第18章氫和稀有氣體

1、第第18章章 氫和稀有氣體氫和稀有氣體教學(xué)目標：教學(xué)目標：1.了解氫的成鍵方式，氫氣及氫化物的性質(zhì)、制備和了解氫的成鍵方式，氫氣及氫化物的性質(zhì)、制備和用途。了解稀有氣體單質(zhì)和化合物的性質(zhì)和用途，用途。了解稀有氣體單質(zhì)和化合物的性質(zhì)和用途，建議掌握氙的氟化物和氧化物的強氧化性。建議掌握氙的氟化物和氧化物的強氧化性。2. 掌握用掌握用VSEPR理論判斷稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu)。理論判斷稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu)。3. 掌握非金屬氫化物和含氧酸的酸堿性遞變規(guī)律和掌握非金屬氫化物和含氧酸的酸堿性遞變規(guī)律和原因；含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性和溶解性規(guī)律；含氧酸原因；含氧酸鹽的熱穩(wěn)定性和溶解性規(guī)律；含氧酸及其鹽的氧化還原性遞

2、變規(guī)律和原因。及其鹽的氧化還原性遞變規(guī)律和原因。 4掌握主族金屬的物理化學(xué)性質(zhì)和次級周期性。掌握主族金屬的物理化學(xué)性質(zhì)和次級周期性。18-1 氫氫18-1-1 氫的成鍵方式氫的成鍵方式1 失去電子失去電子 氫的氫的 1s 電子可以失去形成電子可以失去形成 H+ 離子，離子，H+ 僅是一個質(zhì)子。僅是一個質(zhì)子。在水溶液中，有溶劑水參與的情況下，在水溶液中，有溶劑水參與的情況下，H+ 離子將與溶劑分子離子將與溶劑分子結(jié)合成結(jié)合成 H3O+ 。 氫原子能獲得氫原子能獲得1個電子，達到氦的結(jié)構(gòu)個電子，達到氦的結(jié)構(gòu) 1s2，形成含，形成含 H 離離子的活潑金屬的氫化物。子的活潑金屬的氫化物。2 獲得電子獲

3、得電子3 共用電子對共用電子對共價鍵的形成共價鍵的形成 在大多數(shù)含氫化合物中，在大多數(shù)含氫化合物中，H 原子都與其它元素的原子共用原子都與其它元素的原子共用1對對電子，或者說形成電子，或者說形成1個共價鍵。個共價鍵。 4 特殊鍵型特殊鍵型 (1) 氫橋鍵氫橋鍵 (2)氫橋配位鍵氫橋配位鍵 (3)氫鍵氫鍵 18-1-2 氫氣的性質(zhì)與制備氫氣的性質(zhì)與制備 氫是宇宙中最豐富的元素，在地殼和海洋中化合形式的氫氫是宇宙中最豐富的元素，在地殼和海洋中化合形式的氫若以質(zhì)量計，在豐度序列中占第九位。若以質(zhì)量計，在豐度序列中占第九位。 氫有三種同位素：普通氫或氕氫有三種同位素：普通氫或氕(11H或或H)、重氫或

4、氘、重氫或氘(21H或或D)和氚和氚(31H或或T)。 氫氣是無色、無嗅、無味的可燃性氣體，比空氣輕，具有氫氣是無色、無嗅、無味的可燃性氣體，比空氣輕，具有很大的擴散速度和很好的導(dǎo)熱性，在水中的溶解度很小。氫氣很大的擴散速度和很好的導(dǎo)熱性，在水中的溶解度很小。氫氣容易被鎳、鈀、鉑等金屬吸附。容易被鎳、鈀、鉑等金屬吸附。1 氫氣的性質(zhì)氫氣的性質(zhì) H2中中H-H鍵能比一般單鍵高很多，常溫下鍵能比一般單鍵高很多，常溫下H2不活潑，只有某不活潑，只有某些特殊的反應(yīng)能迅速進行，如些特殊的反應(yīng)能迅速進行，如H2同同F(xiàn)2在暗處能迅速化合。在暗處能迅速化合。 在較高溫度下，可與許多金屬（在較高溫度下，可與許多

