无机课件13第十三章

1、本章目录自检习题本章习题预习内容化学视野本章小结13.1 p区元素概述 13.2 硼族元素 13.3 碳族元素 本章目录第十三章 p区元素（一） (p -Block Elements)0IIAIAIIBIVBIIIBVBVIBVIIBVIIIIBVIIAIIIAIVAVAVIAH氢He氦Li锂Be铍B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖Na钠Mg镁Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩K钾Ca钙Sc钪Ti钛V钒Cr铬Mn锰Fe铁Co钴Ni镍Cu铜Zn锌Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪Rb铷Sr锶Y钇Zr锆Nb铌Mo钼Tc锝Ru钌Rh铑Pd钯Ag银Cd镉In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙Cs铯Ba钡Lu镥Hf

2、铪Ta钽W钨Re铼Os锇 Ir铱Pt铂Au金Hg汞Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡Fr钫Ra镭Lr铹RfDbSgBhHsMtUun*Uun*Uun*镧系La镧Ce铈Pr镨Nd钕Pm钷Sm钐Eu铕Gd钆Tb铽Dy镝Ho钬Er铒Tm铥Yb镱锕系Ac锕Th钍Pa镤U铀Np镎Pu钚Am镅Cm锔Bk锫Cf锎Es锿Fm镄Md钔No锘族周期1234567元素周期表p区s区d区f区p 区p 区p 区p 区最外电子层结构ns2np1-6从 IIIA 族到 0 族13.1 p区元素概述 13.1.1 p区元素特点 13.1.2 p区元素特征 (Summary of p-Block Elements)（1）惟一

3、同时包括了除氢以外的部分金属元素和所有非金属元素的一个区；（2）由于包括稀有气体导致不活泼性；（3）非金属单质的结构与性质的多样性。13.1.1 p区元素特点13.1 p区元素概述1. 多样性第十三章 p区元素（一）族周期IIIAIVAVAVIAVIIA0一He二BC（金）O3F2Ne三SiP4S8Cl2Ar四Br2Kr五I2Xe六Rn结构性质原子晶体固体多原子分子固体 气体双原子分子气体单原子分子气体第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述表13-1 非金属单质的结构与性质 各族元素变化的规律是：典型的非金属元素经准金属元素过渡到典型的金属元素（除VIIA族和0族外）。2. 规律性第十

4、三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述3. 多氧化态（1）现象ns2np133333ns2np244444ns2np355555111222333IIIABAlGaInTlIVACSiGeSnPbVANPAsSbBi第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述低氧化态化合物稳定性增加高氧化态化合物稳定性减弱15个元素都能达到各自的族氧化态：+3、+4、+5后三个元素还能显示有一定稳定性的、且较族氧化态低2的氧化态：+1、+2、+3 各族元素从上到下，低氧化态化合物稳定性增大，高氧化态化合物稳定性减小。第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述（2）结论（3）举例A ns2np2CSi

5、 化合物的稳定性 化合物的稳定性GeSn 化合物的稳定性 化合物的稳定性Pb 化合物的稳定性 化合物的稳定性 第十三章 P区元素（一）13.1 p区元素概述（4）定义同族元素自上而下，低氧化态化合物稳定性增大的现象叫做惰性电子对效应(Inert-Pair Effect)。在p区第六周期元素表现得特别明显，即第六周期低氧化态化合物都是稳定的：族 数IIIAIVAVAVIAVIIA价层电子构型ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5元 素TlPbBiPoAt稳定氧化态第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述非金属的稳定氧化态4. 多氢化物类型IIIAIVAVAVIAVII

6、AB2H6CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClAsH3H2SeHBrH2TeHI缺电子氢化物足电子氢化物富电子氢化物第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述非金属的简单氢化物形成配合物时，配位数最多不超过 413.1.2 p区元素特征1. 第二周期元素具有反常性第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能(kJmol-1)第二周期E(N-N)E(O-O)E(F-F)159142141第三周期E(P-P)E(S-S)E(Cl-Cl)209264199第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述第二、第三周期的元素的单键键能2. 第四周期元素具有异样性例如：溴酸、高溴酸氧化性分

