p區(qū)元素一課件

第十三章p區(qū)元素（一）§13.1p區(qū)元素概述§13.2硼族元素§13.3碳族元素第十三章p區(qū)元素（一）§13.1p區(qū)元素概述§13.1p區(qū)元素概述§13.1p區(qū)元素概述p區(qū)元素通性各族元素性質(zhì)由上到下的變化規(guī)律出現(xiàn)突變多種氧化態(tài)(ns2np1-5)電負(fù)性大，形成共價(jià)化合物各族元素性質(zhì)由上到下呈現(xiàn)二次周期性p區(qū)元素通性各族元素性質(zhì)由上到下的變化規(guī)律出現(xiàn)突變各族元素性各族元素性質(zhì)由上到下的變化規(guī)律出現(xiàn)突變1第一排元素反常性：(只有2s,2p軌道)形成配合物時(shí)，配位數(shù)最多不超過4第一排元素單鍵鍵能小于第二排元素單鍵鍵能

(kJ/mol-1)

E(N-N)=159E(O-O)=142E(F-F)=141

E(P-P)=209E(S-S)=264E(Cl-Cl)=199各族元素性質(zhì)由上到下的變化規(guī)律出現(xiàn)突變1第一排元素反常性2中間排元素異樣性(d區(qū)插入)事實(shí)：溴酸、高溴酸氧化性均比其它鹵酸、高鹵酸強(qiáng)。3最后三個(gè)元素性質(zhì)緩慢地遞變(鑭系收縮)。2中間排元素異樣性(d區(qū)插入)多種氧化態(tài)價(jià)電子構(gòu)型：ns2np1-5例：氯，+1，+3，+5，+7，-1，0等惰性電子對效應(yīng)： 同族元素從上到下，低氧化態(tài)化合物比高氧化態(tài)化合物穩(wěn)定。例：Si(II)<Si(IV)Pb(II)>Pb(IV)多種氧化態(tài)價(jià)電子構(gòu)型：ns2n§13.2硼族元素13.2.1硼族元素概述13.2.2硼族元素的單質(zhì)13.2.3硼的化合物13.2.4鋁的化合物§13.2硼族元素13.2.1硼族元素概述13.2.1硼族元素概述硼族(ⅢA)：B,Al,Ga,In,Tl價(jià)電子構(gòu)型：ns2np1缺電子元素：價(jià)電子數(shù)<價(jià)層軌道數(shù)缺電子化合物:成鍵電子對數(shù)<價(jià)層軌道數(shù)例如：BF3，HBF4特點(diǎn)：a.易形成配位化合物HBF4

HFBF3

b.易形成雙聚物Al2Cl613.2.1硼族元素概述硼族(ⅢA)：B,Al,G硼族元素的一般性質(zhì)B為非金屬單質(zhì)，Al，Ga，In，Tl是金屬氧化態(tài)：B，Al，Ga（+3） In（+1，+3） Tl（+1）最大配位數(shù) B：4例：HBF4

其它：6例：Na3AlF6硼族元素的一般性質(zhì)B為非金屬單質(zhì)，Al，Ga，In，Tl是金13.2.2硼族元素的單質(zhì)同素異形體：無定形硼，晶形硼 棕色粉末,黑灰色 化學(xué)活性高，硬度大 熔點(diǎn)，沸點(diǎn)都很高。α-菱形硼（B12）13.2.2硼族元素的單質(zhì)同素異形體：無定形硼，第十三章p區(qū)元素一68張課件13.2.3硼的化合物硼的氫化物硼的含氧化合物(1)三氧化二硼(2)硼酸(3)硼砂硼的鹵化物氮化硼13.2.3硼的化合物硼的氫化物硼的氫化物------硼烷分類：BnHn+4和BnHn+6