5、金屬（NaH）和非金屬（）和非金屬（HCl）反）反應(yīng)得到相應(yīng)的氫化物。應(yīng)得到相應(yīng)的氫化物。 高溫下，氫氣是一個非常好的還原劑（高溫下，氫氣是一個非常好的還原劑（CuO），還可使許多），還可使許多有機化合物加氫還原。有機化合物加氫還原。檢驗反應(yīng)：檢驗反應(yīng)：PdCl2(aq) + H2 = Pd(s) + 2HCl(aq) H2受熱發(fā)生離解，得到原子氫，它是更強的還原劑。受熱發(fā)生離解，得到原子氫，它是更強的還原劑。 As + 3H = AsH3 CuCl2 + 2H = Cu + 2HCl BaSO4 + 8H = BaS + 4H2O2 氫氣的制備氫氣的制備（1）實驗室制法）實驗室制法 實驗室里

6、，常利用稀鹽酸或稀硫酸與鋅等活潑金屬作用實驗室里，常利用稀鹽酸或稀硫酸與鋅等活潑金屬作用制取氫氣。該法制得的氫需要經(jīng)過純化。制取氫氣。該法制得的氫需要經(jīng)過純化。 電解水的方法制備氫氣純度高。常采用質(zhì)量分數(shù)為電解水的方法制備氫氣純度高。常采用質(zhì)量分數(shù)為 25% 的的 NaOH 或或 KOH 溶液為電解液。電極反應(yīng)如下：溶液為電解液。電極反應(yīng)如下： 陰極陰極 2 H2O + 2 e H2 + 2 OH 陽極陽極 4 OH O2 + 2 H2O + 4 e （2）工業(yè)制法）工業(yè)制法 氫氣是氯堿工業(yè)中的副產(chǎn)物，電解食鹽水的過程中，在陽氫氣是氯堿工業(yè)中的副產(chǎn)物，電解食鹽水的過程中，在陽極上生成極上生成

7、Cl2，電解池中得到，電解池中得到 NaOH 的同時，陰極上放出的同時，陰極上放出 H2 。 工業(yè)生產(chǎn)上大量需要的氫氣是靠催化裂解天然氣得到的。工業(yè)生產(chǎn)上大量需要的氫氣是靠催化裂解天然氣得到的。CH4 + H2O = CO + 3 H2C3H18 + 3 H2O = 3 CO + 7 H2 工業(yè)生產(chǎn)上也利用水蒸氣通過紅熱的炭層來獲得氫氣，可工業(yè)生產(chǎn)上也利用水蒸氣通過紅熱的炭層來獲得氫氣，可通過紅熱的氧化鐵后用水洗滌，將通過紅熱的氧化鐵后用水洗滌，將CO除去。除去。C (紅熱紅熱) + H2O(g) CO(g) + H2(g)1273K18-1-3 氫氣的用途氫氣的用途 氫氣重要的用途之一是作為

8、合成氨工業(yè)的原料。氫氣重要的用途之一是作為合成氨工業(yè)的原料。 高溫下，氫氣能將許多金屬氧化物或金屬鹵化物還原成單高溫下，氫氣能將許多金屬氧化物或金屬鹵化物還原成單質(zhì)，人們經(jīng)常利用氫氣的這一性質(zhì)制備金屬單質(zhì)。質(zhì)，人們經(jīng)常利用氫氣的這一性質(zhì)制備金屬單質(zhì)。 WO3 + 3 H2 = W + 3 H2OTiCl4 + 2 H2 = Ti + 4 HCl 氫氣在氧氣或空氣中燃燒時，火焰溫度可以達到氫氣在氧氣或空氣中燃燒時，火焰溫度可以達到3273K左左右，工業(yè)上利用此反應(yīng)切割和焊接金屬。右，工業(yè)上利用此反應(yīng)切割和焊接金屬。 氫氣是重要的無污染燃料。氫氣是重要的無污染燃料。18-1-4 氫化物氫化物 氫同

