大学无机化学第14章-p区元素二(大连理工版).ppt

第十四章p区元素 二 14 2氧族元素 14 1氮族元素 14 1 5砷 锑 铋的化合物 14 1 4磷的化合物 14 1 3氮的化合物 14 1 2氮族元素的单质 14 1 1氮族元素概述 14 1氮族元素 氮气是无色 无臭 无味的气体 沸点为 195 8 C 微溶于水 常温下化学性质极不活泼 加热时与活泼金属Li Ca Mg等反应 生成离子型化合物 14 1 2氮族元素的单质 磷的同素异形体 P4化学性质活泼 空气中自燃 溶于非极性溶剂 较稳定 400 以上燃烧 不溶于有机溶剂 磷的燃烧 氮 磷为非金属 砷 锑为准金属 铋为金属 白磷的结构 红磷的结构 黑磷的结构 14 1 3氮的化合物 结构 N sp3杂化 三角锥形 1 氮的氢化物 氨 NH3 工业 制备 实验室 性质 易溶于水 易形成一元弱碱 强还原性 取代反应 催化 加合反应 铵盐一般为无色晶体 绝大多数易溶于水 铵盐 石蕊试纸法 红 蓝 的结构 N sp3杂化 正四面体 的鉴定 奈斯勒 挥发性非氧化性酸铵盐 非挥发性 非氧化性酸铵盐 热稳定性差 氧化性酸铵盐 催化剂 2 氮的氧化物 铂丝网 一氧化氮 NO 制备 性质 无色气体 水中溶解度较小 二氧化氮 NO2 N 价电子2s22p3sp2杂化后 有毒 有特殊臭味的红棕色气体 溶于水 用碱吸收 结构 性质 3 氮的含氧酸及其盐 N sp2杂化后 亚硝酸 HNO2 制备 结构 亚硝酸 HNO2 NO NO2 性质 弱酸 蓝色 不稳定 亚硝酸盐 制备 碱吸收法 性质 绝大部分无色 易溶于水 AgNO2浅黄色不溶 极毒是致癌物 金属活泼性差 对应亚硝酸盐稳定性差 主 AgNO2 NaNO2 氧化还原性 硝酸 HNO3 物理性质 纯硝酸 无色液体 密度为1 53g cm 3浓硝酸 含HNO369 密度1 4g cm 3硝酸挥发而产生白烟 发烟硝酸 溶有过量NO2的浓硝酸产生红烟 且硝酸常带黄色或红棕色 结构 N sp2杂化后 HNO3的化学性质 强氧化性 规律 HNO3越稀 金属越活泼 HNO3被还原的氧化值越低 活泼金属 与有机化合物发生硝化反应 多为黄色 热稳定性差 保存在棕色瓶中 冷的浓硝酸使Fe Al Cr钝化王水 氧化配位溶解 硝酸盐 的结构 N sp2杂化后 4个p轨道 性质 易溶于水 水溶液在酸性条件下才有氧化性 固体在高温时有氧化性 热稳定性差 亚硝酸 硝酸及其盐的性质对比 酸性 热稳定性 氧化性 活泼金属MNO2 MNO3 14 1 4磷的化合物 1 磷的氢化物 膦PH3 结构 与NH3相似 性质 无色气体 似大蒜臭味 剧毒强还原性 制备 次磷酸钾 2 磷的氧化物 O2 足 性质 P4O6白色易挥发的蜡状晶体 易溶于有机溶剂 P4O10白色雪花状晶体 强吸水性 歧化 次磷酸 H3PO2 及其盐 性质 一元中强酸 3 磷的含氧酸及其盐 结构 强还原剂 1 0 10 2 亚磷酸 H3PO3 及其盐 性质 二元中强酸 结构 强还原性 磷酸H3PO4 特性 脱水缩合后形成焦磷酸 聚磷酸 聚 偏磷酸 结构 性质 三元中强酸 焦磷酸H4P2O7 聚磷酸 聚磷酸 n个磷酸脱n 1个H2O n 2焦磷酸n 3三 聚 磷酸 聚 偏磷酸 聚 偏磷酸 n个H3PO4脱n个H2O 偏磷酸 HPO3 n 1 四 聚 偏磷酸 HPO3 4 酸性变化一般规律 缩合度增加 酸性增强 同一元素不同氧化态 高价偏酸 但磷酸的含氧酸例外 磷酸盐 聚磷酸盐具有配位性 或六偏磷酸钠 格氏盐 硬水软化 4 磷的卤化物 PX3PX5结构 三角锥三角双锥 分子晶体 离子晶体 PCl3PCl5 杂化类型 不等性sp3sp3d PCl5离子晶体 PCl5固体中含有 PCl4 和 PCl6 离子 PCl4 P sp3杂化四面体 PCl6 P sp3d2杂化八面体 同样 PBr5晶体中有 PBr4 和Br 离子 分子构型为三角双锥 重要性质 水解 制备H3PO3或HBr 关于五氯化磷 PCl5 下列说法中不正确的是 它在气态时很稳定它容易水解生成磷酸 H3PO4 C 它由氯与PCl3反应制得D 它的固体状态是结构式为 PCl4 