Chapter21p區(qū)金屬

1、無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science21-1 p區(qū)金屬概述區(qū)金屬概述1p區(qū)金屬在價(jià)層電子結(jié)構(gòu)上與區(qū)金屬在價(jià)層電子結(jié)構(gòu)上與s區(qū)金屬的區(qū)別區(qū)金屬的區(qū)別 p區(qū)金屬區(qū)金屬包括：包括：Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi和和Po共共10種金屬。種金屬。(1) p區(qū)金屬元素的價(jià)電子構(gòu)型為區(qū)金屬元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns2np14 ，與，與s區(qū)區(qū)金屬相比，金屬相比，有了有了np電子電子，即價(jià)電子數(shù)增多。，即價(jià)電子數(shù)增多。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Si

2、chuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science(2) 由于價(jià)電子增多，半徑減小，有效核電荷增由于價(jià)電子增多，半徑減小，有效核電荷增多，電負(fù)性增大，多，電負(fù)性增大， P區(qū)元素的金屬性較弱。區(qū)元素的金屬性較弱。由于由于金屬性減弱，其中有金屬性減弱，其中有Al、Ga、In、 Ge、Sn、Pb的單質(zhì)、氧化物及其水合物均表現(xiàn)出的單質(zhì)、氧化物及其水合物均表現(xiàn)出兩性兩性。 (3) 在形成化合物時(shí)表現(xiàn)出明顯的共價(jià)性。在形成化合物時(shí)表現(xiàn)出明顯的共價(jià)性。 p區(qū)區(qū)金屬元素的金屬元素的高價(jià)氧化態(tài)化合物多數(shù)為共價(jià)化合物高價(jià)氧化態(tài)化合

3、物多數(shù)為共價(jià)化合物，低氧化態(tài)的化合物中部分離子性較強(qiáng)低氧化態(tài)的化合物中部分離子性較強(qiáng)。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science2 P區(qū)金屬在氧化態(tài)表現(xiàn)和變化規(guī)律區(qū)金屬在氧化態(tài)表現(xiàn)和變化規(guī)律 由于由于ns、np電子可同時(shí)成鍵電子可同時(shí)成鍵，也可僅由，也可僅由np電電子參與成鍵，因此它們?cè)谧訁⑴c成鍵，因此它們?cè)诨衔锘衔镏谐Ｓ兄谐Ｓ袃煞N氧化兩種氧化態(tài)，且其氧化值相差為態(tài)，且其氧化值相差為2。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal Univ

4、ersityCollege of Chemistry & Materials ScienceAl+3Ga+1,+3Ge+2,+4In+1,+3Sn+2,+4Sb+3,+5Tl+1,+3Pb+2,+4Bi+3,+5元素的氧化態(tài)元素的氧化態(tài)紅色紅色為穩(wěn)定氧化態(tài)元素的氧化態(tài)為穩(wěn)定氧化態(tài)元素的氧化態(tài)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science21-2 鋁鋁 鎵分族鎵分族21-2-1 鋁及其化合物鋁及其化合物一、單質(zhì)鋁的冶煉及性質(zhì)一、單質(zhì)鋁的冶煉及性質(zhì)1. 鋁的冶煉鋁

5、的冶煉 從從鋁土礦鋁土礦出發(fā)制取金屬鋁，一般要經(jīng)過(guò)出發(fā)制取金屬鋁，一般要經(jīng)過(guò)Al2O3的純制的純制和和Al2O3的熔融電解的熔融電解兩步。兩步。從鋁礬土礦從鋁礬土礦(Al2O3)冶煉金屬鋁的步驟：冶煉金屬鋁的步驟：堿溶鋁礬土礦堿溶鋁礬土礦通通CO2于濾于濾液析出液析出Al(OH)3過(guò)濾過(guò)濾純氧化鋁純氧化鋁Al2O3灼燒灼燒冰晶石冰晶石Na3AlF6電解混合電解混合熔液熔液金屬鋁金屬鋁熔融金屬鋁熔融金屬鋁石墨陽(yáng)極石墨陽(yáng)極鐵槽鐵槽（陰極）（陰極）無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materia