9、堿金屬及多數(shù)堿土金屬在較高的溫度下直接化合時，氫同堿金屬及多數(shù)堿土金屬在較高的溫度下直接化合時，生成離子型氫化物，其中含有生成離子型氫化物，其中含有 H- 離子。離子。1 離子型氫化物離子型氫化物 離子型氫化物可與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出氫氣。離子型氫化物可與水發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出氫氣。 NaH(s) + H2O(l) = H2(g) + NaOH(aq) 在非水極性溶劑中，離子型氫化物能與一些缺電子化合物在非水極性溶劑中，離子型氫化物能與一些缺電子化合物結(jié)合生成復(fù)合氫化物，如：結(jié)合生成復(fù)合氫化物，如：4 LiH + AlCl3 = LiAlH4 + 3 LiClTiCl4 + 4 NaH = Ti

10、 + 4 NaCl + 2 H2(g) 離子型氫化物以及復(fù)合氫化物均具有很強的還原性。離子型氫化物以及復(fù)合氫化物均具有很強的還原性。 p 區(qū)元素的氫化物屬于分子型晶體，這類氫化物具有熔、區(qū)元素的氫化物屬于分子型晶體，這類氫化物具有熔、沸點低的特點，通常條件下多為氣體。沸點低的特點，通常條件下多為氣體。 它們在水中的行為大不相同：它們在水中的行為大不相同：HCl，HBr，HI 等在水中完等在水中完全解離，使溶液顯強酸性；全解離，使溶液顯強酸性；H2S，HF 等在水中部分解離顯弱酸等在水中部分解離顯弱酸性；性；NH3 和和 PH3 等使其水溶液顯弱堿性；硅、硼的氫化物同水等使其水溶液顯弱堿性；硅、

11、硼的氫化物同水作用時生成含氧酸并放出氫氣；甲烷與水基本不發(fā)生作用。作用時生成含氧酸并放出氫氣；甲烷與水基本不發(fā)生作用。 分子型氫化物都具有還原性，而且同族氫化物的還原能力分子型氫化物都具有還原性，而且同族氫化物的還原能力隨原子序數(shù)增加而增強。隨原子序數(shù)增加而增強。2 分子型氫化物分子型氫化物 d 區(qū)元素和區(qū)元素和 f 區(qū)元素一般都能形成金屬型氫化物。從組成區(qū)元素一般都能形成金屬型氫化物。從組成上看，這些氫化物有的是整比化合物，如上看，這些氫化物有的是整比化合物，如 CrH2，NiH，CuH 和和 ZnH2；有的則是非整比化合物，如；有的則是非整比化合物，如 PdH0.8 和一些和一些 f 區(qū)元

12、素區(qū)元素的氫化物等。的氫化物等。 Pt 在任何條件下都不能形成氫化物，但氫可在在任何條件下都不能形成氫化物，但氫可在 Pt 表面上表面上形成化學(xué)吸附氫化物，從而使形成化學(xué)吸附氫化物，從而使 Pt 在加氫反應(yīng)中有廣泛的催化在加氫反應(yīng)中有廣泛的催化作用。作用。 這些金屬氫化物基本上保留著金屬光澤，導(dǎo)電性等金屬特這些金屬氫化物基本上保留著金屬光澤，導(dǎo)電性等金屬特有的物理性質(zhì)。有的物理性質(zhì)。3 金屬型氫化物金屬型氫化物18-2 稀有氣體稀有氣體價電子價電子層結(jié)構(gòu)層結(jié)構(gòu)He Ne Ar Kr Xe Rn 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 稀有氣體的發(fā)現(xiàn)：稀有氣

