第三章第二節(jié)常見(jiàn)非金屬

1、 第第二二節(jié)節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 桐城師專(zhuān)理工系桐城師專(zhuān)理工系第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)1.非金屬元素在周期表中的位置非金屬元素均在主族 (稀有氣體元素在零族)非金屬元素均在“階梯線”的右上方(除H在左上方)非金屬元素共22種(其中含6種稀有氣體元素) 2.非金屬單質(zhì)H2、N2、O2、F2、Cl2、Br2、I2、C、Si、S、P* B、As、Se、Te、At2第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 在已發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中，除稀有氣體元素外，非金屬元素只有十余種。雖然為數(shù)不多，但其化合物卻是化學(xué)世界里最龐大的家族之一。例如: 氧和硅是地殼中含量最多的兩種元素，它們構(gòu)成了地殼的基本骨架；

2、 氮和氧是空氣中含量最多的兩種元素，是地球生命的重要基礎(chǔ)元素； 氟和碘是人體健康不可缺少的元素； 硫是中國(guó)古代四大發(fā)明之一“黑火藥”的組成。第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)一、富集在海水中的元素氯 氯元素是一種活潑的非金屬元素，其最外層有7個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到1個(gè)電子，呈現(xiàn)1價(jià)。因此，氯元素在自然界中常以化合態(tài)形式存在。在海水里，富集有大量的NaCl、KCl，是取之不盡的氯的源泉。 第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)一、富集在海水中的元素氯 1774年，舍勒在軟錳礦與濃鹽酸混合加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)一種強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，但他未能確定這種氣體的組成。后來(lái)的研究者由于受到“一切酸中含有氧”

3、的觀點(diǎn)束縛，認(rèn)為黃綠色氣體是“氧化的鹽酸”氣。 直到1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維基于大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，確認(rèn)“氧化的鹽酸” 是由一種新元素組成的單質(zhì)，命名為chlorine，有“綠色”之意。中文曾為“綠氣”，后改為“氯氣” 。第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)一、富集在海水中的元素氯 氯氣（Cl2）是由氯元素組成的非金屬單質(zhì)。通常狀況下，Cl2是有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，能溶于水，有毒（使用時(shí)要注意安全?。?；在常壓下冷卻至 34.6會(huì)變?yōu)辄S綠色油狀液體，工業(yè)上稱(chēng)之為“液氯”。第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)一、一、富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯 （1）氯氣與金屬的反應(yīng)(說(shuō)明現(xiàn)象)2N

4、aCl2 = 2NaCl （ 燃燒、黃色火焰、白色固體、溶于水無(wú)色）CuCl2 = CuCl2 （ 燃燒、棕黃色煙、溶于水成藍(lán)色）2Fe3Cl2 = 2FeCl3 （ 燃燒、褐色煙、溶于水成棕黃色）點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃一、一、富集在海水中的元素富集在海水中的元素氯氯 第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) （2）氯氣與非金屬的反應(yīng) H2在Cl2中可以燃燒，并發(fā)出蒼白色的火焰，燃燒后生成的氣體是氯化氫，該氣體極易溶于水，形成的水溶液就是我們常用的鹽酸。H2Cl2 = 2HCl點(diǎn)燃第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)一、富集在海水中的元素氯 （3）氯氣與水的反應(yīng) Cl2溶于水，常溫下，1體積的水能夠溶解約2體積

5、的氯氣，氯氣的水溶液稱(chēng)為氯水。在氯水中，部分Cl2分子與水發(fā)生反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸（HClO）。Cl2H2O = HClHClO HClO具有強(qiáng)的氧化性，能殺死水里的致病菌。 干燥的氯氣有無(wú)漂白能力？為什么？干燥的氯氣有無(wú)漂白能力？為什么？氯水的有關(guān)性質(zhì)（顏色、微粒）(新制)氯水的顏色、成分如何？含有哪些微粒？原因？(久置)氯水的顏色、成分如何？含有哪些微粒？原因？ 液氯 新制氯水 久置氯水顏色、狀態(tài)黃綠色液體淺黃綠色 液體 變成無(wú)色液體主要存在的 微粒Cl2分子 Cl2 H2O HClOCl-、 H+ 、ClO-、OH-H2O、 Cl-、 H+、OH-物質(zhì)的類(lèi)別純凈物混合物混合物遇干燥的藍(lán)