6、ls Science Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4 2NaAl(OH)4+CO2=2Al(OH)3+Na2CO3+H2OAl(OH)3=Al2O3+H2O灼燒灼燒2Al2O3 = 4Al（ 陰極）陰極） + 3O2（陽(yáng)極）（陽(yáng)極）電解電解無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science2. 鋁的化學(xué)性質(zhì)鋁的化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)）與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 2Al(s) 3X2 2AlX3(s) 4Al(s) 3O2(g) 2Al2O3(s) 2Al(

7、s) 3S(l) 2Al2S3(s)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science鋁的親氧性：鋁的親氧性： 鋁與氧反應(yīng)的自發(fā)性程度很大，鋁一接觸空鋁與氧反應(yīng)的自發(fā)性程度很大，鋁一接觸空氣表面立即氧化，生成一層牢固的氧化膜而耐氣表面立即氧化，生成一層牢固的氧化膜而耐腐蝕。腐蝕。鋁能奪取化合物中的氧且放出大量的熱鋁能奪取化合物中的氧且放出大量的熱，致使反應(yīng)時(shí)不必向體系供熱。致使反應(yīng)時(shí)不必向體系供熱。故鋁是冶金上常故鋁是冶金上常用的還原劑，在冶金學(xué)上稱為鋁熱法。用的還原劑，

8、在冶金學(xué)上稱為鋁熱法。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science（2）與水反應(yīng)：）與水反應(yīng)： 2Al 6H2O 2Al(OH)3 3H2 通常情況下，由于鋁的表面被一層牢固的氧化通常情況下，由于鋁的表面被一層牢固的氧化膜所覆蓋，因此不易與水或空氣反應(yīng)，但如果膜所覆蓋，因此不易與水或空氣反應(yīng)，但如果用用氯化汞處理它的表面氯化汞處理它的表面，則在空氣中迅速，則在空氣中迅速長(zhǎng)出鋁毛長(zhǎng)出鋁毛，在水中激烈反應(yīng)放出氫氣。在水中激烈反應(yīng)放出氫氣。 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬

9、區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science（3）鋁的兩性）鋁的兩性 鋁既能溶于稀鹽酸和稀硫酸中，也易溶于強(qiáng)堿中：鋁既能溶于稀鹽酸和稀硫酸中，也易溶于強(qiáng)堿中： 2Al(s) + 6H+(aq) = 2Al3+(aq) + 3H2(g)2Al(s) + 2OH-(aq) + 6H2O(l) = 2Al(OH)4-(aq) + 3H2(g)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials S

10、cience二、鋁的化合物及其性質(zhì)二、鋁的化合物及其性質(zhì)1. 氧化鋁氧化鋁(Aluminium Oxide) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Al2O3-Al2O3剛玉剛玉-Al2O3 -Al2O3活性氧化鋁活性氧化鋁熔沸點(diǎn)高熔沸點(diǎn)高硬度大硬度大不溶于酸、堿、水不溶于酸、堿、水 硬度不大硬度不大可作催化劑載體可作催化劑載體可溶于酸、堿可溶于酸、堿無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 制備制備Al(OH)3-Al2O31273K 性質(zhì)性質(zhì) -Al2O3 ： 呈兩性呈兩性，既可溶于酸，

11、又可溶于堿；既可溶于酸，又可溶于堿； -Al2O3 、 -Al2O3 ： 既不溶于酸也不溶于堿。既不溶于酸也不溶于堿。Al(OH)3-Al2O3較低溫度較低溫度脫水脫水 -Al2O3無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 用途用途-Al2O3 ：高溫耐磨材料；高溫耐磨材料；人造寶石人造寶石，根據(jù)，根據(jù)所含雜質(zhì)所含雜質(zhì)的不同顯示不同的顏色。的不同顯示不同的顏色。紅寶石：紅寶石：含含微量微量Cr()的的 -Al2O3 ；藍(lán)寶石：藍(lán)寶石：含含微量微量Fe( )、Fe