例：B2H6B4H10

乙硼烷丁硼烷有CH4，但無BH4

最簡單的硼烷：B2H6硼的氫化物------硼烷分類：BnHn+4和B硼烷的結(jié)構(gòu)B：利用sp3雜化軌道，與氫形成三中心兩電子鍵。（氫橋）記作：要點(diǎn)：B的雜化方式，三中心兩電子鍵、氫橋。硼烷的結(jié)構(gòu)B：利用sp3雜化軌道，與氫形成三中心兩電子鍵。記B4H10分子結(jié)構(gòu)B4H10分子結(jié)構(gòu)硼烷的性質(zhì)(1)自燃高能燃料，劇毒(2)水解含硼化合物燃燒火焰呈現(xiàn)綠色硼烷的性質(zhì)(1)自燃高能燃料，劇毒(2)水解含硼化合物燃(3)加合反應(yīng)(4)被氯氯化(3)加合反應(yīng)(4)被氯氯化三氧化二硼B(yǎng)2O3B(無定形)B2O3H3BO3O2Mg或Al+H2O-H2O制備：原子晶體：熔點(diǎn)460C無定形體：軟化三氧化二硼B(yǎng)2O3B(無定形)B2O3H3BO3O2Mg或A性質(zhì)：B2O32HBO22H3BO3偏硼酸(原)硼酸xB2O3·yH2O多硼酸+H2O+H2O-H2O-H2O性質(zhì)：B2O32HBO22H3BO3偏硼酸(原)硼酸xB2O硼酸的結(jié)構(gòu)B：sp2雜化硼酸的結(jié)構(gòu)B：sp2雜化硼酸的性質(zhì)(1)一元弱酸(固體酸)(2)與多羥基化合物加合(3)受熱易分解硼酸的性質(zhì)(1)一元弱酸(固體酸)(2)與多羥基化合物硼砂硼砂性質(zhì):構(gòu)成緩沖溶液pH=9.24(20℃)(1)水解呈堿性(2)與酸反應(yīng)制H3BO3(3)脫水風(fēng)化脫水受熱脫水硼砂玻璃體積膨脹性質(zhì):構(gòu)成緩沖溶液pH=9.24(20℃)硼的鹵化物(1)BX3結(jié)構(gòu)：B：sp2雜化(2)BX3性質(zhì)：水解：硼的鹵化物(1)BX3結(jié)構(gòu)：B：sp2雜化(2)BX3性氮化硼

BN與C2是等電子體，性質(zhì)相似：

BN有三種晶型：(1)無定型(類似于無定型碳)(2)六方晶型(類似于石墨)作潤滑劑(3)立方晶型(類似于金剛石)作磨料氮化硼B(yǎng)N與C2是等電子體，性質(zhì)相似：(1)氧化鋁：Al2O3

α-Al2O3：剛玉，硬度大，不溶于水、酸、堿

γ-Al2O3：活性氧化鋁，可溶于酸、堿，可作為催化劑載體,有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色紅寶石(Cr3+)

藍(lán)寶石(Fe3+,Cr3+)

黃玉/黃晶(Fe3+)13.2.4鋁的化合物(1)氧化鋁：Al2O3紅寶石(Cr3+)藍(lán)寶石(Fe(2)氫氧化鋁：Al(OH)3

兩性，在堿性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-

簡便書寫為AlO2-或AlO33-(2)氫氧化鋁：Al(OH)3(3)鋁的鹵化物

AlF3AlCl3 AlBr3 AlI3離子鍵 共價(jià)鍵共價(jià)分子：熔點(diǎn)低,易揮發(fā),易溶于有機(jī)溶劑。易形成雙聚物水解激烈：潮濕空氣中的AlCl3，白煙為NH4Cl(3)鋁的鹵化物AlF3AlCl3 用干法合成AlCl3用干法合成AlCl3(4)鋁的重要化合物Al3+的鑒定：在氨堿性條件下，加入茜素硫酸鋁：鋁鉀礬(明礬)：茜素(4)鋁的重要化合物Al3+的鑒定：在氨堿性條件下，加入茜§13.3碳族元素13.3.1碳族元素概述13.3.2碳族元素的單質(zhì)13.3.3碳的化合物13.3.4硅的化合物13.3.5錫、鉛的化合物§13.3碳族元素13.3.1碳族元素概述碳族(IVA)：C,Si,Ge,Sn,Pb價(jià)電子構(gòu)型：ns2np2氧化值最大配位數(shù)

