一非金屬單質(zhì)結(jié)構(gòu)特點非金屬單質(zhì)的化學(xué)質(zhì)ppt課件

1、( (一一) ) 非金屬單質(zhì)構(gòu)造特點非金屬單質(zhì)構(gòu)造特點, ,非金屬單質(zhì)的化學(xué)非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)( (二二) ) 無機含氧酸的構(gòu)造特點和酸性強弱變化無機含氧酸的構(gòu)造特點和酸性強弱變化規(guī)律規(guī)律( (三三) ) 無機含氧酸的溶解性、熱穩(wěn)定性、氧化復(fù)無機含氧酸的溶解性、熱穩(wěn)定性、氧化復(fù)原性的規(guī)律原性的規(guī)律非金屬元素總結(jié)非金屬元素總結(jié) 周期表中的位置周期表中的位置非金屬共非金屬共22種種(五種準(zhǔn)金屬五種準(zhǔn)金屬)III A IVA VA VIA VII A VIIIA (H) HeB C N O F Ne Al Si P S Cl ArGa Ge As Se Br KrIn Sn Sb Te I X

2、eTl Pb Bi Po At Rn金金 屬屬非金屬共非金屬共22種，種， 常溫壓下常溫壓下氣體氣體11種種 A族族6種、種、F2、Cl2、O2、N2、 H2液體液體1種種 Br2固體固體10種種 I2 At S8 Se Te P4 As B C Si 存在形狀存在形狀Si: 理想半導(dǎo)體資料理想半導(dǎo)體資料Si或或Ge (P, As, Sb, Bi): n型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體Si或或Ge (B, Al, Ga, In): p型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體8-N 規(guī)那么規(guī)那么: N代表族數(shù)代表族數(shù),每個原子的每個原子的8-N 個價電子可與個價電子可與8-N個個原子銜接原子銜接, 構(gòu)成構(gòu)成 8-N個共價鍵個共價鍵,

3、即共價數(shù)為即共價數(shù)為8-N 非金屬單質(zhì)的成鍵規(guī)那么非金屬單質(zhì)的成鍵規(guī)那么 非金屬單質(zhì)的構(gòu)造非金屬單質(zhì)的構(gòu)造第八主族第八主族 稀有氣體稀有氣體 8-8=0為單原子分子為單原子分子,范德華力為內(nèi)聚力范德華力為內(nèi)聚力,分子型晶體分子型晶體第七主族第七主族 鹵素鹵素 8-7=1雙原子分子雙原子分子,范德華力為內(nèi)聚力范德華力為內(nèi)聚力,分子型晶體分子型晶體第六主族第六主族 氧族元素氧族元素 8-6=2氧原子可構(gòu)成復(fù)鍵氧原子可構(gòu)成復(fù)鍵,為雙原子分子為雙原子分子.硫硫,硒硒,碲半徑較大碲半徑較大,不易構(gòu)成不易構(gòu)成p-p鍵鍵,而傾向于構(gòu)成盡能夠多的單鍵而傾向于構(gòu)成盡能夠多的單鍵S8第五主族第五主族 氮族元素氮族

4、元素 8-5=3氮原子可構(gòu)成復(fù)鍵氮原子可構(gòu)成復(fù)鍵,為多重鍵雙原子分子為多重鍵雙原子分子.磷磷,砷砷,銻為三配位的有限分子銻為三配位的有限分子 P4 As4PPPP600第四主族第四主族 8-4=4 碳、硅易碳、硅易sp3雜化雜化,四配位金剛石構(gòu)造四配位金剛石構(gòu)造, 原子晶體原子晶體有些單質(zhì)由于構(gòu)成大有些單質(zhì)由于構(gòu)成大鍵鍵,多中心鍵多中心鍵,鍵型發(fā)生變化，不鍵型發(fā)生變化，不遵守此規(guī)那么遵守此規(guī)那么,如硼單質(zhì)中的多中心鍵的數(shù)目不等于如硼單質(zhì)中的多中心鍵的數(shù)目不等于8-N 小分子物質(zhì)小分子物質(zhì), 如單原子稀有氣體如單原子稀有氣體, 雙原子分子雙原子分子 多原子分子物質(zhì)多原子分子物質(zhì)S8 P4 As4