12、 ()和和Ti( ) 的的 -Al2O3 -Al2O3 、 -Al2O3 ：作催化劑的載體。作催化劑的載體。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science紅寶石紅寶石(Cr3+)； 藍(lán)寶石藍(lán)寶石(Fe3+) ； 黃玉黃玉/黃晶黃晶(Fe3+)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science方法一：方法一：在鋁鹽中加入氨水和適量的堿，得到白色凝膠

13、狀沉淀Al(OH)3 。 制備制備2. 氫氧化鋁氫氧化鋁(Aluminium Hydroxide)方法二：方法二：在鋁酸鹽溶液中通入CO2，得白色晶態(tài)Al(OH)3 。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 性質(zhì)性質(zhì)Al3+3OH- Al(OH)33H+Al3+3H2O（可溶于酸）（可溶于酸）OH-Al(OH)4-（可溶于堿）（可溶于堿）Al(OH)3不溶于氨水中，它與NH3不生成配合物。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal Uni

14、versityCollege of Chemistry & Materials Science3. 鋁鹽和鋁酸鹽鋁鹽和鋁酸鹽（1）鋁鹽）鋁鹽金屬鋁、氧化鋁和氫氧化鋁與酸反應(yīng)得到的產(chǎn)物是鋁鹽，鋁在這里表現(xiàn)為金屬。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)3+Al(H2O)63+H2OAl3+無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 制備制備2Al(OH)33H2SO4(濃濃) Al2(SO4)3 6H2O 性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì) ：水解顯酸性：水解顯酸性 Al(H2O)63+H2O Al(H2

15、O)5OH2+ H3O+無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science促進(jìn)水解的方法：促進(jìn)水解的方法：加熱加熱會(huì)促進(jìn)Al3+水解而產(chǎn)生一部分Al(OH)3沉淀。Al(H2O)63+ Al(OH)33H2O3H+加入碳酸鹽或硫化物會(huì)促使鋁鹽完全水解。2Al3+3CO32-3H2O 2Al(OH)33CO22Al3+3S2-3H2O 2Al(OH)33H2S無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chem

16、istry & Materials Science（2）鋁酸鹽）鋁酸鹽(Aluminate)金屬鋁、氧化鋁和氫氧化鋁與堿反應(yīng)得到的產(chǎn)物是鋁酸鹽，鋁在這里表現(xiàn)為非金屬。 制備制備Al2O3與堿熔融可以制得鋁酸鹽。Al2O32NaOH 2NaAlO2H2O熔融固態(tài)的鋁酸鹽有NaAlO2、KAlO2等，在水溶液中尚未找到 AlO2 這樣的離子。-無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì) ： 水解顯堿性水解顯堿性Al(OH)4- Al(OH)3

17、OH-促進(jìn)水解的方法：促進(jìn)水解的方法：在這個(gè)溶液中通入CO2氣體，可以促使水解的進(jìn)行而得到Al(OH)3沉淀。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science4. 鋁的鹵化物鋁的鹵化物(Halide of Aluminium)三鹵化鋁是鋁的特征鹵化物。除三鹵化鋁是鋁的特征鹵化物。除AlF3是離子是離子型化合物外型化合物外，AlCl3、AlBr3和和AlI3均為均為共價(jià)型化合共價(jià)型化合物物。主要介紹。主要介紹AlCl3的的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和和化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)。鋁的鹵化物的