單質(zhì)可形成原子晶體

金屬晶體13.3.1碳族元素概述碳族(IVA)：C,Si,Ge,Sn,Pb價(jià)電子構(gòu)型存在:碳：金剛石、石墨；煤、石油、天然氣;碳酸鹽;CO2。硅：SiO2和各種硅酸鹽鍺：硫銀鍺礦4Ag2S?GeS2，

硫鉛鍺礦2PbS?GeS2。錫：錫石SnO2。鉛：方鉛礦PbS，白鉛礦PbCO3。存在:碳：金剛石、石墨；煤、石油、天然氣;13.3.2碳族元素的單質(zhì)

單質(zhì)碳：金剛石：原子晶體,硬度最大,熔點(diǎn)最高的單質(zhì)。石墨：層狀晶體，質(zhì)軟，有金屬光澤。足球烯，富勒烯，C60，C70

等。13.3.2碳族元素的單質(zhì)

單質(zhì)碳：金剛石(sp3雜化)石墨(sp2雜化)金剛石(sp3雜化)石墨(sp2雜化)足球烯，富勒烯，C60(sp2雜化)足球烯，富勒烯，C60(sp2雜化)單質(zhì)硅：無定型體晶體：原子晶體，類似于金剛石單質(zhì)硅：

單質(zhì)鍺，錫，鉛鍺是灰白色金屬，硬而脆，結(jié)構(gòu)類似于金剛石。

錫有三種同素異形體灰錫(α錫)白錫(β錫)脆錫

鉛：質(zhì)軟，能阻擋X射線。13.2℃161℃單質(zhì)鍺，錫，鉛13.2℃161℃13.3.3碳的化合物

1碳的氧化物

（1）一氧化碳(CO)：結(jié)構(gòu)CO(6+8=14e-)與N2（2×7=14e-）是等電子體,結(jié)構(gòu)相似。:CO::CO:一個(gè)σ鍵兩個(gè)π鍵13.3.3碳的化合物

1碳的氧化物

（1）一

性質(zhì)：

a.作配位體，形成羰基配合物

Fe(CO)5,Ni(CO)4,Co2(CO)8其中C是配位原子。

b.還原劑：c.劇毒性質(zhì)：c.劇毒2二氧化碳(CO2)經(jīng)典的分子結(jié)構(gòu)：O=C=OC=O雙鍵鍵長124pm(在CH3--C--CH3中)

CO叁鍵鍵長113pmCO2中，碳、氧之間鍵長116pmC：sp雜化

：OCO：O2二氧化碳(CO2)經(jīng)典的分子結(jié)構(gòu)：O=C=OO第十三章p區(qū)元素一68張課件

3碳酸及其鹽CO2溶于水，大部分CO2?H2O,極小部分H2CO3CO32-的結(jié)構(gòu)CO32-(6+3×8+2=32e-)與BF3(5+3×9=32e-)為等電子體C：sp2雜化2-3碳酸及其鹽CO2溶于水，大部分CO2?H2O碳酸及其鹽的熱穩(wěn)定性.