5、大分子大分子(巨型分子巨型分子)物質(zhì)物質(zhì)金剛石、晶體硅、硼等原子晶體金剛石、晶體硅、硼等原子晶體混合型晶體混合型晶體: 石墨石墨 非金屬元素的分類非金屬元素的分類(按構(gòu)造和性質(zhì)按構(gòu)造和性質(zhì))1. 常溫常壓下性質(zhì)常溫常壓下性質(zhì) 常溫常壓下常溫常壓下, F2、Cl2、Br2、O2 、S、P較活潑，較活潑，其他在高溫下可與其它物質(zhì)反響。其他在高溫下可與其它物質(zhì)反響。N2、C、Si、B不活不活潑潑 非金屬單質(zhì)的性質(zhì)非金屬單質(zhì)的性質(zhì)2. 與酸反響與酸反響 (1) 不與非氧化性酸反響不與非氧化性酸反響(2) C，B， S，P，I2等單質(zhì)與氧化性酸作用等單質(zhì)與氧化性酸作用P + 5HNO3(濃濃) = H3

6、PO4 + 5NO2 + H2O2B + 3H2SO4( 濃濃) = 2H3BO3 + 3SO23. 與堿反響與堿反響 (1) Cl2、Br2 、 I2 、 S、P等遇堿歧化等遇堿歧化Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O 3S + 6OH- = 2S2- + SO32 - + 3H2OP4 + 3KOH + 3H2O = PH3 + 3KH2PO2(2) Si B As等與堿反響放出氫氣等與堿反響放出氫氣Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2此類單質(zhì)多為兩性和準(zhǔn)金屬此類單質(zhì)多為兩性和準(zhǔn)金屬親氧性強親氧性強, 與氧構(gòu)成含氧酸與氧構(gòu)成含氧酸4. 與水

7、反響與水反響 多數(shù)非金屬單質(zhì)不與水反響多數(shù)非金屬單質(zhì)不與水反響(1) 鹵素鹵素F2 氧化水氧化水, 其他微弱反響其他微弱反響(2) C, B赤熱與水蒸氣反響赤熱與水蒸氣反響F2+ H2O = 2HF + O221C + H2O(g) = CO + H2 B + 3H2O(g) = B(OH)3 + 3H2 分子型氫化物分子型氫化物 無機含氧酸無機含氧酸 熔沸點熔沸點B2H6 CH4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2S HCl AsH3 H2Se HBr SbH3 H2Te HI同一族氫化物同一族氫化物 從上到下熔沸點升高從上到下熔沸點升高. 第二周期第二周期NH3 H2O HF反常

8、高反常高2. 同一周期同一周期, 不太規(guī)律不太規(guī)律. 與分子極性有關(guān)與分子極性有關(guān) 熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性電負性減小，與氫結(jié)合才干減弱，穩(wěn)定性減弱電負性減小，與氫結(jié)合才干減弱，穩(wěn)定性減弱NH3很穩(wěn)定，很穩(wěn)定， PH3加熱那么分解。加熱那么分解。AsH3和和SbH3在室溫時逐漸自動分解，在室溫時逐漸自動分解，BiH3很容易分很容易分解解 3.04 3.44 3.98CH4 NH3 H2O HF 3.98 SiH4 PH3 H2S HCl 3.16 AsH3 H2Se HBr 2.96 SbH3 H2Te HI 2.66從左到右從左到右, 熱穩(wěn)定性添加熱穩(wěn)定性添加由由上上到到下下熱熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性降降低低

9、除除HF外外, 其它分子型氫化物都有復(fù)原性其它分子型氫化物都有復(fù)原性CH4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2S HCl GeH4 AsH3 H2Se HBr SbH3 H2Te HI 復(fù)原性依次加強復(fù)原性依次加強復(fù)原性依次加強復(fù)原性依次加強 還還 原原 性性電負性減小，半徑增大電負性減小，半徑增大, 失電子才干遞增，復(fù)原性加強失電子才干遞增，復(fù)原性加強3222222HIFeIFeH 影響酸性的要素很多影響酸性的要素很多,主要反響在與質(zhì)子直接相主要反響在與質(zhì)子直接相連原子對它的束縛力上。束縛力強弱與該原子的電連原子對它的束縛力上。束縛力強弱與該原子的電子密度的大小有直接關(guān)系子密度的大