18、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鋁的鹵化物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)鹵化物鍵型晶體性質(zhì)AlF3離子鍵離子晶體熔點(diǎn)高，易溶于水AlCl3AlBr3AlI3共價(jià)鍵分子晶體熔點(diǎn)低，易揮發(fā)，易溶于有機(jī)溶劑無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Al原子是缺電子原子，因此AlCl3是典型的Lewis酸。3s3pAl原子基態(tài)原子基態(tài)3s3pCl原子原子無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Mater

19、ials ScienceAl原子采取sp3雜化，接受Cl原子的一對(duì)孤電子對(duì)形成四面體構(gòu)型。3s3pCl原子原子3s3pAl原子激發(fā)態(tài)原子激發(fā)態(tài)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Al2Cl6的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)ClAlAl這種氯橋鍵與 B2H6 乙硼烷的氫橋鍵結(jié)構(gòu)相似。在氣相或非極性溶劑中AlCl3是二聚的。在在Al2Cl6分子中存在分子中存在兩個(gè)兩個(gè)氯橋鍵（三中心四電子鍵）。氯橋鍵（三中心四電子鍵）。 下面氯橋鍵：下面氯橋鍵：左左Al：0e；下下

20、Cl：3e（一對(duì)配位給一對(duì)配位給左左Al）；）；右右Al：1e（與下與下Cl形成形成 鍵）鍵）。 上面氯橋鍵：上面氯橋鍵：左左Al：1e（與上與上Cl形成形成 鍵）鍵）；上；上Cl：3e（一對(duì)配位給右一對(duì)配位給右Al），），右右Al：0e。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 制備制備干法合成AlCl32Al3Cl2(g) 2AlCl32Al6HCl(g) 2AlCl33H2(g) 性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)一：水解性性質(zhì)一：水解性性質(zhì)二：溶解性性質(zhì)二：溶解性無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)

21、化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science性質(zhì)一：水解性性質(zhì)一：水解性無(wú)水AlCl3在常溫下是一種白色固體，遇水發(fā)生強(qiáng)烈水解并放熱，甚至在潮濕空氣中也強(qiáng)烈地冒煙。AlCl33H2O Al(OH)33HCl性質(zhì)二：溶解性性質(zhì)二：溶解性AlCl3易溶于有機(jī)溶劑中。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science21-2-2 周期表中的對(duì)角線關(guān)系周期表中的對(duì)

22、角線關(guān)系周期表相鄰兩族位于從左上到右下的對(duì)角線周期表相鄰兩族位于從左上到右下的對(duì)角線上的元素性質(zhì)呈現(xiàn)相似性，這種相似關(guān)系稱為上的元素性質(zhì)呈現(xiàn)相似性，這種相似關(guān)系稱為對(duì)角線規(guī)則對(duì)角線規(guī)則。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 因?yàn)樘幱趯?duì)角線上的元素，具有相近的離子因?yàn)樘幱趯?duì)角線上的元素，具有相近的離子勢(shì)勢(shì)Z/r和電負(fù)性，對(duì)于相同的陰離子具有相似的和電負(fù)性，對(duì)于相同的陰離子具有相似的極化能力，因而表現(xiàn)出相似的化學(xué)性質(zhì)。極化能力，因而表現(xiàn)出相似的化學(xué)性質(zhì)。如鋁和鈹

23、的相似性如鋁和鈹?shù)南嗨菩?P676)： (1)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)相近，都是活潑金屬：標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)相近，都是活潑金屬： (Al3+/Al)=-1.67V； (Be2+/Be)=-1.7V (2)都是親氧元素，都是親氧元素，金屬表面易形成金屬表面易形成氧化物保氧化物保護(hù)膜，護(hù)膜，都能被濃都能被濃HNO3鈍化。鈍化。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science (3)均為兩性金屬，氫氧化物也呈兩性。均為兩性金屬，氫氧化物也呈兩性。 (4)氧化物氧化物BeO和和Al2O3都具有高

