無機(jī)化學(xué)課件：第十五章p區(qū)元素

1、第十五章 p區(qū)元素(三)15.3 p區(qū)元素化合物性質(zhì) 的遞變規(guī)律15.2 稀有氣體15.1 鹵素教學(xué)目的2、掌握HX還原性、酸性、穩(wěn)定性變化規(guī)律及其遞變?cè)颉?、掌握氯的含氧酸的酸性、穩(wěn)定性的變化規(guī)律4、了解稀有氣體的物理性質(zhì)變化規(guī)律及用途。5、熟悉p區(qū)元素化合物的性質(zhì)遞變規(guī)律。1、熟悉鹵素通性15.1 鹵素*15.1.6 擬鹵素及擬鹵化物15.1.5 鹵素的含氧化合物*15.1.4 鹵化物 多鹵化物 鹵素互化物15.1.3 鹵化氫或氫鹵酸15.1.2 鹵素單質(zhì)15.1.1 鹵素概述 VIIA F Cl Br I價(jià)電子構(gòu)型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5電負(fù)性3.982

2、.962.663.16氧化值 -1-1，1，3，5，715.1.1 鹵素概述共價(jià)半徑/pm 64 99 114 133 原子得電子能力從 F到 I減弱、氧化性減弱1. 單質(zhì)物理性質(zhì)聚集狀態(tài) g g l sb.p./-188 -34 59 185 m.p. /-220 -102 -7 114顏色淺黃 黃綠 紅棕 紫分子間力小大F2 Cl2 Br2 I215.1.2 鹵素單質(zhì)F2 Cl2 Br2 I2X2 氧化性：強(qiáng)弱 (1)氧化性順序2.單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)2.8891.3601.07740.5345：/V)/XX(2-Cl2Br2 I2歧化：可見：氯水, 溴水, 碘水的主要成分是單質(zhì)。（2）與H2O

3、反應(yīng)：F2氧化劑在堿中Cl2Br2 I2 的歧化反應(yīng)進(jìn)行完全:(1) 制F2 (g) (2) 制Cl2 (g)實(shí)驗(yàn)室：工業(yè)：3. 單質(zhì)的制備(3) 制Br2(4) 制 I2海藻為原料：智利硝石為原料 ：HFHClHBrHI穩(wěn)定性下降酸性增大X-半徑增大失去電子能力？X-還原性？分子晶體熔沸點(diǎn)？共價(jià)鍵極性?15.1.3 鹵化氫常溫下無色、刺激性氣味、氣體。HFHClHBrHI鍵能/kJmol-1570432366298穩(wěn)定性熔、沸點(diǎn)*-83.57-114.18-86.87-50.80m.p./* 19.52-85.05-66.71-35.1b.p./6.373.572.761.40/(10-30

4、cm)-271.1-92.3-36.4-26.5/kJmol-1HClHF*鹵化氫或氫鹵酸的制備HBr、HI能否用濃硫酸制備？選用什么酸制備HBr和HI?15.1.4 鹵化物 多鹵化物 鹵素互化物金屬鹵化物：非金屬鹵化物：均為共價(jià)型等鹵素顯負(fù)一價(jià)的化合物。1.鹵化物：水解性：離子型共價(jià)型熔點(diǎn)：高低溶解性：大多易溶于水易溶于有機(jī)溶劑M(OH)n是弱堿的都易水解成M(OH)n或堿式鹽。產(chǎn)物符合水解規(guī)律鹵化物的性質(zhì)：記：Sn(OH)Cl，SbOCl，BiOCl鹵化物的鍵型、性質(zhì)的遞變規(guī)律： 陽離子極化力大，鍵型：由離子鍵向共價(jià)鍵過渡。晶體內(nèi)：離子鍵減弱，熔沸點(diǎn)下降。例如： NaCl MgCl2 Al

5、Cl3 SiCl4b.p./ 1465 1412 181(升華) 57.6陰離子半徑大、變形性增大、向共價(jià)鍵過渡程度增大，也導(dǎo)致熔沸點(diǎn)下降。例如： 離子鍵 共 價(jià) 型 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 b.p./ 1272 181 253 382 如： 堿金屬鹵化物熔沸點(diǎn)降低。例如： NaF NaCl NaBr NaIm.p./ 996 801 755 660 同種金屬的高價(jià)鹵化物共價(jià)性顯著，熔沸點(diǎn)較低。例如： SnCl2 SnCl4 ； SbCl3 SbCl5 m.p./ 247 -33 73.4 3.5+1HXO次鹵酸+3HClO2亞鹵酸+5HXO3鹵酸+7HXO4高鹵酸15.1

6、.5 鹵素的含氧化合物鹵素各類含氧酸根中(X均為sp3雜化)(1) 次鹵酸及其鹽HClO HBrOHIO酸性減弱氧化性減弱2.810-8 2.610-9 2.410-111.495 1.341 0.983)X/XO(-1.鹵素的含氧酸及其鹽穩(wěn)定性減弱主要反應(yīng)：漂白粉 (2) 鹵酸及其鹽 HClO3 HBrO3 HIO3 強(qiáng) 強(qiáng) 近中強(qiáng) 酸性減弱重要鹽：KClO3強(qiáng)氧化性：(與易燃物混合后，撞擊爆炸著火)KClO3與C12H22O11的混合物的火焰火柴頭中的氧化劑KClO3(3) 高鹵酸及其鹽HClO4 HBrO4 H5IO61.226 1.763 1.60都是強(qiáng)氧化劑，穩(wěn)定性好。偏高碘酸HIO