10、小有直接關(guān)系. 電子密度的大小與原子所帶負電荷數(shù)以及原子電子密度的大小與原子所帶負電荷數(shù)以及原子半徑有關(guān)系半徑有關(guān)系. .闡明的是某原子吸引帶正電荷原子或闡明的是某原子吸引帶正電荷原子或原子團的才干原子團的才干. .與質(zhì)子相連的原子的電子密度與質(zhì)子相連的原子的電子密度,決議無機酸強度決議無機酸強度H3O+ H2O OH - 水溶液酸堿性水溶液酸堿性 同一周期同一周期, 從左到右從左到右, 酸性依次加強酸性依次加強CH4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2S HCl GeH4 AsH3 H2Se HBr SbH3 H2Te HI 酸性依次加強酸性依次加強酸性依次加強酸性依次加強 原子原

11、子 所帶負電荷依次減少所帶負電荷依次減少, 原子的電子密度越原子的電子密度越來越小來越小,氫化物酸性依次加強氫化物酸性依次加強酸性酸性: NH3 H2O : NH3 H2O HFHF 同一主族同一主族, 從上到下從上到下, 酸性依次加強酸性依次加強原子所帶電荷一樣原子所帶電荷一樣,但它們的原子半徑增大但它們的原子半徑增大, 電子密度逐漸變小電子密度逐漸變小,相應(yīng)氫化物酸性依次加強相應(yīng)氫化物酸性依次加強.HF HCl HBr HIH2O H2S H2Se 0.32 酸式電離酸式電離 0.22 堿式電離堿式電離 = 0.220.32 兩兩 性性f ff ff ff 減小，堿性加強減小，堿性加強例例

12、1Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2例例2 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 Si(OH)4 添加，堿性漸弱，酸性漸強添加，堿性漸弱，酸性漸強f閱歷規(guī)那么閱歷規(guī)那么r用用pm為單位為單位2. 鮑林規(guī)那么半定量閱歷規(guī)那么鮑林規(guī)那么半定量閱歷規(guī)那么 (2) 含氧酸的含氧酸的K1與非羥基氧原子數(shù)目與非羥基氧原子數(shù)目N有如下關(guān)系有如下關(guān)系 K1=10 5N-7 即即 pKa 7 -5N氧的電負性大氧的電負性大,對中心原子有較強吸引力對中心原子有較強吸引力,使中心原子正電場添加使中心原子正電場添加(1) 多元酸逐級離解常數(shù)：多元酸逐級離解常數(shù)： K1

13、: K2 : K3 1 : 10-5 : 10-10 例：例：H3PO4、H3AsO4、H2SO3、H2CO3 但有機酸和許多無機酸不適用。但有機酸和許多無機酸不適用。 強酸強酸 pKa 0； 弱酸弱酸 pKa = 0 7 很弱的酸很弱的酸 pKa = 7 143. 非金屬含氧酸酸性變化規(guī)律非金屬含氧酸酸性變化規(guī)律(2). 同一族元素構(gòu)成的同種類型含氧酸同一族元素構(gòu)成的同種類型含氧酸,從上到下從上到下,酸性減弱酸性減弱(1). 同一周期元素構(gòu)成的最高含氧酸同一周期元素構(gòu)成的最高含氧酸, 從左到右從左到右, 酸性加強酸性加強H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HOBr HOI(3). 同一元素