13、體的發(fā)現(xiàn)： “第三位小數(shù)的勝利第三位小數(shù)的勝利” 英國物理學(xué)家英國物理學(xué)家Rayleigh(雷利雷利)發(fā)現(xiàn)，分解氮的化合物得來發(fā)現(xiàn)，分解氮的化合物得來的氮氣每升的氮氣每升1.251g，而從空氣中分離出來的氮氣每升，而從空氣中分離出來的氮氣每升1.257g。他堅信自己的實驗結(jié)果，但又百思不得其解。他堅信自己的實驗結(jié)果，但又百思不得其解。W. Ramsay (萊萊姆賽姆賽)與雷利合作，他們經(jīng)過不懈的努力，除去空氣的所有已與雷利合作，他們經(jīng)過不懈的努力，除去空氣的所有已知成分，在知成分，在 1894 年第一次從空氣中分離出氬年第一次從空氣中分離出氬 Ar 。隨后，。隨后，He、Ne、Kr和和Xe也從

14、空氣中先后分離出來。也從空氣中先后分離出來。 18-2-1 稀有氣體的性質(zhì)和用途稀有氣體的性質(zhì)和用途物理性質(zhì)：物理性質(zhì)：無色、無嗅、無味的單原子氣體。無色、無嗅、無味的單原子氣體。 He氦是所有氣體中最難液化的，大約氦是所有氣體中最難液化的，大約2.2K時液氦會由時液氦會由一種液態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種液態(tài)。溫度在一種液態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種液態(tài)。溫度在2.2K以下的液氦具有許以下的液氦具有許多反常的性質(zhì)，例如超導(dǎo)性、低粘滯性等。多反常的性質(zhì)，例如超導(dǎo)性、低粘滯性等?；瘜W(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：稀有氣體都是單原子分子，其核外電子層都有相稀有氣體都是單原子分子，其核外電子層都有相對飽和的結(jié)構(gòu)，故而化學(xué)性質(zhì)不活潑，被稱為對

15、飽和的結(jié)構(gòu)，故而化學(xué)性質(zhì)不活潑，被稱為“惰性氣體惰性氣體”或或“貴族氣體貴族氣體”。用途：用途：He填充氣球；作惰性保護氣；超低溫冷卻劑。填充氣球；作惰性保護氣；超低溫冷卻劑。Ne氖的導(dǎo)電性是空氣的氖的導(dǎo)電性是空氣的75倍，用于放電管中發(fā)射紅光，倍，用于放電管中發(fā)射紅光，氖燈俗稱氖燈俗稱“霓虹燈霓虹燈”；也可作惰性保護氣。；也可作惰性保護氣。導(dǎo)熱性很差，用于填充燈泡，惰性保護氣。導(dǎo)熱性很差，用于填充燈泡，惰性保護氣。Xe氙燈放出的白光十分強烈，有氙燈放出的白光十分強烈，有“人造小太陽人造小太陽”之稱，之稱，氙燈能放出紫外線，應(yīng)用與醫(yī)療。氙燈能放出紫外線，應(yīng)用與醫(yī)療。KrAr18-2-2 稀有氣

16、體化合物稀有氣體化合物O2 + PtF6 O2+PtF6 Xe + PtF6 Xe+PtF6 第一個稀有氣體化合物的合成：第一個稀有氣體化合物的合成： “科學(xué)的選題方法科學(xué)的選題方法”。 1962年年 Neil Batrlett（尼爾（尼爾巴特利特）注意到巴特利特）注意到 Xe 的電離能的電離能 1169 kJmol1 和和 O2 的電離能的電離能 1175 kJmol1 相近，于是模仿相近，于是模仿 O2+PtF6 的合成，將等體積的的合成，將等體積的 Xe 和和 PtF6 蒸汽在室溫下反應(yīng)，蒸汽在室溫下反應(yīng)，獲得了獲得了Xe+PtF6。 “惰性氣體惰性氣體”也隨之改名為也隨之改名為“稀有氣