7、4)/XO(XO34-高碘酸H5IO6最強(qiáng) 強(qiáng) 弱 酸性主要反應(yīng)：KClO4穩(wěn)定性好，用作炸藥比KClO3更穩(wěn)定。NH4ClO4：火箭推進(jìn)劑主要成分。40%溶液固體電極電勢(shì)：1.495 1.55 1.451.409氧化性降低(HClO2例外)(4) 氯的各種含氧酸性質(zhì)的比較HClO HClO2 HClO3HClO4酸性增強(qiáng)穩(wěn)定性增強(qiáng)不穩(wěn) 不穩(wěn) 相對(duì)穩(wěn)定 穩(wěn)定15.2.1 稀有氣體的發(fā)現(xiàn)15.2 稀有氣體15.2.4 稀有氣體化合物15.2.3 稀有氣體的存在和分離15.2.2 稀有氣體的性質(zhì)和用途15.2.1 稀有氣體的發(fā)現(xiàn) He Ne Ar Kr Xe Rn“第三位小數(shù)的勝利”18世紀(jì)90年

8、代致力于研究空氣密度10年的瑞利由空氣分餾發(fā)現(xiàn)氮密度1.2572 gL-1大于化學(xué)法制備氮的密度1.2505gL-1，后在萊姆塞的合作下終于找到了混在空氣中的氬氣。萊姆塞在幾年的時(shí)間里，連續(xù)發(fā)現(xiàn)了氦、氖、氬、氪、氙幾乎一整族的稀有氣體，在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)史上除了戴維之外，無人能與他相比。由于他的杰出貢獻(xiàn)，榮獲了1904年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，另外還得到了多種榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)。 價(jià)層電子構(gòu)型：ns2np6 He 1s21894年，英國(guó)物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)了Ar。1868年，簡(jiǎn)森和洛克耶爾分別觀測(cè)到D3黃線，到1895年，萊姆賽和特拉弗斯鑒定為氦。1898年，萊姆賽和特拉弗斯又相繼發(fā)現(xiàn)了氪、氖和氙。人們?cè)谘芯糠派湫詴r(shí)

9、，相繼發(fā)現(xiàn)了氡的幾種同位素，直到1908年萊姆賽確定為一種新元素。1923年國(guó)際化學(xué)會(huì)議上命名為Rn。1962年，巴特列特首先合成出第一個(gè)惰性氣體的化合物XePtF6， “惰性氣體”也隨之改名為“稀有氣體”。15.2.2 稀有氣體的性質(zhì)和用途 He Ne Ar Kr Xe RnI1/kJmol-1 2372 2087 1527 1357 1176 1043 m.p./ -272 -249 -189 -157 -112 -71溶解度ml/kg水 8.6 10.5 33.6 59.4 108 230臨界溫度/K 5.25 44.5 150.9 209.4 289.7 378.1 增增增增15.2.

10、4 稀有氣體化合物1.合成XePtF6 (紅色晶體)思路：當(dāng)時(shí)已合成 O2PtF62.空間構(gòu)型價(jià)層電子對(duì)互斥理論：15.3 p區(qū)元素化合物性質(zhì)的 遞變規(guī)律15.3.2 p區(qū)元素的氫化物15.3.5 p區(qū)元素含氧酸鹽的 溶解性和熱穩(wěn)定性15.3.4 p區(qū)元素化合物的氧化還原性15.3.3 p區(qū)元素的氧化物及其水合物15.3.1 p區(qū)元素的單質(zhì)CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClAsH3H2SeHBrH2TeHI穩(wěn)定性增強(qiáng)還原性減弱15.3.2 p區(qū)元素氫化物穩(wěn)定性減弱酸性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)（元素的負(fù)價(jià)降低，與H作用力減?。┮缘谒闹芷谧罡邇r(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水合物為例：KOH Ca(OH

11、)2 Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4強(qiáng)堿 強(qiáng)堿 兩性 兩性偏酸 中強(qiáng)酸 強(qiáng)酸 強(qiáng)酸 金屬性減弱、堿性減弱；非金屬性增強(qiáng)、酸性增強(qiáng)15.3.3 p區(qū)元素的氧化物及其水合物氫氧化物或含氧酸，可記作： (HO)mROn例：HClO4 即 HOClO3 m=1，n=3酸性的強(qiáng)弱取決于羥基釋放氫的難易，而羥基的釋放氫又取決于羥基氧的電子密度。若羥基氧的電子密度小，易釋放氫，酸性強(qiáng)。Pauling規(guī)則：(定性)H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 羥基氧的電子密度取決于中心原子R的電負(fù)性、半徑、氧化值；非羥基氧的數(shù)目。 若 R 的電負(fù)性大、半徑小、氧化值高則羥基氧電子密度小，酸性強(qiáng)；非羥基氧的數(shù)目多，可使羥基氧上的電子密度小，酸性強(qiáng)。R電負(fù)性 1.90 2.19 2.58 3.16 R半徑 R氧化值非羥基氧 0 1 2 3酸性酸性 HClO4 HNO3R的電負(fù)性 3.16 3.04n(非羥基氧) 3 2所以，酸的縮和程度愈大，酸性增強(qiáng)。酸性 HClO HClO2 HClO3 HClO4 Cl的氧化值升高、非羥基氧數(shù)增加。酸性 H2S2O7 H2S