14、構(gòu)成的含氧酸酸性隨著氧化數(shù)的升高而加強同一元素構(gòu)成的含氧酸酸性隨著氧化數(shù)的升高而加強(4). 從第三周期開場從第三周期開場,假設(shè)干含氧酸失水構(gòu)成鏈狀假設(shè)干含氧酸失水構(gòu)成鏈狀,環(huán)狀及網(wǎng)環(huán)狀及網(wǎng)狀狀 構(gòu)造的多酸構(gòu)造的多酸,縮和度越高縮和度越高,酸強度越大酸強度越大例例 含氧酸含氧酸 N Ka HClO 0 3.210-8 HClO2 1 1.110-2 HClO3 2 103 HClO4 3 108從構(gòu)造上分析：從構(gòu)造上分析：N = X O 鍵數(shù)目，鍵數(shù)目，N,那么那么X原子原子+，對，對羥基氧原子上價電子束縛力羥基氧原子上價電子束縛力，使，使O H鍵更容易斷開鍵更容易斷開電子誘導(dǎo)效應(yīng)電子誘導(dǎo)效應(yīng)

15、 - +OClOOHOOOOPHHHOOOOPHHOOOPHHO例例 正磷酸正磷酸H3PO4和焦磷酸和焦磷酸H4P2O7酸性：正酸酸性：正酸 焦酸焦酸 類似有：酸性類似有：酸性 H2SO4 H2S2O7N=1, Ka1 = 7.510 -3 N=2, Ka1 =1.410 -1正酸縮合為焦酸，酸性正酸縮合為焦酸，酸性離子化合物的溶解度決議于晶格能及離子的水合能離子化合物的溶解度決議于晶格能及離子的水合能1. 晶格能大，溶解度小。晶格能大，溶解度小。 Ca(H2PO4)2 CaHPO4 Ca2(PO4)3 易溶易溶 難溶難溶 難溶難溶陰離子電荷高，晶格能大，溶解度小陰離子電荷高，晶格能大，溶解度

16、小2. 水合能小，溶解度小水合能小，溶解度小水合能與離子勢有關(guān)，離子電荷低，半徑大，離子水合能與離子勢有關(guān)，離子電荷低，半徑大，離子勢那么小，水合能小，那么溶解度小。勢那么小，水合能小，那么溶解度小。 NaClO4KClO4RbClO4 堿金屬的鹽類易溶于水，堿金屬的鹽類易溶于水， 僅少數(shù)堿金屬鹽是難溶僅少數(shù)堿金屬鹽是難溶的的, 這些難溶鹽普通都是由大的陰離子組成這些難溶鹽普通都是由大的陰離子組成. 堿金屬離堿金屬離子越大，難溶鹽的數(shù)目越多子越大，難溶鹽的數(shù)目越多-陰陽離子大小懸殊時，陰陽離子大小懸殊時，離子水協(xié)作用在溶解過程中占優(yōu)勢離子水協(xié)作用在溶解過程中占優(yōu)勢. Mg2+ Ba2+ 半徑增

17、大，離子勢減小，水合能減半徑增大，離子勢減小，水合能減小那么小那么MgSO4 BaSO4的溶解度成小。的溶解度成小。3. 共價成份大，溶解度小。共價成份大，溶解度小。 ZnS CdS HgS 溶解度減小溶解度減小 (溶于稀鹽酸溶于稀鹽酸) (溶于濃鹽酸溶于濃鹽酸) (溶于王水溶于王水) 18e構(gòu)型構(gòu)型. 隨著隨著Zn2+,Cd2+,Hg2+半徑增大半徑增大, 變形性增變形性增大，附加極化效應(yīng)增大，共價成分增大，大，附加極化效應(yīng)增大，共價成分增大， 溶解度減小溶解度減小. 4. 聚合程度大，溶解度小，聚合程度大，溶解度小， H3BO3 由于氫鍵聯(lián)成大片由于氫鍵聯(lián)成大片,為固體酸，在冷水為固體酸，

18、在冷水中溶解度小，可溶于熱水。中溶解度小，可溶于熱水。 溶解度溶解度: NaHCO3 443KN2 + 2H2OAgNO2431KAg +NO2 歧化反響歧化反響4NaSO3強熱強熱Na2S + 3Na2SO4 同一金屬穩(wěn)定性同一金屬穩(wěn)定性 正鹽正鹽酸式鹽酸式鹽酸酸Na2CO3 NaHCO3 H2CO3 極化才干大的金屬離子其鹽易分解極化才干大的金屬離子其鹽易分解BaCO3 SrCO3 CaCO3 MgCO3 BeCO32. 無機含氧酸鹽熱分解的規(guī)律無機含氧酸鹽熱分解的規(guī)律 同一金屬離子不同含氧酸鹽穩(wěn)定性同一金屬離子不同含氧酸鹽穩(wěn)定性硝酸鹽硝酸鹽,鹵酸鹽鹵酸鹽碳酸鹽碳酸鹽,硫酸鹽硫酸鹽 低氧化

