21章 P区金属.ppt

第21章p区金属,21-1p区金属概述,p区的十种金属元素包括铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)，锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pd)、锑（Sb）、铋（Bi）、钋（Po）。其中Po为放射性元素。,AAAAAAA02He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar19K20Ca31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr37Rb38Sr49In50Sn51Sb52Te53I54Xe55Cs56Ba81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn87Fr88Ra,周期表中的位置：,p区金属的特性：,同族金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强。,Tl、Pb和Bi的金属性较强，其它金属的单质、氧化物及其水合物均表现出两性。,p区金属元素常有两种氧化态，且其氧化值相差为2；高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧化态的化合物中部分离子性较强。,21-2铝分族,21-2-1铝及其化合物,1.铝的存在：硅铝酸盐，铝土矿，冰晶石。2.铝的冶炼从铝土矿出发制取金属铝，一般要经过Al2O3的纯制和Al2O3的熔融电解两步。,一、铝的冶炼及其性质,3.铝的性质,（1）物理性质:,银白色，延展性、导电性、导热性较好。,用途:电讯器材、建筑设备、电器设备的制造以及特殊材料的制备。,（2）化学性质：,铝的亲氧性铝是一个相当活泼的金属（1.662V),故铝与氧反应的自发程度很大。但铝一接触空气或氧气其表面就立即被一层致密的氧化膜所覆盖这层膜可阻止内层的铝被氧化它也不溶于水所以铝在空气和水中都很稳定。,铝的亲氧性还表现在能从许多氧化物中夺取氧,故它是冶金上常用的还原剂Fe2O3+2Al=Al2O3+2FeCr2O3+2Al=Al2O3+2Cr这个原理被用于冶炼镍铬锰钒等难熔金属称为铝还原法.,铝也是炼钢的脱氧剂在钢水中投入铝块可以除去溶在钢水中的氧,铝的亲氧性还使它被用来制取耐高温金属陶瓷4Al+3TiO2+3C=2Al2O33TiC,铝的两性铝的两性表现能与酸,碱反应2Al+6H=2Al3+3H22Al+2OH+6H2O=2Al(OH)4+3H2,高纯度的铝99.950%不与一般酸作用，只溶于王水。普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸。但被冷的浓硫酸或浓稀硝酸所钝化所以常用铝桶装运浓硫酸浓硝酸或某些化学试剂但是铝能同热的浓硫酸反应.,2Al+6H2SO4(浓热）Al2（SO4)3+SO2+H2O,相对来说铝比较易溶于强碱中。,二、铝的氧化物及其水合物1，三氧化二铝A12O3是一种白色难溶于水的粉末，有多种变体其中最为人们所熟悉的是-Al2O3和-Al2O3,自然界存在的刚玉为-Al2O3,-Al2O3：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。,红宝石(Cr3+)蓝宝石(Fe3+,Cr3+)黄玉/黄晶(Fe3+),-Al2O3：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作为催化剂载体。Al2O3+6H=2Al3+3H2OAl2O3+2OH+3H2O=2Al(OH)4,2.氢氧化铝(Al(OH)3),Al2O3难溶于水，它的氢氧化物只能通过其它方法制得，加氨水或碱于铝盐溶液中得种白色无定形凝胶沉淀,它的含水量不定组成也不均匀统称为水合氧化铝。A12O3的水合物般都通称为氢氧化铝。,只有在铝酸盐溶液中通入CO2才能得到真正的氢氧化铝2Al(OH)4-+CO2=2Al(OH)3+CO32-+H2O,氢氧化铝,Al(OH)3+3H=Al3+3H2OAl(OH)3+OH-=Al(OH)4,三，铝盐和铝酸盐金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应而得到铝盐,AlAl2O3Al(OH)3,+HClAlCl3,金属铝或氧化铝或氢氧化铝与碱反应而得到铝酸盐,AlAl2O3Al(OH)3,NaOHNaAl(OH)4,1,铝盐铝盐都含有A13+离子,在水溶液中A13+离子实际上以八面体的水和配离子A1(H2O)63+而存在,它在水中解离而使溶液显酸性,这也就是铝盐的水解作用.Al(H2O)63+H2OAl(H2O)5OH2+H3+OAl(H2O)5OH2+还将逐级解离,因为Al(OH)3是难溶的.,一些弱酸(如碳酸,氢硫酸,氢氰酸等)的铝盐在水中几乎全部或大部分水解.所以弱酸的铝盐Al2S3及A12(CO3)3等不能用湿法制取.,2Al3+3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO22Al3+3S2-+6H2O=2Al(OH)3+3H2S,CO32-+2H+=H2O+CO2S2+2H=H2S,2,铝酸盐铝酸盐中含Al(OH)4等配离子,拉曼光谱已证实行A1(OH)4离子存在.铝酸盐水解使溶液显碱性水解反应式如下:A1(OH)4=A1(OH)3+OH,在这溶液中通入二氧化碳将促进水解的进行而得到真正的氢氧化铝沉淀，工业上利用这反应从铝土矿制取纯A1(OH)3和A12O3,四，铝的卤化物和硫酸盐1，卤化物；三氯化铝三卤化铝溶于有机溶剂或处于熔融状态时都以共价的二聚分子A12Cl6形式存在,因为A1Cl3为缺电子分子,铝倾向于接受电子对,形成sp3杂化轨道.两个AlCl3分子间发生Cl-A1的电子对授予而配位形成A12Cl6分子。在这种分子中有氯桥键三中心四电子键,与乙硼烷桥式结构形式上相似但本