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第十一章p区元素 一 p区非金属元素 本章主要内容 卤素 氧 硫 氮 磷 碳 硅 硼的单质 含氧酸 含氧酸盐及其它常见化合物的结构和基本性质 二 p区金属元素 铝 铅 锡 铋的单质 氧化物及其它常见化合物的结构和基本性质 11 1p区非金属元素 p区共21个非金属元素 一 卤素 1 含氧酸 盐 的结构及含氧酸的酸性 含氧酸 盐 的结构 H O Cl H O Cl O d p 键 2 含氧酸酸性强弱规律 包括其它元素的含氧酸 含氧酸中 非羟基氧越多 酸性越强 Supplement 1 等电子体概念 Supplement 2 含氧酸的氧化性和热稳定性 含氧酸的热稳定性越差 氧化性越强 注 只有在还原产物一致的条件下比较才有意义 3 卤化氢 氢卤酸和卤化物 卤化氢 HX 溶于水形成氢卤酸 除氢氟酸外 其余都是强酸 卤离子 特别是F 和Cl 具有较强的配位能力 能与多种金属离子形成配位化合物 如 AlF63 FeF63 FeCl63 PtCl62 PbCl42 PbCl42 HgBr42 HgI42 4 卤素的生理功能简介FClBrI 都是必需元素 5 Cl Br I 的分离检出 二 氧 硫 分子轨道能级示意图 a 和分子轨道图 b 键级 成键电子数 反键电子数 2 O2键级 2 不同氧化数的氧化物 在氧化物中 氧可以表现出不同的氧化数 如 2 1 1 2 1 3 1 2 2 2 H2O H2CO CO SO2 局域 键 1 过氧化物 如 H2O2 其它如Na2O2等 1 2 超氧化物 如KO2 NaO2 这些化合物都不稳定 1 3 臭氧化物 如KO3 NaO3 这些化合物也不稳定 O 2 氧化数 2 OF2 1 2 2 H2O2的性质和鉴定 氧化还原 2IO3 5H2O2 2H I2 5O2 6H2O I2 5H2O2 2IO3 4H2O 2H IO3 6H 5e I2 3H2OE 1 20V 例I2和H2O2的振荡反应 弱酸性 Ka1 1 6 10 12Ka2 1 10 25 H2O2的鉴定 在酸性介质中 H2O2与Cr2O72 反应 生成蓝色CrO5 CrO5溶于乙醚 CrO5 H2O 乙醚 C2H5 2O CrO5 硫及其含氧酸 盐 自然界中的单质硫有斜方硫和单斜硫两种同素异形体 它们之间可以相互转化 斜方硫和单斜硫都是由8个硫原子组成的环状分子构成的分子晶体 S8分子 硫含氧酸的命名和结构 x 0 4 多硫酸 S3O9 SO3 3 SO2和SO32 SO2和SO32 中硫为 4价 因此既有氧化性 又有还原性 但主要表现为还原性 硫代硫酸盐的性质 1 还原性 2 配位能力 单齿 双齿 3 遇酸分解 Supplement 多硫化物 1 多硫化物遇酸分解 2 多硫化物具有弱氧化性 三 氮 磷 1 NH3的性质 A 加合反应 NH3中 N原子有一对孤对电子 可以与具有空轨道的分子或者离子加合 形成加合物或配位化合物 如NH3与BF3的加合 其余的例子如 Ag NH3 2 Cu NH3 4 2 等 B 还原反应 C 取代反应 D 氨解反应 2 NH4 铵盐 的性质 A 溶解性 铵盐一般都易溶于水 只有少数难溶 如NH4MgPO4 在定性分析中 NH4MgPO4用于检验PO43 的存在 B 稳定性 铵盐容易分解 受热时分解速度加快 根据阴离子的氧化性不同 热分解温度不同 分解产物不同 自学 3 氮的含氧酸及其盐 硝酸和硝酸根的结构 硝酸的氧化性 A 介质的影响 B 反应物还原性的影响 HNO3 浓 CCO2 NOHNO3 浓 SH2SO4 NO2HNO3 浓 Sn Sb Mo W SnO2 Sb2O5 MO3 WO3 xH2O NO2 水合氧化物 C 硝酸浓度的影响 12mol dm3 NO2为主M HNO3 6 8mol dm3 NO为主 2mol dm3 N2O为主 M 活泼 HNO3 2mol dm3 以NH3orN2为主 4 磷 磷的氧化物 含氧酸及其盐 磷有三种同素异形体 白磷 红磷和黑磷 白磷的分子式为P4 P4分子 磷的氧化物有P4O6和P4O10 溶于水后分别生成H3PO3和H3PO4 磷的含氧酸的命名 多聚磷酸 NO3 的检出反应 NO2 的检出反应 玫瑰红色 或者 PO43 的检出反应 或者 四 碳 硅 硼 碳单质同素异形体有金刚石 石墨以及近年来发现的C60 C70 C84等球烯 C60 1 碳 碳酸盐热分解规律 2 硅 天然硅化合物主要有SO2和硅酸盐 SO2可溶于NaOH或者Na2CO3溶液 生成可溶性硅酸盐 所以 和溶液不能用玻璃容器 尤其不能用磨口玻璃容器盛装 SO2可溶于氢氟酸 生成气态SiF4 因此可以用氢氟酸在玻璃上雕花 原硅酸H4SiO4 原硅酸制备反应SiCl4 4H2OH4SiO4 4HCl 原硅酸可溶于水 但很容易聚合生成多硅酸 多硅酸的分子量一般很大 一般表示为xSiO2 yH2O 原硅酸失去一个水分子 得到偏硅酸H2SiO3 多硅酸在300 C时脱水活化得到硅胶 是一种常见的干燥剂 3 硼 乙硼烷B2H6 硼的氧化物和含氧酸 B2O3是硼酸H3BO3的酸酐 H3BO3是弱酸 在水溶液中电离 Ka 5 8 10 10 硼酸的反应 A 脱水 H3BO3HBO2 H2O 4HBO2H2B4O7 H2O 四硼酸 B 酯化反应 如 硼砂 Na2 B4O5 OH 4 8H2O 是重要的硼酸盐 可用于配置标准缓冲溶液 11 2p区金属元素 一 铝 单质铝为轻金属 在航空工业中具有广泛的用途 在化学反应中 单质铝表现出强的还原性 氧化铝 氢氧化合物是典型的两性化合物 AlCl3是缺电子化合物 容易形成二聚体 与B2H6具有相似的结构 二 锡 Sn OH 2是两性化合物 Sn2 是很强的还原剂 如 以上两个反应可以用于鉴定Sn2 和Hg2 Hg22 三 铅 铅属于重金属 由于对射线有较强的吸收 所以常用于辐射防护 防止如x射线 射线等对人体的伤害 Pb OH 2具有两性 可溶于酸 也可溶于碱 PbO2在酸性溶液中具有强氧化性 还原产物具有与Hg原子一样的封闭饱和结构 此反应可用于鉴定Mn2 Pb2 与CrO42 反应生成黄色沉淀PbCrO4 该沉淀可溶于