卤素和氧族元素PPT课件.ppt

5 3卤素和氧族元素 1 卤素和氧族元素的通性卤素单质的制备和性质卤化氢的制备和性质的递变规律氯的含氧酸及其盐的性质和递变规律臭氧 过氧化氢分子的结构和性质硫化氢和多硫化氢的性质 金属硫化物的溶解性7 硫酸分子的结构 硫酸及其盐的性质8 亚硫酸及其盐 硫代硫酸盐 过二硫酸盐 焦硫酸盐的性质 2 卤素单质的性质HX的制备 性质及其递变规律氯的含氧酸及其盐的性质递变规律O3 H2O2 H2SO4分子的结构H2O2 H2S的性质和硫化物的溶解性6 H2SO3及其盐 H2SO4及其盐 硫代硫酸盐 过二硫酸盐 焦硫酸盐的性质 基本要求 3 目录 1p区元素概述 2卤素 3氧族元素 4 卤素和氧族元素 第一节p区元素概述 无机及分析化学多媒体电子教案 5 除氢外 所有的非金属全部集中在p区 沿B Si As Te At对角线 右上角为非金属 包括线上 左下角为金属 A A和零族元素为p区元素 1p区元素概述 6 P区元素的特点 1 除 A和零族外 均为从典型非金属 准金属 典型金属 7 P区元素的特点 2 具有多种氧化数 因原子的价电子构型为ns2np1 5ns np电子可参与成键 非金属元素还具有负氧化数 这种现象称为惰性电子对效应 8 P区元素的特点 3 金属的熔点较低 这些金属彼此可形成低熔合金 9 P区元素的特点 4 某些金属具有半导体性质 如超纯锗 10 5 3卤素和氧族元素 第一节小结 无机及分析化学多媒体电子教案 11 卤素和氧族元素 第二节卤素 无机及分析化学多媒体电子教案 12 卤素 希腊文原意为成盐元素 2 1卤族元素通性 13 I1大 X e X 困难只有碘才有这种可能 2 1卤族元素通性 与稳定的8电子构型原子相比较仅缺一个电子 在同周期元素中核电荷是最多的 原子半径是最小的 易获得电子 是同周期中非金属性最强的元素 14 2 1卤族元素通性 Cl Br I的价电子构型 拆开1对电子 氧化数为 1 nsnp nd 氧化数为 3 拆开2对电子 拆开3对电子 氧化数为 5 氧化数为 7 具有多种氧化数并相差2 15 2 1卤族元素通性 16 氟 F2 氯 Cl2 溴 Br2 碘 I2 集聚状态气体气体液体固体 1 物理性质 2 2卤族单质 均为双分子 具有稳定的8电子构型及较高的键能 在周期表中 整族是双原子分子的只有卤素 固态为分子晶体 熔 沸点较低 17 氟 F2 氯 Cl2 溴 Br2 碘 I2 集聚状态气体气体液体固体 颜色 浅黄黄绿红棕紫黑 1 物理性质 2 2鹵素单质 18 氟 F2 氯 Cl2 溴 Br2 碘 I2 集聚状态气体气体液体固体 颜色 浅黄黄绿红棕紫黑 溶解度分解水在水中溶易溶于解度不大有机溶剂 1 物理性质 水中颜色有机溶剂 CCl4 CS2 颜色溴黄 棕红黄 棕红碘棕或红棕紫 2 2鹵素单质 19 氟 F2 氯 Cl2 溴 Br2 碘 I2 集聚状态气体气体液体固体 颜色 浅黄黄绿红棕紫黑 溶解度分解水在水中溶易溶于解度不大有机溶剂 毒性具有刺激性气味 并有毒 1 物理性质 2 2鹵素单质 20 X2 e X 氧化性 2 化学性质 F2 Cl2 Br2 I2 21 X2 e X 氧化性 2 化学性质 F2 Cl2 Br2 I2 22 X2 e X 氧化性F2 Cl2 Br2 I2 化学性质 2 化学性质 F2与Cu Ni Mg作用 表面生成氟化物保护膜 可阻止进一步被氧化 所以F2可储存在Cu Ni Mg制成的容器中 23 干燥的氯不与Fe反应可将氯储存在铁罐中 X2 e X 氧化性F2 Cl2 Br2 I2 化学性质 2 化学性质 24 Cl2 Br2 I2主要发生 2 类反应反应程度越来越小 F2只能发生 1 类反应 并反应激烈2F2 2H2O 4HF O2 X2 e X 氧化性F2 Cl2 Br2 I2 2 化学性质 加碱使平衡右移 25 3 制备 2X 2e X2 卤素阴离子的氧化 26 3 制备 2X 2e X2 卤素阴离子的氧化 27 28 Br2 用氯气氧化溴化钠中的溴离子 Cl2 2Br 2Cl Br2 3 制备 2X 2e X2 卤素阴离子的氧化 为除去残存的氯气 可加入少量KBr 29 30 31 1 制备 2 3卤化氢和氢卤酸 32 1 制备 这样的连锁反应称为链式反应 2 3卤化氢和氢卤酸 33 2 3卤化氢和氢卤酸 1 制备 CaF2 