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文檔簡介

p區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

非金屬元素?cái)?shù)量雖不多(22種,基本p區(qū)),但所涉及的面卻很廣。p區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)主要是對(duì)非金屬元素的單質(zhì)、氫化物、含氧酸及含氧酸鹽的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、以及p區(qū)元素的某些特殊性進(jìn)行小結(jié)。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)元素在周期表中的分布藍(lán)框內(nèi)是p區(qū)元素(30種)折線上方是非金屬(22種)氫P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)目前在元素周期表中有110多種元素,非金屬元素只占22種,主要分布在p區(qū)(除H的位置有不同看法外),其中稀有氣體整個(gè)一列都是非金屬元素,其余非金屬元素很有規(guī)律地占據(jù)了右上角區(qū)域。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)一、非金屬元素單質(zhì)的結(jié)構(gòu)(8-N法則)

非金屬原子相互以共價(jià)單鍵結(jié)合時(shí),周圍通常會(huì)配置8-N個(gè)原子,非金屬間化合物配位也是如此。N是元素的族數(shù)(按羅馬數(shù)字編號(hào)系統(tǒng)),這就是格里姆-索末菲法則,即8-N法則。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

稀有氣體N=8,8-N=0,所以,分子是單原子分子。它們的晶體結(jié)構(gòu)如下:HeNe、Ar、Kr、XeP區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

鹵素及氫N=7

,8-N=1,所以分子是雙原子分子。

這一點(diǎn)也許出乎意料:碘還能形成線性的I3-,進(jìn)而生成負(fù)一價(jià)多碘離子[(I2)n(I-)]。含有這種多碘離子的固體有導(dǎo)電性,導(dǎo)電機(jī)理可能是電子或空穴沿多碘離子鏈跳移,也可能是I-在多碘離子鏈上以接力方式傳遞:P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)O、S、Se、Te氧族元素N=6,8-N=2。但O2有些特殊,每個(gè)O只與一個(gè)原子配位形成雙原子分子,因?yàn)镺2中化學(xué)鍵并非單鍵,8-N法則不適用:

臭氧O3中有34,中心O為二配位,兩端的O則不然:P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

氧族其余元素符合8-N法則。盡管元素可能有各種同素異構(gòu)體,但每種原子的成鍵方式、配位情況、鍵長、鍵角等數(shù)據(jù)基本保持一致或有限的幾種情況。這是非金屬元素化學(xué)的又一特征:

S8P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)灰硒和碲(Sex、Tex)的螺旋鏈結(jié)構(gòu):P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)N、P、As氮族元素N=5,8-N=3。第一個(gè)元素N也不遵從8-N法則,而以叁鍵形成雙原子分子NN。氮族其余元素符合8-N法則。P、As(以及金屬元素Sb、Bi)都有多種同素異構(gòu)體,但每個(gè)原子都有3個(gè)較近的原子配位。右圖是正四面體形的P4或As4:

層形分子As、Sb、Bi

P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)C、Si(Ge、Sn):碳族元素N=4,8-N=4。C、Si及金屬元素Ge、Sn都有同素異構(gòu)體,不過它們都有4配位金剛石型結(jié)構(gòu):

金剛石型結(jié)構(gòu)P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

碳還有石墨型和球烯型結(jié)構(gòu)。石墨雖有不同晶型,但層形分子中C都是sp2雜化,由于離域大鍵的存在,層上的成鍵不遵從8-N法則;球烯也不遵從8-N法則:石墨結(jié)構(gòu)(紅、灰色球均為C)C60P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

B硼族元素只有B是非金屬,N=3,8-N=5

。單質(zhì)硼存在多種晶型,已知有16種以上的同素異構(gòu)體,其中3種晶體含B12二十面體,這是硼化學(xué)中非常重要的基本結(jié)構(gòu)單元:P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

通常,兩個(gè)特定原子間的鍵焓隨鍵級(jí)增加而增加,但變化的靈敏程度卻不同。由此可以解釋許多共價(jià)分子穩(wěn)定存在的構(gòu)型。想一想┅

P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)鍵焓隨鍵級(jí)的變化(單位:kJ.mol-1):P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)二、非金屬元素單質(zhì)的物理性質(zhì)周期表中:從左右晶型原子晶體混晶(層狀、鏈狀)分子晶體狀態(tài):固體氣體分子大?。捍蠓肿有》肿宇伾喝?、沸點(diǎn):較復(fù)雜左右逐漸降低P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)三、非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)規(guī)律①F2(Cl2)——分解H2O,強(qiáng)氧化劑②在OH-(aq)中歧化的非金屬單質(zhì)分布在下列區(qū)域:(見右)P4S8Cl2Se8Br2I2③折形分界線兩旁的元素

