s區(qū)和p區(qū)元素課件

s區(qū)和p區(qū)元素第7章Chapter７S-Blockandp-BlockElements7.1堿金屬和堿土金屬化合物S區(qū)元素在周期表中的位置

Ca,Sr,Ba堿性“土性”：氧化物難溶于水有金屬光澤，密度小，硬度小，熔點(diǎn)低、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好的特點(diǎn);鋰和鈹由于原子半徑小,而且次外層為2電子構(gòu)型,所以在同族元素中熔點(diǎn)和沸點(diǎn)最高;銫失電子的傾向很大,受光照射金屬表面的電子逸出(光電效應(yīng)),因此常用銫(也可有鉀銣)來(lái)制造光電管.7.1.1堿金屬和堿土金屬通性過(guò)氧化物(O22-)：Na2O2常見(jiàn)2Na+O2→Na2O2與CO2的作用2Na2O2+2CO2→

2Na2CO3+O2(g)(用在潛艇或防毒面具中)Na2O2

+H2O

→NaOH+

H2O22H2O2

→

H2O

+O2(g)Na2O2作漂白劑超氧化物：O2-極易吸收二氧化碳，與水和稀酸反應(yīng)放出氧氣4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2(g)2NaO2+2H2O→H2O2+2NaOH+O2（除Be(OH)2為兩性外）氫氧化物氫氧化物的強(qiáng)堿性是堿金屬和堿土金屬性質(zhì)的重要特點(diǎn)當(dāng)1/2>0.32時(shí)R(OH)n顯酸性當(dāng)0.32>1/2>0.22時(shí)R(OH)n顯兩性當(dāng)1/2<0.22時(shí)R(OH)n顯堿性RO-+H+R-O-HR++OH-

R-OH規(guī)則解釋?zhuān)貉趸锏乃衔锿ㄊ絉(OH)n，R為成酸或成堿元素，有兩種解離可能：其可能性與陽(yáng)離子的極化作用有關(guān)，科學(xué)家卡特里奇以“離子勢(shì)”來(lái)衡量陽(yáng)離子極化作用的強(qiáng)弱。經(jīng)驗(yàn)規(guī)則重要鹽類(lèi)：鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽鹽類(lèi)絕大多數(shù)的堿金屬形成離子型化合物，只有鋰的某些鹽(例如LiCl)具有一定程度的共價(jià)性。鍵型通常具有較高的熱穩(wěn)定性:

NaHCO3→Na2CO3+CO2↑；配制碳酸氫鈉注射液時(shí)，為了防止加熱滅菌時(shí)的分解，需要用CO2氣流飽和；硝酸鹽的熱穩(wěn)定性比較低,加熱分解的過(guò)程過(guò)程中產(chǎn)生O2。這一性質(zhì)使KNO3成為火藥的一種成分：熱穩(wěn)定性2KNO3(s)2KNO2(s)+O2(g)940K溶解性堿金屬鹽大多易溶于水，并且在水溶液中完全電離，例外有LiF、Li2CO3和等；

鈉鹽的吸濕性比鉀鹽強(qiáng)，因此分析化學(xué)中所用的基準(zhǔn)物質(zhì)多是鉀鹽；

堿土金屬鹽：大多數(shù)堿土金屬鹽溶解度??；CaC2O4是鈣鹽中溶解度最小的,常用作定量分析;鋇餐:BaSO4+Na2SO4溶液中的糊狀物(可溶性鋇鹽對(duì)人體有毒)。7.2鹵素化合物(F,Cl,Br,I,At)非金屬元素族;多種氧化數(shù)，呈現(xiàn)單數(shù);F元素特殊性，氧化數(shù)僅-1;化合物呈共價(jià)形式。7.2.1通性7.2.2鹵化氫●酸性氫鹵酸可以離解出氫離子和鹵素離子，因此酸性和鹵素離子的還原性是其主要特征。除氫氟酸的稀溶液外，其他三種氫鹵酸都是強(qiáng)酸。氫鹵酸酸性強(qiáng)度的次序?yàn)椋篐I>HBr>HCl>HF？7.2.3鹵化物