6、色石蕊試紙無(wú)明顯變化先變紅后變白變紅液氯、新制氯水、久置氯水的比較液氯、新制氯水、久置氯水的比較一、富集在海水中的元素氯 第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) （4）氯氣與堿的反應(yīng) Cl2可與NaOH溶液反應(yīng)，生成氯化鈉和次氯酸鈉（NaClO）。2NaOHCl2 = NaClNaClOH2O一、富集在海水中的元素氯 第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 如果將Cl2通入消石灰Ca(OH)2溶液中，即可制得含氯石灰，俗稱(chēng)漂白粉。漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，有效成分是Ca(ClO)2。2 Ca(OH)22Cl2 = CaCl2Ca(ClO)22H2O制取并收集純凈干燥的氯氣下圖

7、所示裝置制取并收集純凈干燥的氯氣下圖所示裝置吸收氯氣吸收氯氣收集氯氣收集氯氣干燥氯氣干燥氯氣除去氯化氫除去氯化氫制取氯氣制取氯氣第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)(1)(1)常溫下為氣體，且有顏色的：常溫下為氣體，且有顏色的： F F2 2黃綠色，刺激性氣味，劇毒，與水劇烈反應(yīng)黃綠色，刺激性氣味，劇毒，與水劇烈反應(yīng) ClCl2 2黃綠色，刺激性氣味，有毒黃綠色，刺激性氣味，有毒, ,能溶于水能溶于水(1(1體積水溶解體積水溶解2 2體體積積) )，與水反應(yīng)，與水反應(yīng)(2)(2)常溫下為液體：常溫下為液體： BrBr2 2棕紅色，刺激性氣味，有毒，微溶與水，棕紅色，刺激性氣味，有毒，微溶與水，易

8、溶于有機(jī)溶易溶于有機(jī)溶劑劑3)常溫下為固體，且有顏色的： I2紫黑色，刺激性氣味，毒性較小，難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑溴和碘在不同溶劑中所生成溶液的顏色變化水汽油（苯）四氯化碳溴橙黃色紅棕色紅棕色碘黃褐色紫紅紫紅可用哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明活性（氧化性）順序：Cl2 Br2 I2前面的鹵素能把后面鹵素從它們的鹵化物中置換出來(lái)。 F2較Cl2活潑，將F2通入NaCl溶液中，能否置換出Cl2，為什么？2F2 + 2H2O 4HF + O2(常溫下黑暗的地方就能劇烈反應(yīng))鹵素單質(zhì)間置換反應(yīng)鹵素單質(zhì)間置換反應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象現(xiàn)象化學(xué)方程式化學(xué)方程式飽飽和氯水與和氯水與NaBr溶液、溶液、ClCl2 2 + 2NaB

9、r + 2NaBr 2NaCl + Br 2NaCl + Br2 2飽飽和氯水與和氯水與KI溶溶液液ClCl2 2 + 2KI + 2KI 2KCl + I 2KCl + I2 2溴溴水與水與KI溶液溶液BrBr2 2 + 2NaI + 2NaI 2NaBr + I 2NaBr + I2 2前面的鹵素能把后面鹵素從它們的鹵化物中置換出來(lái)。結(jié)論：結(jié)論： 氧化性：氧化性：F F2 2 ClCl2 2BrBr2 2I I2 2第一節(jié)第一節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)二、古代四大發(fā)明二、古代四大發(fā)明“黑火藥黑火藥”的組成成分的組成成分硫硫 最早在公元前6世紀(jì)，我國(guó)古代煉丹術(shù)和醫(yī)學(xué)上就用到硫。單質(zhì)硫俗稱(chēng)“硫黃