19、態(tài)低氧化態(tài)KClO4 KClO3 KClO2 KClO1. 影響氧化性的主要要素影響氧化性的主要要素 中心原子結(jié)合電子的才干中心原子結(jié)合電子的才干 電負性大電負性大,原子半徑小原子半徑小,氧化態(tài)高的中心原子氧化態(tài)高的中心原子,獲獲得電子才干強得電子才干強, 酸氧化性高酸氧化性高 分子穩(wěn)定性分子穩(wěn)定性 中心原子與氧之間的中心原子與氧之間的R-O鍵強度越高鍵強度越高,鍵越多鍵越多,分分子越穩(wěn)定子越穩(wěn)定,氧化性弱氧化性弱 其它外在要素其它外在要素 溶液的酸堿性溶液的酸堿性,濃度濃度,溫度等外界要素溫度等外界要素2. 氧化性規(guī)律氧化性規(guī)律 同一周期從左到右同一周期從左到右,氧化性加強氧化性加強H4Si

20、O4 H3PO4 H2SO4 HClO4幾乎無氧化性幾乎無氧化性濃酸強氧化性濃酸強氧化性 同一主族同一主族,從上到下從上到下,氧化性成鋸齒狀上升氧化性成鋸齒狀上升 HClO4 H5IO6 H2SO3 高氧化態(tài)含氧酸高氧化態(tài)含氧酸X-O鍵數(shù)目鍵數(shù)目，斷開這些鍵所需的能量，斷開這些鍵所需的能量, 越難越難被復(fù)原被復(fù)原,越穩(wěn)定，越穩(wěn)定，HClO HClO3 HClO4 濃酸比稀酸氧化性強濃酸比稀酸氧化性強,酸又比相應(yīng)鹽氧化性強酸又比相應(yīng)鹽氧化性強XOOOO_H+H + X -O 鍵 斷 開 趨 勢 X O n-氧 化 性 , X-OnHXO鍵斷開趨勢氧化性N O F 的含氫化合物容易生成氫鍵，離子性

21、較強的含氫化合物容易生成氫鍵，離子性較強2. 最高配位數(shù)為最高配位數(shù)為4, 以后各周期元素配位數(shù)可超越以后各周期元素配位數(shù)可超越4元素均有自成鏈特性元素均有自成鏈特性,C-C 自成鏈最強自成鏈最強4. 多數(shù)有生成重鍵的特性多數(shù)有生成重鍵的特性 原子半徑小原子半徑小, 構(gòu)成構(gòu)成鍵鍵 + 鍵鍵5. 與第與第3周期相比較，化學(xué)活潑性的差別大周期相比較，化學(xué)活潑性的差別大 鍵離解能：鍵離解能： N-N P-P , O-O S-S , F-F Cl-Cl 6. 同素異形體在性質(zhì)上的差別較大同素異形體在性質(zhì)上的差別較大 主要表達在某些化合物的氧化性特別高主要表達在某些化合物的氧化性特別高HClO4 H5I

22、O6SO2 TeO2H2SO4 H6TeO6H3PO4非氧化性酸非氧化性酸 H2SO4; B. H2SO4 H3PO4; D. HClO HClO31. HClO, HClO3 , HClO4 酸性大小陳列順序是酸性大小陳列順序是:( ) A. HClO HClO3 HClO4 B. HClO HClO4 HClO3 C. HClO4 HClO HClO3 D. HClO4 HClO3 HClO D B4. 同物質(zhì)的量濃度的以下離子在酸性介質(zhì)中，同物質(zhì)的量濃度的以下離子在酸性介質(zhì)中， 氧化性最強的是氧化性最強的是 ( ) A. SO4 2-; B. ClO-; C. ClO4- ; D. H3