24、熔點(diǎn)、高硬度。都具有高熔點(diǎn)、高硬度。 (5) BeCl2和和AlCl3都是缺電子的共價(jià)型化合物都是缺電子的共價(jià)型化合物，通過(guò)橋鍵形成聚合分子。通過(guò)橋鍵形成聚合分子。(6)鈹鹽、鋁鹽都易水解，溶液顯酸性。鈹鹽、鋁鹽都易水解，溶液顯酸性。(7) Al4C3像像Be2C一樣，水解時(shí)產(chǎn)生甲烷：一樣，水解時(shí)產(chǎn)生甲烷： Be2C + 4H2O = 2Be(OH)2 + CH4 Al4C3+12H2O = 4Al(OH)3+3CH4 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science2

25、1-2-3 鎵分族鎵分族1. 單質(zhì)單質(zhì)(1) 物理性質(zhì)物理性質(zhì) Ga, In, Tl都是銀白色的軟金屬都是銀白色的軟金屬, 比鉛軟。比鉛軟。m.p.都很低。都很低。Ga熔點(diǎn)熔點(diǎn)29.78, 在手中融化在手中融化, 但但Ga的的b.p. 為為2403, 以液相存在的溫度范圍最大以液相存在的溫度范圍最大。 Hg處于處于液體的溫度范圍液體的溫度范圍: -38 - 356無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science(2) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)和非氧化性酸反應(yīng)和非氧化性酸反應(yīng) 2

26、Ga + 3H2SO4 = Ga2(SO4)3 + 3H2(氣體氣體) III價(jià)鹽，價(jià)鹽， (In的反應(yīng)相同的反應(yīng)相同)2Tl + H2SO4 =Tl2SO4 + H2 (氣體氣體) I價(jià)價(jià)和氧化性酸反應(yīng)和氧化性酸反應(yīng)Ga + 6HNO3 = Ga(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (In的反應(yīng)相同的反應(yīng)相同)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials ScienceTl + 2HNO3 = TlNO3 + NO2 + H2O 不能將不能將Tl氧化到氧化到Tl(III)和堿

27、反應(yīng)和堿反應(yīng)2Ga+2NaOH+2H2O = 2NaGaO2 +3H2(氣體氣體) 兩性兩性2. 氧化物及氫氧化物氧化物及氫氧化物* Ga2O3和和Ga(OH)3 兩性偏酸兩性偏酸; * Ga(OH)3可溶于可溶于NH3H2O, Al(OH)3 不溶于不溶于NH3H2O, 所以所以Ga(OH)3的酸性比的酸性比Al(OH)3強(qiáng)。強(qiáng)。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science *In2O3和和In(OH)3幾乎無(wú)兩性表現(xiàn)幾乎無(wú)兩性表現(xiàn), In2O3溶溶于酸于酸, 但

28、不溶于堿。但不溶于堿。* 按按Ga(OH)3, In(OH)3, Tl(OH)3順序順序, 越來(lái)越易越來(lái)越易脫水脫水, 生成氧化物生成氧化物:2M(OH)3 = M2O3 + 3H2O (In2O3黃黃)以致于以致于Tl(OH)3幾乎不存在。幾乎不存在。* Tl2O3易分解（為什么？）易分解（為什么？）6s2惰性電子對(duì)效應(yīng)惰性電子對(duì)效應(yīng)Tl2O3(棕色棕色) = Tl2O(黑色黑色) + O2 (加熱加熱)* Tl2O易溶于水，形成易溶于水，形成TlOH也易溶于水也易溶于水:Tl2O(黑黑) + H2O = 2TlOH(黃黃) * 氫氧化物中氫氧化物中, TlOH是強(qiáng)堿是強(qiáng)堿( 不如不如KOH