除了氮、氖和氬外，周期表中所有元素都能與其生成鹵化物。金屬鹵化物：電負(fù)性小的活潑金屬與鹵素形成的鹵化物多為離子型化合物；電負(fù)性大的金屬與鹵素形成的多為共價(jià)型化合物。不同氧化態(tài)的某一金屬：FeCl2顯離子型;FeCl3顯共價(jià)型7.2.4鹵素的重要含氧酸除氟外，其余鹵素幾乎均可形成含氧酸及其鹽，例如氯的+1、+3、+5、+7的含氧酸及其鹽，溴、碘類(lèi)似。通式：HXOn:n=1,2,3,4;(X:氯，溴，碘)未見(jiàn)HIO2次鹵酸，亞鹵酸，鹵酸，高鹵酸

概述共性：

(1)熱穩(wěn)定性含氧酸穩(wěn)定性差，大多只能存在于水溶液中，至今未制得游離純酸。

(2)氧化性對(duì)同一元素不同氧化態(tài)而言，低氧化態(tài)的氧化能力強(qiáng)（需要斷的Cl-O鍵少）。①在酸性介質(zhì)中的氧化性一般都遠(yuǎn)大于的堿性介質(zhì)中的氧化性，說(shuō)明含氧酸的氧化性強(qiáng)于鹽。③許多中間氧化數(shù)的物質(zhì)如XO-、X2，存在歧化反應(yīng)的可能性。（3）酸性HClO是很弱的酸，HClO3是強(qiáng)酸，接近于鹽酸和硝酸，HClO4是已知含氧酸中最強(qiáng)的酸。7.3.1過(guò)氧化氫7.3氧族元素化合物俗稱(chēng)雙氧水，用途最廣的過(guò)氧化物。結(jié)構(gòu):Osp3雜化弱酸性H2O2HO2–

+H+,K1=2.2×10–12

K2

≈10-25H2O2+

Ba(OH)2BaO2+2H2OOOHH96o52?ˉ96o52?ˉ93o51?ˉ氧化還原性氧化性強(qiáng)，還原性弱，是一種“清潔的”氧化劑和還原劑。1.229V

n=2

OH

11.77VOH10.682VO

/V

2222==nn

過(guò)氧化氫的使用依賴(lài)于其氧化性，不同濃度的過(guò)氧化氫具有不同的用途：一般藥用雙氧水的濃度為3%，美容用品中雙氧水的濃度為3（

6）%，試劑級(jí)雙氧水的濃度為30%，濃度在90%以上的雙氧水可用于火箭燃料的氧化劑，若90%以上濃度的雙氧水遇熱或受到震動(dòng)就會(huì)發(fā)生爆炸。過(guò)氧化氫：漂白劑、消毒劑、氧化劑中心O：sp2雜化形成：鍵角：117°=1.8×10-30C·m唯一極性單質(zhì)結(jié)構(gòu)性質(zhì)●

不穩(wěn)定性常溫下可緩慢分解為O2:2O3(g)→3O2(g)●氧化性酸性：O3+2H++2e-→O2+H2Oφ=2.07V

堿性：O3+H2O+2e-→O2+2OH-

φ=1.20V

7.3.2臭氧溶解性：

正鹽：除堿金屬、NH4+、Ba2+，易溶于水外，ⅡA微溶（BeS難溶），其余大多數(shù)難溶，且具有特征顏色,分析化學(xué)上常利用上述性質(zhì)來(lái)分離和鑒別金屬離子和進(jìn)行含重金屬離子廢水的去除。

CdS，As2S3顯黃色；ZnS顯白色；FeS，CuS，PbS顯黑色。7.3.3金屬硫化物7.3.3硫化氫●H2S是無(wú)色，有腐蛋味，劇毒氣體，稍溶于水；結(jié)構(gòu)與H2O相似；水溶液呈酸性，為二元弱酸●還原性久置于空氣中的氫硫酸因被空氣氧化而變渾濁：2H2S(aq)+O2=2S(s)+2H2O微溶：溶解度在0.01g~1g/100g，難溶：溶解度小于0.01g/100g