2H2SO4 浓 Ca HSO4 2 2HF NaCl H2SO4 浓 NaHSO4 HCl 制取溴化氢 碘化氢不能用浓硫酸 需用磷酸 34 2 3卤化氢和氢卤酸 1 制备 制取溴化氢 碘化氢不能用浓硫酸 需用磷酸因为浓硫酸可氧化部分溴化氢 碘化氢 35 2 3卤化氢和氢卤酸 1 制备 36 2 3卤化氢和氢卤酸 2 物理性质 HFHClHBrHI 37 11 2 3卤化氢和氢卤酸 2 物理性质 HFHClHBrHI 38 2 3卤化氢和氢卤酸 2 物理性质 HFHClHBrHI 39 2 3卤化氢和氢卤酸 3 化学性质 HFHClHBrHI 水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸 盐酸 40 2 3卤化氢和氢卤酸 3 化学性质 HFHClHBrHI 水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸 盐酸 HF与SiO2反应 生成气态SiF4SiO2 4HF SiF4 2H2O用于SiO2含量的测定 刻蚀玻璃 41 2 3卤化氢和氢卤酸 3 化学性质 HFHClHBrHI 水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸 盐酸 42 2 3卤化氢和氢卤酸 3 化学性质 HFHClHBrHI 水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸 盐酸 43 2 3卤化氢和氢卤酸 3 化学性质 HFHClHBrHI 水溶液氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸 盐酸 44 2 4卤化物 45 2 4卤化物 1 性质和键型 第三周期元素氟化物的性质和键型 46 p区同族元素卤化物 自上而下 由共价型过渡到离子型 1 性质和键型 2 4卤化物 氮族元素氟化物的性质和键型 47 同一金属的不同卤化物 从氟化物到碘化物 由离子型过渡到共价型 1 性质和键型 AlX3的性质和键型 2 4卤化物 48 1 性质和键型 不同氧化数氯化物的性质和键型 2 4卤化物 49 2 溶解性 2 4卤化物 50 2 溶解性 2 4卤化物 AgFAgClAgBrAgI易溶难溶难溶难溶 51 卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐 目前氟只有HOF 1 概述 2 5氯的含氧酸及其盐 52 卤素可形成正氧化数的含氧酸及其盐 目前氟只有HOF 1 概述 2 5氯的含氧酸及其盐 卤素含氧酸不稳定 大多只能存在于水溶液中 至今尚未得到游离的纯酸 53 1 概述 E V A 0 360 330 660 421 36 2 5氯的含氧酸及其盐 ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl 1 201 181 641 631 36 54 1 概述 E V A 0 360 330 660 421 36 2 5氯的含氧酸及其盐 ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl 1 201 181 641 631 36 55 1 概述 E V A 0 360 330 660 421 36 2 5氯的含氧酸及其盐 ClO4ClO3HClO2HClOCl2Cl 1 201 181 641 631 36 56 2 5氯的含氧酸及其盐 2 次氯酸及其盐 上述反应所得HClO浓度很低 加入HgO Ag2O CaCO3等 可使反应向右进行 得到浓度较大的HClO2Cl2 2HgO H2O HgO HgCl2 2HClO 57 2 次氯酸及其盐 58 2 次氯酸及其盐 次氯酸盐 漂白粉有效成分为次氯酸钙 使用时加酸 生成HClO 有强氧化性 具有漂白 消毒作用 59 2 次氯酸及其盐 次氯酸盐 漂白粉有效成分为次氯酸钙 使用时加酸 生成HClO 有强氧化性 具有漂白 消毒作用 CO2也可从漂白粉中将HClO置换出来Ca ClO 2 CaCl2 Ca OH 2 H2O 2CO2 2CaCO3 CaCl2 2HClO H2O 60 3 氯酸及其盐 氯酸的制取 用氯酸钡与稀硫酸作用 Ba ClO3 2 