29、); Ga(OH)3酸性最強(qiáng)。酸性最強(qiáng)。3. 鹽類(lèi)鹽類(lèi)Tl(III)的氧化性的氧化性 Tl有有(III)和和(I)的鹽及化合物，的鹽及化合物， Ga(I)和和In(I)難難生成，生成， 而而Al(I)不存在。不存在。 MF3為離子型化合物為離子型化合物, 其其余鹵化物為共價(jià)型，余鹵化物為共價(jià)型， b.p.低，低， 由于惰性電子對(duì)效由于惰性電子對(duì)效應(yīng)應(yīng), Tl(III)有較強(qiáng)的氧化性。有較強(qiáng)的氧化性。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials ScienceTlCl3 = TlCl

30、 + Cl2 而而TlBr3、TlI3難于存在。難于存在。 Tl3+ / Tl+ = 1.25V。Tl2 (SO4)3 + 4FeSO4 = Tl2SO4 + 2Fe2 (SO4)3Tl (NO3)3 + SO2 + 2H2O = TlNO3 + H2SO4 + 2HNO32Tl3+ + 3S2 = Tl2S（藍(lán)黑色）藍(lán)黑色）+ 2S TlX與與AgX相似相似, 難溶難溶, 光照分解光照分解; Tl(I)與變形性與變形性小的陰離子成鹽時(shí)小的陰離子成鹽時(shí), 與與K+、Rb+等相似等相似, 如如Tl2SO4易易溶于水溶于水, 易成礬。易成礬。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan No

31、rmal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science21-3 鍺分族鍺分族1. 單質(zhì)單質(zhì)（1） 物理性質(zhì)物理性質(zhì)鍺鍺: : 銀白色，硬金屬；銀白色，硬金屬；鉛鉛: : 暗灰色，軟金屬，密度大；暗灰色，軟金屬，密度大；錫錫: : 有三種同素異形體有三種同素異形體: :灰錫灰錫 白錫白錫 脆錫脆錫286K434K 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 灰錫呈灰色粉末狀，白錫在灰錫呈灰色粉末狀，白錫

32、在286K下變成灰錫，下變成灰錫，自行毀壞，從一點(diǎn)變灰自行毀壞，從一點(diǎn)變灰, 蔓延開(kāi)來(lái)蔓延開(kāi)來(lái), 稱為稱為錫疫。錫疫。所以所以錫制品不宜冬季放在室外。錫制品不宜冬季放在室外。（2） 與酸堿的反應(yīng)與酸堿的反應(yīng)1與鹽酸反應(yīng)與鹽酸反應(yīng)Ge與與HCl不反應(yīng)（只有不反應(yīng)（只有Ge不溶于不溶于HCl）。）。Sn + 2HCl（濃）濃）= SnCl2 + H2 與稀鹽酸反應(yīng)慢！與稀鹽酸反應(yīng)慢！Pb + 2HCl = PbCl2 + H2 （生成生成PbCl2覆蓋反應(yīng)物而終止?。└采w反應(yīng)物而終止！）無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Ch

33、emistry & Materials SciencePb + 4HCl（濃）濃）= H2PbCl4+ H2 2與氧化性酸的反應(yīng)與氧化性酸的反應(yīng)Ge + 4HNO3（濃）濃）= GeO2H2O + 4NO2 + H2OSn + 4HNO3（濃）濃）= H2SnO3 + 4NO2 + H2O3Pb + 8HNO3（?。┫。? 3Pb (NO3)2 + 2NO + 4H2O3 與堿的反應(yīng)與堿的反應(yīng)Pb + 2OH- = PbO22- + H2 Sn + 2OH- + 2H2O = Sn (OH)42- + H2 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal Univer

34、sityCollege of Chemistry & Materials ScienceGe + 2OH- + H2O = GeO32- + 2H2 Ge() 不穩(wěn)定不穩(wěn)定 堿性溶液中堿性溶液中Ge, Sn, Pb全部溶解！只有全部溶解！只有Ge不不溶解于溶解于HCl。 有有O2存在時(shí)，存在時(shí)，鉛可溶于醋酸生成易溶的醋酸鉛鉛可溶于醋酸生成易溶的醋酸鉛： 2PbO2 2PbO PbO + 2HAc = Pb(Ac)2 + H2O這一性質(zhì)可用于這一性質(zhì)可用于醋酸從含鉛礦石中浸取鉛或銀醋酸從含鉛礦石中浸取鉛或銀的提純。的提純。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal

