be(OH)2(兩性兩性), H3BO3(弱酸弱酸), Mg(OH)2 (堿性堿性), Al(OH)3(兩性兩性)，H4SiO4(酸性酸性)。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁13酸性強弱與酸性強弱與“HOR=O”中中羥基氧羥基氧“O” 的電子密度的電子密度有關(guān)。有關(guān)。m Ka1 例如例如 0 10-7 弱酸弱酸 HClO H3BO31 10-2 中強酸中強酸 HClO2 H2

14、SO3 HNO2 H3PO42 103 強酸強酸 HClO3 H2SO4 HNO33 108 很強酸很強酸 HClO4對于組成為：HnROm+n 的化合物： 化學(xué)式可寫成ROm(OH)n形式。m：非羥基氧原子數(shù)首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁14氧化物及其水合物的酸堿性強弱的一般規(guī)律：氧化物及其水合物的酸堿性強弱的一般規(guī)律： 周期系各族元素最高價態(tài)的氧化物及其水合物周期系各族元素最高價態(tài)的氧化物及其水合物 從左到右(同周期)：酸性增強，堿性減弱 自上而下(同族)：酸性減弱，堿性增強常見的兩性氫氧化物：Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2, Pb(O

15、H)2, Sn(OH)2, Sn(OH)4氧化物的水合物的酸性或堿性與氧化物是一致的。氧化物的水合物的酸性或堿性與氧化物是一致的。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁15堿堿性性增增強強IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA酸酸性性增增強強酸性增強酸性增強LiOH(中強堿中強堿)NaOH(強堿強堿)KOH(強堿強堿)RbOH(強堿強堿)CsOH(強堿強堿)Be(OH)2(兩性兩性) Mg(OH)2(中強堿中強堿)Ca(OH)2(中強堿中強堿)Sr(OH)2(中強堿中強堿)Ba(OH)2(強堿強堿)H3BO3 (弱酸弱酸) Al(OH)3 (兩性兩性) Ga(OH)3 (兩性兩性)

16、 In(OH)3 (兩性兩性) Tl(OH)3 (弱堿弱堿) H2CO3 (弱酸弱酸) H2SiO3 (弱酸弱酸) Ge(OH)4 (兩性兩性) Sn(OH)4 (兩性兩性) Pb(OH)4 (兩性兩性) HNO3 (強酸強酸) H3PO4 (中強酸中強酸) H3AsO4 (弱弱酸酸) HSb(OH)4 (弱弱酸酸) H2SO4 (強酸強酸) H2SeO4 (強強酸酸)H2TeO4 (弱弱酸酸) HClO4 (超強酸超強酸) HBrO4 (強強酸酸)H5IO6 (強強酸酸)堿性增強堿性增強表6.8 氧化物及水合物的酸堿性首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁16高鹵酸鹵酸： HClO4

17、 HBrO4 H5IO6酸性： 最強 強 弱鹵酸鹵酸： HClO3 HBrO3 HIO3酸性： 強 強 近中強 次鹵酸次鹵酸： HClO HBrO HIO3.410-8 210-9 110-11弱酸( )K aVA族族：N2O3, P2O3( 酸性 ); As2O3, Sb2O3(兩性); Bi2O3(堿性)首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁17副族元素氧化物水合物的酸堿性副族元素氧化物水合物的酸堿性1. 最高氧化態(tài)氧化物的水合物最高氧化態(tài)氧化物的水合物堿堿性性 IIIB IVB VB VIB VIIB Sc2O3 TiO2 V2O5 CrO3 Mn2O7Sc(OH)3 Ti(OH

18、)4 HVO3 H2CrO4 (或或H2Cr2O7) HMnO4 堿性堿性 兩性兩性 弱酸弱酸 中強酸中強酸 強酸強酸Y(OH)3 H2MoO4 弱酸弱酸La(OH)3 H2WO4 弱酸弱酸 酸性酸性酸性酸性副族規(guī)律與主族相同副族規(guī)律與主族相同首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁18HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中強酸強酸極強酸酸性增強Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4堿弱堿兩性弱酸強酸酸性增強CrOCr2O3CrO3堿性兩性酸性酸性增強 同一元素形成不同價態(tài)的氧化物及其水合物：同一元素形成不同價態(tài)的氧化物及其水合物：高價態(tài)的酸性比低

19、價的態(tài)強；低價態(tài)的堿性比高價的態(tài)強。首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁19（1）非金屬氯化物）非金屬氯化物 大多數(shù)非金屬氯化物與水大多數(shù)非金屬氯化物與水發(fā)生水解反應(yīng)發(fā)生水解反應(yīng)生成非金屬生成非金屬含氧酸含氧酸和和鹽酸鹽酸。除少數(shù)CCl4、CF4、 NF3等不水解外，高價態(tài)氯化物與水發(fā)高價態(tài)氯化物與水發(fā)生生完全水解反應(yīng)完全水解反應(yīng)。 例：例：BCl3 + 3H2O = H3BO3+ 3HCl SiCl4+ 3H2O = H2SiO3+ 4HCl （可用氨水檢漏）（可用氨水檢漏）3 3、氯化物與水的作用氯化物與水的作用水解反應(yīng)定義水解反應(yīng)定義： MA溶于水后，若溶于水后，若M+離子或離

20、子或A-離子能與離子能與OH-或與或與H+生成弱電解質(zhì)生成弱電解質(zhì)，或生成沉或生成沉淀淀，或生成氣體或生成氣體，破壞了水的解離平衡破壞了水的解離平衡，即發(fā)生了水解反應(yīng)。，即發(fā)生了水解反應(yīng)。氯化物發(fā)生水氯化物發(fā)生水解的結(jié)構(gòu)條件解的結(jié)構(gòu)條件： 具有正電荷的中心原子：外層必須具有正電荷的中心原子：外層必須有空的價軌道有空的價軌道。 電荷越高，水解越完全；半徑越小，水解越完全。電荷越高，水解越完全；半徑越小，水解越完全。 PCl5 + 5H2O = H3PO4 + 5HCl （ 煙霧彈）煙霧彈）首頁首頁 上一頁上一頁 下一頁下一頁 末頁末頁20ZnCl2H2O = Zn(OH)ClHCl 氯化鋅的濃溶液氯化鋅的濃溶液具有顯著的酸性，能溶解金屬氧化物具有顯著的酸性，能溶解金屬氧化物(FeO 等等)，用于金屬焊接。稱，用于金屬焊接。稱“熟鏹水熟鏹水”。（2 2）不太活潑金屬的氯化物）不太活潑金屬的氯化物 鎂、鋅、鐵等的氯化物與水發(fā)生鎂、鋅、鐵等的氯化物與水發(fā)生部分水解反應(yīng)部分水解反應(yīng)，生成生成金屬堿式鹽金屬堿式鹽和和鹽酸鹽酸。使