Zn、B、Al、Si、Ge、As

可置換OH-(aq)或熔堿中的氫④非金屬單質(zhì)被濃HNO3氧化,

還原產(chǎn)物為NO。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)四、分子型氫化物

p區(qū)元素的常見氫化物

ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAB2H6CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClGeH4AsH3H2SeHBr(SnH4)(SbH3)H2TeHINH3、H2O、HF的沸點(diǎn)在同族元素中——反常高

(為什么?)(2)熱穩(wěn)定性;(3)還原性;(4)酸堿性變化規(guī)律?P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)(2)熱穩(wěn)定性增強(qiáng)方向(3)還原性(4)酸堿性酸性增強(qiáng)增強(qiáng)方向P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)五、含氧酸(1)結(jié)構(gòu)第二周期的H3BO3、H2CO3、HNO3:中心原子的雜化態(tài)sp2,平面三角形;分子中可能存在大鍵。第三至五周期的含氧酸:中心原子的主要雜化態(tài)sp3;分子構(gòu)型四面體形。

第五周期的原酸

H[Sb(OH)6]、Te(OH)6、H5IO6:中心原子的雜化態(tài)sp3d2,分子構(gòu)型變形八面體。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)(2)酸堿性及酸強(qiáng)度

含氧酸的水溶液都呈酸性。

(HO)mROn的酸強(qiáng)度的決定因素:

非羥基氧原子個(gè)數(shù)的多少

n越大,酸性越強(qiáng);

R的離子勢(shì)大小

越大,酸性越強(qiáng)。(3)氧化還原性(情況復(fù)雜)

同族從上下,最高價(jià)含氧酸的氧化性呈鋸齒形上升變化。其中:第二周期特殊,第四、六周期不規(guī)則性,而以第四周期p區(qū)中間橫排元素含氧酸的氧化性最強(qiáng)。

同一元素形成的不同價(jià)態(tài)的含氧酸,低氧化態(tài)的稀酸比高氧化態(tài)的稀酸氧化性強(qiáng)。(見12章)P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

六、含氧酸鹽的性質(zhì)(1)溶解性(2)水解性(3)熱穩(wěn)定性

不同的含氧酸鹽上述性質(zhì)有差別。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)

七、p區(qū)元素的某些特殊性(1)第二周期元素配位數(shù)最高為4;(2)第二周期元素2p-2p較強(qiáng),易形成多重鍵;而第三周期及其以下的元素,以單鍵為主;(3)C的自相成鍵能力最強(qiáng);O、F的成鍵能力強(qiáng);B、Al、Si等有高度的親氧性;晶態(tài)B及硼的氫化物表現(xiàn)出缺電子、多面體的習(xí)性;(4)惰性電子對(duì)效應(yīng)6s2

電子對(duì)不易成鍵(5)第四周期p區(qū)中間橫排元素含氧酸的氧化性最強(qiáng);(6)低熔合金區(qū)元素ZnGaGeAsCdInSnSbHgTlPbBiP區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)p區(qū)元素部分課堂測(cè)驗(yàn)題1、請(qǐng)用化學(xué)或電化學(xué)方法,列舉出六種以上不同類型的產(chǎn)生H2、或制取H2的方法,并寫出反應(yīng)方程式。2、各舉一例,說明K2S2O8、PbO2、NaBiO3的強(qiáng)氧化性,并寫出反應(yīng)方程式。(1)將低價(jià)鉛、鉍轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià),一般在什么介質(zhì)中進(jìn)行?(2)強(qiáng)氧化劑通常用什么酸作酸化介質(zhì)?

NNNNPPPP1559452154883、已知:Hb0:(kJ·mol-1)(1)計(jì)算說明:氮以N2穩(wěn)定存在;而磷以P4為穩(wěn)定。(2)以上例為基礎(chǔ),討論第二周期元素與第三周期元素成鍵的差異性。P區(qū)元素性質(zhì)小結(jié)4、解釋:①H2SO4是高沸點(diǎn)酸,而HNO3是低沸點(diǎn)酸。②氧化性:

H2SO3(稀)H2SO4(稀);

H2SO4(濃)H2SO4(稀);

H2SeO

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