23、IO6 2-3. 以下物質(zhì)中，復(fù)原性最強的是以下物質(zhì)中，復(fù)原性最強的是 ( ) A. HF; B. PH3; C. NH3; D. H2S5以下含氧酸中，哪一種酸性最弱以下含氧酸中，哪一種酸性最弱( ) (A) 氯酸氯酸 (B) 碳酸碳酸 (C) 碲酸碲酸 (D) 亞磷酸亞磷酸BBC 6在酸性介質(zhì)中，欲使在酸性介質(zhì)中，欲使Mn2+氧化為氧化為MnO4-，可加以下，可加以下哪種氧化劑哪種氧化劑( ) A. KClO3 B. H2O2 C. 王水王水 D. (NH4)2S2O8 (AgNO3 催化催化) E. K2Cr2O77亞磷酸溶液呈什么性亞磷酸溶液呈什么性( ) (A)強酸強酸 (B)中強酸

24、中強酸 (C)弱酸弱酸 (D)中性中性8以下氯化物中，哪一種不能水解以下氯化物中，哪一種不能水解( ) (A)四氯化碳四氯化碳 (B)四氯化硅四氯化硅 (C)四氯化錫四氯化錫 (D)四氯化鍺四氯化鍺DBA9以下碳酸鹽中，對熱最不穩(wěn)定的是以下碳酸鹽中，對熱最不穩(wěn)定的是( ) (A) CaCO3 (B) PbCO3 (C) Na2CO3 (D) K2CO310. 完成以下反響的化學(xué)方程式或離子方程式：完成以下反響的化學(xué)方程式或離子方程式： (1) 以規(guī)范硫代硫酸鈉溶液測定溶液中的以規(guī)范硫代硫酸鈉溶液測定溶液中的I2含量含量 2S2O32- + I2 = S4O62- + 2I-(2) 以以K2Cr

25、2O7鑒定鑒定H2O2的反響以戊醇萃取的反響以戊醇萃取Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ = 2CrO5 + 5H2OB(5) 把氯氣通入把氯氣通入BiIII的的NaOH溶液中溶液中(3) 鉍酸鈉與鉍酸鈉與MnSO4在稀硫酸介質(zhì)中反響在稀硫酸介質(zhì)中反響5NaBiO3+2Mn2+14H+=2MnO4-+5Bi3+5Na+7H2O(4) 碘放入足量碘放入足量NaOH溶液中溶液中Bi(OH)3+3NaOH+Cl2 = NaBiO3(s)+2NaCl+3H2O3I2 + 6OH = 5I- + IO3- + 3H2OC 和和O 的電負性相差較大，但的電負性相差較大，但CO 分子的偶極矩分子的偶

26、極矩卻很小，請闡明緣由。卻很小，請闡明緣由。按分子軌道實際，按分子軌道實際，CO 中中C 與與O 間為三重鍵：一間為三重鍵：一個個 鍵，一個鍵，一個 鍵，一個鍵，一個 配鍵。配鍵。 配鍵是由氧提配鍵是由氧提供電子對向供電子對向C 的空軌道配位。這種配鍵的存在，的空軌道配位。這種配鍵的存在，使電負性大的氧原子周圍電子密度降低，呵斥使電負性大的氧原子周圍電子密度降低，呵斥CO 偶極矩很小。偶極矩很小。N2 和和CO具有一樣的分子軌道和類似的分子構(gòu)造，但具有一樣的分子軌道和類似的分子構(gòu)造，但CO與過渡金屬構(gòu)成配合物的才干比與過渡金屬構(gòu)成配合物的才干比N2 強得多，請解強得多，請解釋緣由。釋緣由。加熱條件下，為什么加熱條件下，為什么Si 易溶于易溶于NaOH 溶液和溶液和HF 溶溶液，而難溶于液，而難溶于HNO3 溶液？溶液？Si + 2NaOH + H2ONa2SiO3 + 2H2，產(chǎn)物，產(chǎn)物Na2SiO3 易溶于易溶于NaOH 溶液，使反響能