35、UniversityCollege of Chemistry & Materials Science2. 氧化物氧化物鍺、錫、鉛鍺、錫、鉛MO型氧化物型氧化物MO2型氧化物型氧化物O2離子型、兩性偏堿性的化合物共價(jià)型、兩性偏酸性的化合物無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials ScienceGeO2（白色）白色）GeO（黑色）黑色）SnO （黑色）黑色）PbO2 （棕黑色）棕黑色）SnO2（白色）白色）PbO （黃紅色）黃紅色）酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿堿性性增

36、增強(qiáng)強(qiáng)還還原原性性增增強(qiáng)強(qiáng)酸酸性性增增強(qiáng)強(qiáng)氧氧化化性性增增強(qiáng)強(qiáng)鍺、錫、鉛的氧化物的鍺、錫、鉛的氧化物的酸堿性及氧化還原性酸堿性及氧化還原性 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials ScienceSnO2為為非整比化合物非整比化合物，其晶體中錫的比例較，其晶體中錫的比例較大，從而形成大，從而形成n型半導(dǎo)體型半導(dǎo)體。當(dāng)該半導(dǎo)體當(dāng)該半導(dǎo)體吸附象吸附象H2、CO、CH4等具有等具有還原性、可燃性氣體時(shí)，其電導(dǎo)會(huì)發(fā)生明顯還原性、可燃性氣體時(shí)，其電導(dǎo)會(huì)發(fā)生明顯的變化的變化，利用這一特點(diǎn)，

37、利用這一特點(diǎn)，SnO2被用于制造半被用于制造半導(dǎo)體氣敏元件導(dǎo)體氣敏元件，以，以檢測(cè)檢測(cè)上述氣體，從而可避上述氣體，從而可避免中毒、火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。免中毒、火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 鉛的氧化物有一氧化鉛鉛的氧化物有一氧化鉛PbO、二氧化鉛、二氧化鉛PbO2、混合型氧化物混合型氧化物Pb3O4 。 Pb3O4與硝酸的反應(yīng)說(shuō)明了在與硝酸的反應(yīng)說(shuō)明了在Pb3O4晶體中有晶體中有2/3的的Pb（）和）和1/3的的Pb (）：

38、）： Pb3O4 + 4HNO3 = PbO22Pb(NO3)2 +2H2OHClPbCl2+Cl2H2SPbS (黑色黑色)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science（1）PbO2 (Lead Dioxide) 性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)一：兩性偏酸性質(zhì)一：兩性偏酸性質(zhì)二：強(qiáng)氧化性性質(zhì)二：強(qiáng)氧化性無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials SciencePbO2

39、是兩性的，其酸性大于堿性，難溶于硝酸，稍溶于堿生成鉛酸鹽。PbO22NaOH Na2PbO3H2O性質(zhì)一：兩性偏酸性質(zhì)一：兩性偏酸無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials SciencePbO24HCl PbCl2Cl2+2H2O2PbO22H2SO4 2PbSO4O22H2O5PbO22Mn2+4H+ 5Pb2+2MnO42H2O-Ag+在酸性介質(zhì)在酸性介質(zhì)中顯強(qiáng)氧化性中顯強(qiáng)氧化性性質(zhì)二：強(qiáng)氧化性性質(zhì)二：強(qiáng)氧化性無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal

40、 UniversityCollege of Chemistry & Materials Science3. 氫氧化物氫氧化物鍺、錫、鉛鍺、錫、鉛氫氧化物氫氧化物組成不定的氧化組成不定的氧化物的水合物：物的水合物：xMO2 yH2OxMO yH2O兩性氧化物兩性氧化物鍺、錫、鉛鍺、錫、鉛氫氧化物氫氧化物鍺、錫、鉛鍺、錫、鉛可溶性鹽可溶性鹽氧化物氧化物堿堿水水難溶于難溶于水水無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials ScienceGe(OH)4（棕色）棕色）Ge(OH)2（