PCl6 的晶体 14 1 5砷 锑 铋的化合物 AsH3SbH3BiH3 自燃 化学性质 缺氧分解 1 砷 锑 铋的氢化物 AsH3的性质应用 马氏试砷法 试样 锌和盐酸混合 产生气体导入热玻璃管 砷镜 古氏试砷法 M III 的氧化物和氢氧化物 2 砷 锑 铋的氧化物及其水合物 两性 M V 的氧化物和氢氧化物 三元中强酸一元弱酸 小结 M III 的还原性 由As到Bi还原性减弱 可用H2O2代替Cl2 3 砷 锑 铋的化合物的氧化还原性 M V 的氧化性 由As到Bi氧化性增强 鉴定Mn2 H3AsO4在强酸性的溶液中才有明显氧化性 0 5748V I2 2e 2I 0 5345V 小结 As Sb Bi As Sb Bi 碱性增强 还原性增强 酸性增强 氧化性增强 碱性增强 酸性增强 4 砷 锑 铋的盐 盐类水解 氧化性 弱 鉴定Sb3 鉴定Bi3 5 砷 锑 铋的硫化物 均不溶于水和稀酸 As2S3 As2S5不溶 性质 氧化性酸 HNO3 溶解 浓HCl 配位溶解 NaOH M As Sb Na2S M As Sb Bi2S3不溶 碱溶 氧化碱溶 M As Sb 14 2氧族元素 14 2 3硫及其化合物 14 2 2氧及其化合物 14 2 1氧族元素概述 2 臭氧 O3 O2的同素异形体 结构 中心O sp2杂化形成 键角 117o 1 8 10 30C m 性质 不稳定性 惟一极性单质 3 过氧化氢 H2O2 不稳定性 性质 弱酸性 结构 可见 H2O2氧化性强 还原性弱 是不造成二次污染的杀菌剂 酸性 氧化还原性 结构 S sp3杂化形成环状S8分子 硫有几种同素异形体斜方硫单斜硫弹性硫密度 g cm 32 061 99颜色黄色浅黄色190 的熔融硫稳定性94 5 用冷水速冷 1 单质硫 14 2 3硫及其化合物 物理性质 硫的化学性质 与许多金属直接化合 与氢 氧 碳 卤素 碘除外 磷等直接作用 与氧化性酸作用 与碱的作用 2 硫化氢和硫化物 H2S是无色 有腐蛋味 剧毒气体 稍溶于水 水溶液呈酸性 为二元弱酸 硫化氢 结构 H2S结构与H2O相似 性质 与空气 O2 反应 最重要的性质是它的还原性 与中等强度氧化剂作用 与强氧化剂反应 金属硫化物 颜色 大多数为黑色 少数需要特殊记忆 SnS棕 SnS2黄 As2S3黄 As2S5黄 Sb2S3橙 Sb2S5橙 MnS肉 ZnS白 CdS黄 易水解 最易水解的化合物是Cr2S3和Al2S3 溶解性 易溶 NH4 和碱金属硫化物微溶 MgS CaS SrS 但BeS难溶 其余难溶 稀酸溶性 水溶性 配位酸溶解 浓HCl 氧化性酸溶解 HNO3 氧化配位溶解 王水 碱溶 用NaOH或Na2S 氧化碱溶 Na2S2 3 多硫化物 制备 现象 黄 橙红 红x 性质 遇酸不稳定 氧化性 还原性 SO2的性质 气体 无色 有强烈刺激性气味 易溶于水 溶于水后形成亚硫酸 4 二氧化硫 亚硫酸及其盐 SO2的结构 S sp2杂化 OSO 119 5 S O键长143pm SO2是极性分子 H2SO3的性质 二元中强酸 只存在水溶液中 氧化性 还原性 漂白 使品红褪色 强氧化性 与非金属反应 与不活泼金属反应 与活泼金属反应 硫代硫酸 H2S2O3 极不稳定 尚未制得纯品 硫代硫酸盐 Na2S2O3 5H2O 海波 大苏打 硫代硫酸及其盐 6 硫的其他含氧酸及其盐 制备 性质 易溶于水 水溶液呈弱碱性 遇酸分解 还原性 配位性 思考题 在往AgNO3溶液中滴加Na2S2O3溶液时 可观测到先生成白色沉淀 随后沉淀的颜色变深 最后变成黑色 如果往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液你能观测到什么现象 用化学方程式解释之 2AgNO3 Na2S2O3 Ag2S2O3 白 2NaNO3Ag2S2O3 H2O Ag2S 黑 H2SO4 往往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液将得到无色透明的溶液AgNO3 2Na2S2O3 Na3 Ag S2O3 2 NaNO3 冷却发