17、體稀有氣體”。稀有氣體元素。稀有氣體元素化學(xué)揭開了新篇章?；瘜W(xué)揭開了新篇章。 一、氟化物一、氟化物1. 制備：制備：鎳制容器鎳制容器(NiF2保護膜保護膜)中一定溫度和壓強下合成。中一定溫度和壓強下合成。XeF2(g) Xe過量過量Xe (g) + F2(g)XeF4(g) F2過量過量XeF6(g) F2過量，反應(yīng)時間長過量，反應(yīng)時間長目前，研究較多的是目前，研究較多的是Xe的化合物。的化合物。2. 化學(xué)性質(zhì)：化學(xué)性質(zhì)：(1)水解反應(yīng)水解反應(yīng) XeF2 + H2OXe + 1/2O2 + 2HF 6XeF4 + 12H2O4Xe + 2XeO3 + 3O2 + 24HF XeF6 + 3H2

18、OXeO3 + 6HF XeF6 + H2OXeOF4 + 2HF (不完全水解不完全水解)(2)強氧化劑強氧化劑 NaBrO3 + XeF2 + H2O NaBrO4 + 2HF + Xe 氧化能力按氧化能力按XeF2XeF4XeF6順序遞增。順序遞增。 XeFn + H2 Xe + HF (400oC、130oC、室溫、室溫)二、氧化物和含氧酸二、氧化物和含氧酸 XeO3：易潮解和易爆炸的易潮解和易爆炸的晶狀固體，晶狀固體，具有強氧化性，酸性具有強氧化性，酸性介質(zhì)對反應(yīng)有利。介質(zhì)對反應(yīng)有利。2XeO3 + 4H2O22Xe + 5O2 + 4H2OXeO3 + 6FeSO4 + 3H2O

19、Xe + 2Fe2(SO4)3 + 2Fe(OH)3XeO3 + 6HClXe + 3Cl2 + 3H2O5XeO3 + 6MnSO4 + 9H2O 6HMnO4 + 5Xe + 6H2SO4 (H+) XeO3在中性及微酸性水溶液中主要呈分子狀態(tài)，在中性及微酸性水溶液中主要呈分子狀態(tài)，但在堿但在堿性溶液中，主要呈氙酸鹽性溶液中，主要呈氙酸鹽HXeO4形式。形式。 XeO3 + OH- - HXeO4- - 向向XeO3水溶液中通入水溶液中通入O3可得高氙酸可得高氙酸H4XeO6，如果把，如果把O3通入通入XeO3的的NaOH溶液，可得溶液，可得Na4XeO6。 XeO3+ O3 + 2H2O

20、 H4XeO6 + O2 XeO3+ O3 + 6H2O + 4NaOH Na4XeO68H2O + O2 氙酸鹽和高氙酸鹽也都是強氧化劑。氙酸鹽和高氙酸鹽也都是強氧化劑。 無論是無論是Xe(II)、Xe(IV)、Xe(VI)或或Xe(VIII)的化合物，的化合物，都是氧化劑。而且價態(tài)越高氧化性越強，這是由于稀有氣體原都是氧化劑。而且價態(tài)越高氧化性越強，這是由于稀有氣體原子力求恢復(fù)原來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。子力求恢復(fù)原來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。18-2-3 稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu)稀有氣體化合物的結(jié)構(gòu)1 用現(xiàn)代價鍵理論討論氙化合物的分子結(jié)構(gòu)用現(xiàn)代價鍵理論討論氙化合物的分子結(jié)構(gòu) 例：例：XeF2 用用VSEPR理

21、論解釋，理論解釋，價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)=5，鍵合電子對數(shù)鍵合電子對數(shù)=2，孤電子對數(shù)，孤電子對數(shù)=3，其，其VSEPR理想模型為三角雙錐體，分子的實理想模型為三角雙錐體，分子的實際構(gòu)型為直線型。際構(gòu)型為直線型。 根據(jù)雜化軌道理論，根據(jù)雜化軌道理論，XeF2 中中 Xe 采用采用 sp3d 雜化。雜化。 XeF4 根據(jù)根據(jù)VSEPR理論，理論，價層電子對數(shù)價層電子對數(shù)=6，鍵合電子對數(shù)鍵合電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)，孤電子對數(shù)=2，其，其VSEPR理想模型為八面體，分子的實際構(gòu)理想模型為八面體，分子的實際構(gòu)型為正方形。型為正方形。 根據(jù)雜化軌道理論，根據(jù)雜化軌道理論，XeF4 中中 Xe 采用