41、白色）白色）Sn(OH)2（白色）白色）Pb(OH)4（棕色）棕色）Sn(OH)4（白色）白色）Pb(OH)2（白色）白色）酸性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)堿堿性性增增強(qiáng)強(qiáng)還還原原性性增增強(qiáng)強(qiáng)酸酸性性增增強(qiáng)強(qiáng)氧氧化化性性增增強(qiáng)強(qiáng)兩性兩性弱酸弱酸無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science（1）Sn(OH)2 制備制備向Sn2+鹽的溶液中加入強(qiáng)堿溶液，立即析出白色膠狀的氫氧化錫。Sn2+2OH- Sn(OH)2無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Nor

42、mal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 性質(zhì)性質(zhì) 兩性兩性 Sn(OH)2既能溶于酸也能溶于過(guò)量的堿溶液。Sn(OH)2 OH - Sn(OH)3-Sn(OH)2 2H+ Sn2+2H2O無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science 制備制備-錫酸由錫(IV)鹽或四鹵化錫水解或與適量的堿或氨水作用而得到的。Sn4+4H2O Sn(OH)4(s,白白) 4H+Sn4+4NH3H2O Sn(O

43、H)4(s,白白) 4NH4+Sn(OH)4是是-錫酸或錫酸或SnO22H2O（2）錫酸）錫酸 (Stannic Acid)無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science二氧化錫的水合物二氧化錫的水合物xSnO2 yH2O長(zhǎng)期放置長(zhǎng)期放置或加熱或加熱4NO2H2O-錫酸錫酸-錫酸錫酸-錫酸錫酸Sn4HNO3-錫酸錫酸-錫酸錫酸無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Ma

44、terials Science-錫酸與錫酸與-錫酸的區(qū)別錫酸的區(qū)別-錫酸錫酸-錫酸錫酸o白色無(wú)定形粉末或凝膠狀沉淀o難溶于水，能溶于酸、堿o白色結(jié)晶固體，具有SnO2四方結(jié)構(gòu)o不溶于水、酸、堿無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science(3) Pb(OH)2Pb(OH)2具有兩性，溶于酸生成鉛鹽，溶于堿生成亞鉛酸鹽。Pb(OH)2加熱脫水，溫度高可得紅色PbO，溫度低可得黃色的PbO。Pb(OH)22HCl PbCl22H2OPb(OH)2NaOH NaPb(OH)

45、3Pb(OH)2 PbOH2O無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science4. 鹵化物鹵化物MX2 一般屬離子型化合物；一般屬離子型化合物；MX4 屬共價(jià)型化合物屬共價(jià)型化合物。 Pb(IV)氧化性強(qiáng)，與還原性離子氧化性強(qiáng)，與還原性離子I-不易形成不易形成PbI4，PbBr4也很難形成，也很難形成，性質(zhì)性質(zhì)易成配離子：易成配離子：無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry &

46、 Materials ScienceSnCl4 + 2Cl- = SnCl62-PbI2 + 2I- = PbI42- 易水解：易水解：SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl (白白) + HCl 配制配制SnCl2溶液要使用鹽酸配制，抑制溶液要使用鹽酸配制，抑制Sn2+水解。水解。 無(wú)機(jī)化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)- -p區(qū)金屬區(qū)金屬Sichuan Normal UniversityCollege of Chemistry & Materials Science鹵化物小結(jié)：鹵化物小結(jié)： 定定 無(wú)無(wú)SiX2 SiX4 性性GeX2 GeX4 增增SnX2 SnX4 加加PbX2 PbF4 PbCl4 無(wú)無(wú)