H2SO4 BaSO4 2HClO3 61 3 氯酸及其盐 氯酸的性质 62 3 氯酸及其盐 氯酸钾的制取 工业上 无隔膜糟电解饱和食盐水溶液 63 3 氯酸及其盐 64 4 高氯酸及其盐 高氯酸的制取 NaClO4 HCl HClO4 NaCl 65 高氯酸的性质 4 高氯酸及其盐 66 高氯酸盐的性质 4 高氯酸及其盐 67 氯的含氧酸及其盐某些性质变化的一般规律 68 卤素和氧族元素 第二节问题探讨1 卤素单质的呈色原因2 如何从海水中提取溴3 用热力学如何讨论氢卤酸酸性 无机及分析化学多媒体电子教案 69 物质颜色 630 600 760 630 430 400 450 430 500 450 570 500 600 570 橙 红 紫 蓝 青 绿 黄 光互补示意图 数值为波长 单位nm 物质呈现的颜色为被该物质吸收了的色光的互补色 卤族元素随原子序数 核间距 电子与核结合紧密程度 电子激发所需能量 吸收光波长 互补光波长 颜色加深 氟吸收波长短的光则呈现波长较长光的颜色 黄色碘吸收波长长的光则呈现波长较短光的颜色 紫色 返回 70 海水中提取溴 返回 海水中提取溴 72 氢卤酸酸性 氢卤酸酸性 HX aq H aq X aq HX g H g X g Hm 脱水 Hh H D HX g H g X g Hm 解离 I I Hm 解离 Hm 脱水 D HX g Hh H Hh X 73 返回 氢卤酸解离过程有关的热力学数据 Hm 脱水 D HX g Hh H Hm 解离 m m Hh X a 74 卤素和氧族元素 第二节小结 无机及分析化学多媒体电子教案 75 氧族元素 5 3卤素和氧族元素 第三节氧族元素 无机及分析化学多媒体电子教案 76 11 3 1氧族元素概述 称为氧族元素 3 1氧族元素概述 77 3 1氧族元素概述 p 放射性元素 78 3 1氧族元素概述 p 为生命元素 富氧空气或纯氧用于医疗和高空飞行 大量的纯氧用于炼钢 液氧常用作制冷剂和火箭发动机的助燃剂 为火药 KClO3 S C 主角 有斜方硫 单斜硫等二十多种同素异形体 少量硒对人体新陈代谢起调节作用 过量则有毒 有光电性质 用于电影 传真和制造光电管 可制造合金 在所有金属中电阻最高 用于制造电阻器材 79 3 1氧族元素概述 p 典型非金属准金属金属 80 3 1氧族元素概述 p 典型非金属准金属金属 价层电子构型为ns2np4 其原子获两个电子可达到稳定电子层结构 即有较强的非金属性 常见的氧化数为 2硫 硒 碲还可利用外层d轨道形成氧化数为 2 4 6的化合物 81 3 1氧族元素概述 p 82 11 3 2氧气和臭氧 3 2氧气和臭氧 臭氧的形成 通过电子流 质子流 短波辐射 紫外线 83 11 3 2氧气和臭氧 3 2氧气和臭氧 臭氧保护层 存在于离地面20 40km的高空 是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障 近年来 由于大气中NO NO2等氮氧化物和氯氟化碳 CFCl3 CF2Cl2 等含量过多 使臭氧层遭到破坏 则必须采取措施来保护臭氧层 84 3 2氧气和臭氧 臭氧的分子结构 三中心四电子大 键 此大 键为不定域 键或离域键 臭氧分子中无单电子 为反磁性物质 85 3 2氧气和臭氧 大 键 86 3 2氧气和臭氧 臭氧的性质 87 11 3 4过氧化氢 3 4过氧化氢 H2O2 分子结构 动画 88 3 4过氧化氢 物理性质 常用的双氧水为过氧化氢水溶液浓度有30 和3 89 3 4过氧化氢 化学性质 m 2H2O2 l 2H2O l O2 g 4 常温下分解缓慢 加热促使分解加快 153 时发生爆炸反应 90 3 4过氧化氢 化学性质 2H2O2 l 2H2O l O2 g m rH 196 06kJ mol 1 1 储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中 2 置于阴凉处 3 加入稳定剂 如锡酸钠 焦磷酸钠 8 羟基喹啉等 91 化学性质 H2O2 Ba OH 2 BaO2 2H2O BaO2可视为H2O2的盐 3 4过氧化氢 92 化学性质 1 在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质 碱性介质 3 4过氧化氢 93 化学性质 