（1）H2CO3<MHCO3<M2CO3

碳酸及其鹽的熱穩(wěn)定性.（1）H2CO3<MHC

（2）同一族金屬的碳的鹽穩(wěn)定性從上到下增加

BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3分解T/℃10054090012901360

（3）過渡金屬碳酸鹽穩(wěn)定性差

CaCO3PbCO3ZnCO3FeCO3

分解T/℃900315350282價(jià)電子構(gòu)型8e_(18+2)e_

18e_(9-17)e_第十三章p區(qū)元素一68張課件碳酸鹽的溶解度：

易溶鹽：Na2CO3NaHCO3K2CO3KHCO3100℃溶解度451615660(g/100gH2O)

2----其它金屬(含Li)碳酸鹽難溶于水,且酸式鹽溶解度大于正鹽氫鍵存在，形成二聚物或多聚物碳酸鹽的溶解度：易溶鹽：Na2CO3N碳酸鹽的水解性（1）氫氧化物溶解度小碳酸鹽的水解性（1）氫氧化物溶解度小(2)碳酸鹽溶解度小(3)碳酸鹽和相應(yīng)的氫氧化物溶解度相近(2)碳酸鹽溶解度小(3)碳酸鹽和相應(yīng)的氫氧化物溶解度相近13.3.4硅的化合物硅烷二氧化硅硅酸及其鹽硅的鹵化物碳化硅（SiC）：金剛砂13.3.4硅的化合物硅烷

1.硅的氧化物二氧化硅SiO2------硅石無定型體：石英玻璃、硅藻土、燧石晶體：天然為石英，原子晶體純石英：水晶含有雜質(zhì)的石英：瑪瑙，紫晶

1.硅的氧化物二氧化硅SiO2------硅石無定結(jié)構(gòu)：Si采用sp3雜化軌道與氧形成硅氧四面體硅氧四面體金剛石二氧化硅結(jié)構(gòu)：Si采用sp3雜化軌道與氧形成硅氧四面體硅氧四面體金剛性質(zhì)(1)與酸作用(2)與HF作用性質(zhì)(1)與酸作用(2)與HF作用硅酸及硅酸鹽

H4SiO4

原硅酸硅酸H2SiO3

偏硅酸，二元弱酸

xSiO2?yH2O多硅酸制備：膠凍狀硅酸硅膠-H2O硅酸及硅酸鹽H4SiO4硅酸鹽硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般寫成氧化物形式。硅酸鈉：Na2O?nSiO2泡沸石：Na2O?Al2O3?

2SiO2

?nH2O硅酸鹽硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般寫成氧化物形式。硅酸鈉：Na2O可溶性：Na2SiO3、K2SiO3不溶性：大部分硅酸鹽難溶于水，且有特征顏色硅酸鹽水中花園可溶性：Na2SiO3、K2SiO3硅酸鹽水中花園4.硅的鹵化物SiX4

SiF4SiCl4SiBr4SiI4聚集態(tài)glls（氟硅酸）水解：熔沸點(diǎn)低 高相對分子質(zhì)量小大4.硅的鹵化物SiX4

*5.硅的氫化物(硅烷SinH2n+2)性質(zhì)：最簡單的硅烷：SiH4(甲硅烷)自燃：水解：強(qiáng)還原性：熱穩(wěn)定性差：*5.硅的氫化物(硅烷SinH2n+2)性質(zhì)：最簡單的硅13.3.5錫、鉛的化合物氫氧化物的酸堿性Sn(II)的還原性Pb(IV)的氧化性錫、鉛的鹽錫、鉛的硫化物13.3.5錫、鉛的化合物氫氧化物的酸堿性1錫、鉛的氫氧化物過量OH-HNO3或HAcH+濃HNO3放置適量OH-過量OH-過量OH-適量OH-適量OH-H+1錫、鉛的氫氧化物過量OH-HNO3或HAcH+濃HSn(II)的還原性Sn2+,Hg2+的相互鑒定Sn(II)的還原性Sn2+,Hg2+的相互鑒定Pb(IV)的氧化性Pb(IV)的氧化性四氧化三鉛(Pb3O4)----鉛丹：鮮紅色可看作：三氧化二鉛(Pb2O3)：橙色可看作：PbO·PbO2氧化鉛：(PbO)：橙黃色