22、采用 sp3d2 雜化。雜化。 XeF6 7 五角雙錐五角雙錐 1 變形八面體變形八面體 sp3d3 XeOF4 6 八面體八面體 1 四方錐形四方錐形 sp3d2XeO3 4 四面體四面體 1 三角錐形三角錐形 sp3XeO4 4 四面體四面體 0 四面體四面體 sp3價層電價層電子對數(shù)子對數(shù)孤電子孤電子對數(shù)對數(shù)最穩(wěn)定最穩(wěn)定構(gòu)型構(gòu)型理想理想模型模型雜化雜化方式方式2 用分子軌道法討論氙化合物的分子結(jié)構(gòu)用分子軌道法討論氙化合物的分子結(jié)構(gòu) XeF2 中中 Xe 原子的原子的 5px 軌道與兩個軌道與兩個 F 原子的各原子的各 1 個個 2px 軌軌道，組成道，組成 1 個成鍵軌道，個成鍵軌道，1

23、 個反鍵軌道和個反鍵軌道和 1 個非鍵軌道。個非鍵軌道。4個個電子填入成鍵和非鍵分子軌道，反鍵分子軌道為空軌道。鍵級電子填入成鍵和非鍵分子軌道，反鍵分子軌道為空軌道。鍵級為為 1，這個鍵屬于，這個鍵屬于 鍵，它有效地將氙原子和兩個氟原子結(jié)合鍵，它有效地將氙原子和兩個氟原子結(jié)合在一起。在一起。18-3-1 主族非金屬元素的通性主族非金屬元素的通性18- -3 主族元素總結(jié)主族元素總結(jié)1. 非金屬氫化物非金屬氫化物 非金屬都能形成具有最高氧化態(tài)的共價型的簡單氫化物：非金屬都能形成具有最高氧化態(tài)的共價型的簡單氫化物： B2H6 CH4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2S HCl AsH3

24、 H2Se HBr H2Te HI 通常情況下為氣體或揮發(fā)性液體。通常情況下為氣體或揮發(fā)性液體。同一族，沸點從上到下同一族，沸點從上到下遞增遞增，但，但NH3、H2O及及HF的沸點由于存在分子間的沸點由于存在分子間氫鍵氫鍵異常高。異常高。 (1) 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性： 從熱力學(xué)角度看，氫化物的標準生成自由能或標準生成從熱力學(xué)角度看，氫化物的標準生成自由能或標準生成焓越負焓越負(K越大越大)，氫化物越穩(wěn)定。，氫化物越穩(wěn)定。 在同一周期中，從左到右熱穩(wěn)定性逐漸增加。在同一周期中，從左到右熱穩(wěn)定性逐漸增加。 B2H6 CH4 NH3 H2O HF分解溫度分解溫度 373K下下 873 1073 127

25、3 不分解不分解 在同一族中，自上而下熱穩(wěn)定性逐漸減小。在同一族中，自上而下熱穩(wěn)定性逐漸減小。 HF HCl HBr HI分解溫度分解溫度 不分解不分解 3273 1868 1073 熱穩(wěn)定性變化規(guī)律與非金屬元素電負性的變化規(guī)熱穩(wěn)定性變化規(guī)律與非金屬元素電負性的變化規(guī)律是一致的。律是一致的。 非金屬與氫的電負性非金屬與氫的電負性( H=2.2)相差越大，所生成的相差越大，所生成的氫化物越穩(wěn)定；反之，不穩(wěn)定。氫化物越穩(wěn)定；反之，不穩(wěn)定。 例如例如 As=2.18，AsH3很不穩(wěn)定，它不能由很不穩(wěn)定，它不能由As與與H2直接合成；而直接合成；而 F=3.98，HF很穩(wěn)定，加熱至高溫也不會很穩(wěn)定，加