●濃H2SO4的性質(zhì)

強(qiáng)氧化性

強(qiáng)吸水性作干燥劑，可從纖維、糖中提取水7.3.5濃硫酸●H2SO4的結(jié)構(gòu)S：sp3雜化.S與O形成σ鍵的同時(shí)，中心硫原子的d軌道與氧原子的p軌道互相重疊，形成附加的（p-d）π鍵。濃硫酸配成稀硫酸時(shí),應(yīng)將濃硫酸慢慢倒入水中，并不斷攪拌。冷濃硫酸不與鐵、鋁等金屬作用，這是因?yàn)樵诶涞臐饬蛩嶂?，鐵、鋁表面生成一層致密的保護(hù)膜保護(hù)了金屬，使之不與硫酸繼續(xù)反應(yīng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為鈍化，所以可用鐵、鋁制的器皿盛放濃硫酸。稀硫酸基本無(wú)氧化性、吸水性和脫水性。大多數(shù)硫酸鹽為無(wú)色結(jié)晶，易溶于水，但PbSO4，BaSO4，SrSO4和CaSO4微溶于水，其中BaSO4溶解度最小。7.3.1氮的氫化物7.3氮族化合物半充滿(mǎn)，結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，主要氧化數(shù)為-3，0，+3，+5

FritzHaber

1868－1934，德國(guó)物理化學(xué)家，因發(fā)明氮?dú)夂桶睔庵苯雍铣砂钡姆椒?，獲1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。氨和銨鹽氨：NH3工業(yè)合成仍用哈伯法:

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)高溫、高壓

催化劑7.5.3氮的含氧酸及其鹽1亞硝酸和亞硝酸鹽●HNO2的酸性弱得多（與HAc相近），很不穩(wěn)定。氧化性也不如HNO3強(qiáng)，但

還可用作還原劑?！翊蠖鄶?shù)亞硝酸鹽是穩(wěn)定的，在堿金屬和堿土金屬硝酸鹽的分解溫度下相應(yīng)的亞硝酸鹽仍不分解。

●絕大多數(shù)亞硝酸鹽易溶于水，白色結(jié)晶狀的NaNO2大量用于染料工業(yè)和有機(jī)合成工業(yè)中。●亞硝酸鹽一般有毒，而且是致癌物質(zhì)

硝酸是重要的工業(yè)三酸之一，是制造炸藥、硝酸鹽和許多其他化學(xué)品的重要原料。工業(yè)上利用NH3的氧化產(chǎn)物NO2制HNO3。硝酸是個(gè)相當(dāng)強(qiáng)的氧化劑，可以氧化許多金屬和非金屬。例如：2硝酸和硝酸鹽王水是濃HCl和濃HNO3

按體積比3:1混合得到的，王水溶解Au和Pt方程如下：Au(s)+4H+(aq)+NO3?(aq)+4Cl?(aq)=[AuCl4]?(aq)+NO(g)+2H2O(l)3Pt(s)+16H+(aq)+4NO3?(aq)+18Cl?(aq)=3[PtCl6]2?(aq)+4NO(g)+8H2O(l)

CO2不具有

CO表現(xiàn)的可燃性和還原性，加合性也不明顯.CO2無(wú)毒，能用于制造各種碳酸飲料（飽和水溶液中溶解的CO2

僅有1%轉(zhuǎn)化為H2CO3)。干冰（分子晶體），不經(jīng)溶化而直接升華為氣體，常作致冷劑。CO2(carbondioxide)結(jié)構(gòu)：原認(rèn)為是O=C=O，但根據(jù)其鍵長(zhǎng)介于雙鍵和叁鍵之間，故推測(cè)其為兩個(gè)∏34的離域鍵。

少見(jiàn)的固體酸.不像分子式B(OH)3所暗示的那樣，H3BO3在水中是一元酸.其質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡與B原子的缺電子性質(zhì)密切相關(guān)：B(OH)3(aq)+2H2