1 在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质 碱性介质 3 4过氧化氢 此反应用于油画的漂白 94 化学性质 1 在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质 碱性介质 3 4过氧化氢 95 化学性质 2 还原性较弱 只有遇到比它更强的氧化剂才表现出还原性 3 4过氧化氢 96 用途 优点 还原产物为水 不会引入杂质过量部分在加热下即可分解为水和氧气逸出 主要用作氧化剂 3 4过氧化氢 97 制备 实验室 冷的稀硫酸或稀盐酸与过氧化钠作用 Na2O2 H2SO4 10H2ONa2SO4 10H2O H2O2 低温 3 4过氧化氢 98 制备 3 4过氧化氢 99 制备 以H2和O2为原料 于有机溶剂 重芳烃和氢化萜松醇 中 在2 乙基蒽醌和Pd的作用下反应 3 4过氧化氢 100 11 3 5硫化氢 硫化物和多硫化物 3 5硫化氢 硫化物和多硫化物 硫化氢 1 制取实验室常用硫化亚铁和稀盐酸反应 101 硫化氢 2 性质 无色有腐蛋臭味的有毒气体 有麻醉中枢神经作用 吸入大量H2S会造成昏迷甚至死亡 空气中允许的最大含量为0 01mg L 1 含H2S的工业尾气和实验室废气不允许直接放空 可通入NaOH溶液 H2S 2NaOH Na2S 2H2O 102 硫化氢 2 性质 熔 沸点比水低 完全干燥的H2S稳定 不与空气中氧反应 103 氢硫酸 1 二元弱酸 HS H S2 H2SH HS 饱和溶液中 c H2S 0 1mol L 1 c H 2 c S2 1 4 10 20 用调节溶液酸度 改变c S2 进行金属离子的分离 c H 2 c S2 c H2S 104 氢硫酸 2 还原性 H2S 4Cl2 4H2O H2SO4 8HCl 105 硫化物 106 硫化物 107 硫化物 108 碱金属硫化物水溶液显碱性 硫化物 如硫化钠可代替NaOH作为碱使用俗称 硫化碱 S2 H2OHS OH 某些金属的硫化物遇水发生完全水解 如Al2S3 6H2O 2Al OH 3 3H2S Cr2S3 6H2O 2Cr OH 3 3H2S 109 多硫化物 在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时 随着x的增加 其颜色从黄 橙黄 红 Na2S x 1 S Na2Sxx 2 6 110 多硫化物 结构类似 性质对比如下 多硫化物过氧化物 S S O O 111 多硫化物 多硫化物过氧化物 112 多硫化物 多硫化物过氧化物 为分析化学常用试剂还用作杀虫剂 脱毛剂 113 11 3 6硫的氧化物 含氧酸及其盐 5 3 6硫的氧化物 含氧酸及其盐 114 二氧化硫 SO2 硫的氧化物 115 三氧化硫 SO3 硫的氧化物 如10SO3 2P4 10SO2 P4O10SO3 2KI K2SO3 I2 116 含氧酸系列 117 含氧酸系列 118 1 亚硫酸及其盐 1 亚硫酸及其盐 亚硫酸 SO2溶于水即得亚硫酸 10 有人认为SO2在水溶液中基本上是以SO2 H2O形式存在 119 亚硫酸 H2SO3仅存在于水溶液中游离状态尚未制得 可使蘸有KMnO4溶液 或I2 淀粉 或品红试液的试纸褪色 120 亚硫酸 以还原性为主 如2H2SO3 O2 2H2SO4H2SO3 I2 H2O H2SO4 2HI 121 亚硫酸盐 在难溶钙盐溶液中通入SO2可使其转变为易溶酸式盐CaSO3 SO2 H2O Ca HSO3 2 2Na2SO3 O2 2Na2SO4 4Na2SO3 3Na2SO4 Na2S 122 2 硫酸及其盐 2 硫酸及其盐 S 2p 2p O O sp3 3d 2p 2p O O H 1s 键 p d 键 H 1s 硫酸的结构 123 硫酸的性质 浓硫酸与水混合时放出大量热 使水局部沸腾而飞溅 所以只能将浓硫酸倒入水中 不可将水倒入酸中 124 硫酸的性质 可用来干燥不与其起反应的气体如Cl2 H2 CO2等 从一些有机化合物中夺取与水分子相当的氢和氧C12H22O11 12C 11H2O 浓硫酸能烧坏皮肤和衣服 使用时必须小心 万一溅到皮肤上 应立即用大量水冲洗 然后用2 小苏打或稀氨水冲洗 125 硫酸的性质 Al Fe Cr在冷 浓硫酸中被钝化