26、熱至高溫也不會分解。分解。 （2） 還原性還原性 除除HF以外，其它分子型氫化物都有還原性，其變化規(guī)律以外，其它分子型氫化物都有還原性，其變化規(guī)律與穩(wěn)定性的增減規(guī)律相反，穩(wěn)定性大的氫化物，還原性小。與穩(wěn)定性的增減規(guī)律相反，穩(wěn)定性大的氫化物，還原性小。 還還 B2H6 CH4 NH3 H2O HF 原原 SiH4 PH3 H2S HCl 性性 AsH3 H2Se HBr 增增 H2Te HI 強強 還還 原原 性性 增增 強強 原因：原因：氫化物氫化物AHn的還原性來自的還原性來自An-，周期表中，從右向左，周期表中，從右向左，從上而下，從上而下，A的半徑增大，電負性減小，故的半徑增大，電負性減

27、小，故An-失電子的能力遞失電子的能力遞增，氫化物的還原性遞增。增，氫化物的還原性遞增。 （3） 酸性：酸性： 非金屬元素氫化物在水溶液中的酸堿性和該氫化物在水中非金屬元素氫化物在水溶液中的酸堿性和該氫化物在水中給出或接受質(zhì)子能力的相對強弱有關(guān)。給出或接受質(zhì)子能力的相對強弱有關(guān)。 中心原子的電荷越低，半徑越大，電子密度越小，對中心原子的電荷越低，半徑越大，電子密度越小，對H+的的束縛能力越低，所以氫化物給出束縛能力越低，所以氫化物給出 H+ 的能力即酸性就越強。的能力即酸性就越強。 規(guī)律：規(guī)律：同族從上而下，酸強度增加；同族從上而下，酸強度增加； 如：如： H2S H2Se H2Te 同周期從

28、左到右，酸強度增加。同周期從左到右，酸強度增加。 如如：NH3 H2O HF2. 含氧酸含氧酸 ROH規(guī)則：規(guī)則：中心原子的半徑較小，電荷較高，即離子勢中心原子的半徑較小，電荷較高，即離子勢越大時，它的酸性越強，反之越弱。越大時，它的酸性越強，反之越弱。 同一類型的非金屬元素含氧酸，在同一周期中，從左到同一類型的非金屬元素含氧酸，在同一周期中，從左到右，酸性逐漸增強。右，酸性逐漸增強。 如：如：H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HBrO4 HIO4 對同一種非金屬元素，隨氧化數(shù)降低，酸性減弱。對同一種非金屬元素，隨氧化數(shù)降低，酸性減弱。 如：如： HClO4 HClO3 HClO2 HCl

29、O Pauling規(guī)則規(guī)則 含氧酸可記作含氧酸可記作ROn(OH)y (1) 多元含氧酸的逐級電離常數(shù)之比約為多元含氧酸的逐級電離常數(shù)之比約為10- 5，即，即K1:K2:K31:10-5:10-10，或，或pKa的差值為的差值為5。 (2) 含氧酸的含氧酸的K1與非羥基氧原子數(shù)與非羥基氧原子數(shù)n有如下關(guān)系：有如下關(guān)系： K1105n-7，即，即pKa1 7-5n 例如例如H2SO3，可記作，可記作SO(OH)2，n=1，Ka1=10-2通常通常n0，為弱酸，如，為弱酸，如HClO；n1，為中強酸，如，為中強酸，如H2SO3；n2，為強酸，如，為強酸，如HNO3；n3，為最強酸，如，為最強酸，