10、”，它是我國(guó)古代四大發(fā)明“黑火藥”的重要組成成分。 硫廣泛存在于自然界中（在海洋、大氣和地殼內(nèi)），硫也是人體和動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)的構(gòu)成元素。在自然界中，硫以游離態(tài)和化合態(tài)存在，游離態(tài)硫存在于火山噴口附近或地殼的巖層中。化合態(tài)硫主要存在于金屬硫化物礦和硫酸鹽中，如黃鐵礦(FeS2)、石膏(CaSO42H2O)等。 (1)物理性質(zhì)。硫通常是一種淡黃色晶體，俗稱(chēng)硫磺。質(zhì)脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。二、古代四大發(fā)明二、古代四大發(fā)明“黑火藥黑火藥”的組成成分的組成成分硫硫第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) (2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 硫元素最外層有6個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到2個(gè)電子，呈現(xiàn)-2價(jià)

11、，有時(shí)也能失去最外層電子，呈現(xiàn)4價(jià)、6價(jià)。硫的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，與氧相似，易與金屬、氫氣和其他非金屬反應(yīng)，但不如氧劇烈。 1)與金屬反應(yīng)。與金屬反應(yīng)。硫能與許多金屬(金、鉑等除外)化合，生成硫化物。 2Cu+S=Cu2S FeS =FeS現(xiàn)象：發(fā)出紅光，生成黑色的硫化亞銅。 Hg S =HgS(常溫）二、古代四大發(fā)明二、古代四大發(fā)明“黑火藥黑火藥”的組成成分的組成成分硫硫2)與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)硫在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰，并放出大量的熱。 S + O2 = SO2硫的蒸氣與氫氣直接化合，生成硫化氫氣體。 H2S = H2S (3)硫的用途。硫的用途。 硫的用途很廣，工業(yè)上用來(lái)制造硫酸、

12、硫化橡膠、黑火藥、火柴等。農(nóng)業(yè)上用來(lái)制殺菌劑。醫(yī)藥上用硫磺軟膏治療皮膚病。第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 點(diǎn)燃三、空氣中含量最多的元素三、空氣中含量最多的元素氮氮第一節(jié)第一節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 在空氣中，N2是含量最多的氣體，約占空氣體積的78%（體積分?jǐn)?shù)）。氮是構(gòu)成動(dòng)、植物體中蛋白質(zhì)的重要元素。 (1)物理性質(zhì)物理性質(zhì) 純凈的氮?dú)鉄o(wú)色、無(wú)味、微溶于水。 (2)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 氮是活潑的非金屬元素，其非金屬性質(zhì)與氧相似。但由于N2分子中有3個(gè)共價(jià)鍵，鍵能高達(dá)946 kJmol-1。因此，氮?dú)獠换顫?，既不可燃、不助燃，一般情況下很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在特定條件下，氮?dú)庖材芘c氫氣、

13、氧氣以及一些活潑金屬反應(yīng)。 1)與氫氣反應(yīng)與氫氣反應(yīng) 在高溫、高壓有催化劑的條件下，氮?dú)馀c氫氣直接化合生成氨。工業(yè)上就是利用這個(gè)反應(yīng)原理生產(chǎn)氨氣。 第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)三、空氣中含量最多的元素三、空氣中含量最多的元素氮氮 2)與氧氣反應(yīng)。 在放電條件下，氮?dú)夂脱鯕庵苯踊?，生成無(wú)色的一氧化氮。 在雷雨時(shí)，天空中可有少量的NO生成。NO不穩(wěn)定，易被氧化成二氧化氮，一氧化氮和二氧化氮都是大氣污染物。在城市中，它們主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣。三、空氣中含量最多的元素三、空氣中含量最多的元素氮氮第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) 在高溫或特定條件下，N2也能金屬等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 例如： N23Mg = Mg3N2 (3)氮?dú)獾挠猛尽?氮?dú)庵饕糜诤铣砂?，由此制造化肥、硝酸和炸藥。由于氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，常用做填充燈泡和金屬熱加工的保護(hù)氣以及糧食、水果的保鮮劑。液氮用于儀器或機(jī)件深度冷凍處理以及現(xiàn)代超導(dǎo)技術(shù)。點(diǎn)燃第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)半導(dǎo)體性材料半導(dǎo)體性材料 硅硅 硅在自然界分布極廣，地殼中約含27.6，含量?jī)H次于氧，居第二位。硅有無(wú)定形硅和晶體硅兩種同素異形體。 晶體硅為灰黑色，