大学精品课件：第14章P区元素2

1、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,14.1.1 氮族元素概述,氮族(VA)：N，P，As，Sb， Bi,价电子构型：ns2np3,氮气是无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8C。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

2、剂,磷的燃烧,红磷的结构,As,Sb,Bi,氮、磷为非金属，砷、锑为准金属，铋为金属,14.1.3 氮的化合物,结构,N：sp3杂化，三角锥形,1. 氮的氢化物,1) 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,2) 铵盐,石蕊试纸法 (红蓝,的结构,N：sp3杂化， 正四面体,的鉴定,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,2. 氮的氧化物,铂丝网,1) 一氧化氮(NO,制备,性质： 无色气体，水中溶解度较小,瓶中NO接触 空气形成NO2,2) 二氧化氮(NO2,

3、N：价层电子构型2s22p3，sp2杂化,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,1) 亚硝酸及其盐,制备,结构,亚硝酸（HNO2,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)，剧毒，是致癌物,主,氧化还原性,2) 硝酸及其盐,结构,物理性质 ： 纯硝酸：无色液体，密度为1.53gcm-3 浓硝酸：含HNO3 69%，密度 1.4gcm-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,硝酸

4、 (HNO3,N：sp2杂化,HNO3的化学性质,强氧化性,大部分金属可溶于硝酸，硝酸被还原的程度与金属的活泼性和硝酸的浓度有关,铜与浓硝酸反应,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,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,1. 磷的氧化物,O2(足,14.1.4 磷的化合物,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

5、吸水性,歧化,1) 次磷酸( H3PO2)及其盐,性质： 一元中强酸,2. 磷的含氧酸及其盐,结构,强还原剂,1.010-2,2) 亚磷酸 (H3PO3)及其盐,性质： 二元中强酸,结构,强还原性,3) 磷酸及其盐,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,磷酸 (H3PO4,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

6、价偏酸，但磷的含氧酸例外,磷酸盐,聚磷酸盐具有配位性,六偏磷酸钠(格氏盐,硬水软化,3. 磷的卤化物,PX3 PX5 结构： 三角锥 三角双锥,分子晶体,离子晶体,PCl3 PCl5,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,类似：PBr5晶体中有PBr4+和Br-离子,重要性质：水解,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性质的应用,马氏试砷法： 试样、锌和盐酸混合，产生气体导入热玻

7、璃管,砷镜,古氏试砷法,M(III)的氧化物,2. 砷、锑、铋的氧化物,M(V)的氧化物,两性,3. 砷、锑、铋的氢氧化物及含氧酸,铋酸极不稳定，很难制得；但铋酸盐已制得,三元中强酸,一元弱酸，难溶于水,M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强,鉴定Mn2,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不溶,性质,溶于浓HCl（配位溶解,NaOH,M=As，Sb,Na2S,M=As

8、，Sb) Bi2S3不溶,碱溶,硫代酸盐或亚硫代酸盐遇酸不稳定,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,14.2.1 氧族元素概述,H2R H2O H2S H2Se H2Te,单质Se,单质Te,碱性,1. 氧( O2,分子轨道电子排布式,14.2.2 氧及其化合物,酸性：(氧化性强,2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体,结构,中心O：sp2杂化，与两端的O成键,键角：117o =1.810-30Cm,唯一的极性单质分子,性质,不稳定性,氧化性,3. 过氧化氢(H2O2,不稳定性,性质,弱酸性,结构,可见：H2O2

9、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,物理性质：硫有几种同素异形体 斜方硫 单斜硫 弹性硫 密度/gcm-3 2.06 1.99 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,硫的同素异形体,斜方硫,单斜硫,弹性硫的形成,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，有臭味，剧毒气体。 二元弱酸,1) 硫化氢,结构：与H2O相似，V形,性质,与空气(O2)反应,还原性,与中

10、等强度氧化剂作用,与强氧化剂反应,2) 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,溶解性,配位酸溶解(浓HCl,氧化性酸溶解(HNO3,氧化配位溶解(王水,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： 无色，有强烈刺激性气味，易溶于水，溶于水后形成亚硫酸,

11、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,SO3的结构,OSO=120S-O键长143pm,S： 3s23p4,5. 三氧化硫、硫酸及其盐,S：杂化后,型晶体,型晶体,无色，易挥发固体 固体有几种聚合物 例如：型晶体,为三聚分子。 型晶体,为螺旋式长链,SO3的性质,H2SO4的结构,S：sp3杂化， 分子中除存在键外，还存在(p-d) 反馈配键,H2SO4分子间通过氢键相连，使其晶体呈现波纹形层状结构,浓H2SO4的性质,强吸水性：作干燥剂。 从纤维、糖中提取水,二元强酸,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,冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体,H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强,1) 焦硫酸及其盐,6. 硫