30、如HClO4。3 含氧酸鹽含氧酸鹽(1)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 在常見的含氧酸鹽中，在常見的含氧酸鹽中，磷酸鹽、硅酸鹽都比較穩(wěn)定，硝酸磷酸鹽、硅酸鹽都比較穩(wěn)定，硝酸鹽及鹵酸鹽一般穩(wěn)定性較差，鹽及鹵酸鹽一般穩(wěn)定性較差，碳酸鹽和硫酸鹽居中。碳酸鹽和硫酸鹽居中。例如：例如： CaSO4 CaCO3 AgClO3 AgNO3分解溫度分解溫度/K 1422 1170 543 485 酸式鹽同正鹽比較，前者往往不及后者穩(wěn)定。酸式鹽同正鹽比較，前者往往不及后者穩(wěn)定。 同一酸根不同金屬的鹽，金屬離子的極化作用越大，穩(wěn)定同一酸根不同金屬的鹽，金屬離子的極化作用越大，穩(wěn)定性越差。性越差。 BeCO3 MgCO3 CaC

31、O3 SrCO3 BaCO3 (2) 溶解性溶解性 含氧酸鹽屬于離子化合物，它們的絕大部分含氧酸鹽屬于離子化合物，它們的絕大部分鈉鹽、鉀鹽和鈉鹽、鉀鹽和銨鹽以及酸式鹽都易溶于水銨鹽以及酸式鹽都易溶于水。其它含氧酸鹽在水中的溶解性可。其它含氧酸鹽在水中的溶解性可歸納如下：歸納如下： (1) 硝酸鹽、氯酸鹽：硝酸鹽、氯酸鹽：都易溶于水，且溶解度隨溫度的升高都易溶于水，且溶解度隨溫度的升高而迅速地增加。而迅速地增加。 (2) 硫酸鹽：硫酸鹽：大部分溶于水，但大部分溶于水，但SrSO4、BaSO4及及PbSO4難溶難溶于水，于水，CaSO4、Ag2SO4及及Hg2SO4微溶于水。微溶于水。 (3) 碳

32、酸鹽：碳酸鹽：大多數(shù)都不溶于水，其中又以大多數(shù)都不溶于水，其中又以Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+的碳酸鹽最難溶。的碳酸鹽最難溶。 (4) 磷酸鹽：磷酸鹽：大多數(shù)都不溶于水。大多數(shù)都不溶于水。 陰陽離子半徑匹配規(guī)則：陰陽離子半徑匹配規(guī)則： 鹽中陰陽離子半徑相差較大時，溶解度較大。鹽中陰陽離子半徑相差較大時，溶解度較大。 晶格能較小，水合熱占優(yōu)勢。晶格能較小，水合熱占優(yōu)勢。 如如 NaClO4 KClO4 RbClO4 鹽中陰陽離子半徑相差不大時，溶解度較小。鹽中陰陽離子半徑相差不大時，溶解度較小。 晶格能大。晶格能大。 如如 RbF KF NaF LiF(3) 含氧酸及其鹽的氧化還原性含

33、氧酸及其鹽的氧化還原性 規(guī)律：規(guī)律： (a) 同一周期各元素最高氧化態(tài)含氧酸的氧化性從左到右同一周期各元素最高氧化態(tài)含氧酸的氧化性從左到右大致遞增。大致遞增。 如：如：H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 VO2+ Cr2O72 MnO4 (b) 在同一族中，自上而下，各元素的最高氧化態(tài)在同一族中，自上而下，各元素的最高氧化態(tài)(某些中某些中間氧化態(tài)間氧化態(tài))含氧酸的氧化性，大多是呈鋸齒狀升高（含氧酸的氧化性，大多是呈鋸齒狀升高（次級周期次級周期性性）。低氧化態(tài)則依次降低。）。低氧化態(tài)則依次降低。 如：如：HClO4 H5IO6 HClO HBrO HIO (c)同一元素不同氧化態(tài)的含氧酸，低氧化態(tài)的氧化性較同一元素不同氧化態(tài)的含氧酸，低氧化態(tài)的氧化性較強。強。 如：如： HClO4 HClO3 HClO2 HClO H2SO3 稀稀 H 2SO4 HNO2 稀稀 HNO3 (d) 濃酸的氧化性比稀酸強，酸比相應(yīng)的鹽的氧化性強，濃酸的氧化性比稀酸強，酸