7、别比其它卤酸(HClO3 ，HIO3)、高卤酸(HClO4，H5IO6)强。第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述3. 第四、五、六周期元素 具有二次周期性 K+ Ca2+ Ga3+ Ge4+ As5+r/pm Rb+ Sr2+ In3+ Sn4+ Sb5+r/pm 148 113 81 71 62 Cs+ Ba2+ Tl3+ Pb4+ Bi5+r/pm 169 135 95 84 744. 第五、六周期两种元素具有相似性第十三章 p区元素（一）13.1 p区元素概述 s区元素原子半径和p区元素原子半径的比较13.2 硼族元素 13.2.1 硼族元素通性13.2.2 硼的单质13.2.

8、3 硼的化合物13.2.4 铝的化合物(Elements of the Boron Family)0VIIAVIAVAIVAIIIA2He氦K25B硼6C碳7N氮8O氧9F氟10Ne氖LK8213Al铝14Si硅15P磷16S硫17Cl氯18Ar氩MLK88231Ga镓32Ge锗33As砷34Se硒35Br溴36Kr氪NMLK8188249In铟50Sn锡51Sb锑52Te碲53I碘54Xe氙ONMLK818188281Tl铊82Pb铅83Bi铋84Po钋85At砹86Rn氡PONMLK818321882非金属金 属电子层硼族13.2 硼族元素13.2.1 硼族元素通性1. 元素第十三章 p区

9、元素（一）5B硼101110.8112s22p149In铟113115114.825s25p113Al铝2726.9823s23p131Ga镓697169.7234s24p181Tl铊203205204.386s26p12. 价层电子结构及氧化态从上到下，随着原子序数的递增，低氧化态化合物稳定性增强，Tl(+1)氧化态很稳定。元素符号BAlGaInTl价电子层结构2s2sp13s23p14s24p15s25p16s26p1主要氧化态33(+1),+3+1,+3+1,(+3)第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素硼族元素的性质3. 硼族元素的共同特性硼原子的原子半径较小，电负性较大，在周期系

10、中的位置与碳相邻，这就决定了硼的共价性。铝以下的各元素虽然都是金属，然而+3这一较高的氧化数以及镓、铟、铊的18电子层壳层的结构，也容易使原子间成键时表现为极性共价键。（1）+3 氧化数的硼族元素仍然具有相当强的形成共价键的倾向第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素（2）硼族元素的 +3 氧化数化合物叫做缺电子化合物(Electron-Defect Compound)硼族元素的价电子层有4个原子轨道：ns、npx、npy、npz缺电子原子：价电子数少于价层轨道数的原子特点：易形成多中心键等nsnp第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素13.2.2 硼的单质结构B12的正二十面体结构单元

11、以B12为基本结构单元晶态硼黑灰色化学性质较惰性无定型硼棕色粉末化学性质较活泼第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质性质一：与非金属反应 性质二：与非金属氧化物作用 性质三：与酸作用 性质四：与强碱作用 性质五：与金属作用 第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质一：与非金属反应 高温下B能同N2、O2、S、X2等单质反应，但不与H2作用。4B3O2 2B2O32BN2 2BN第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素2B3F2 2BF3 性质二：与非金属氧化物作用 B能与许多稳定的氧化物反应，如从SiO2、P2O5、H2O 中夺取氧而作还原剂。例如在赤热下，B与水蒸气作用生成硼

12、酸和氢气。2B6H2O(g) 2B(OH)3+3H2第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质三：与酸作用 硼不与盐酸作用，但与热浓H2SO4、热浓HNO3作用生成硼酸。2B3H2SO4(浓) 2B(OH)3+3SO2B3HNO3(浓) 2B(OH)3+3NO22B2NaOH3KNO3 2NaBO2+3KNO2H2O性质四：与强碱作用 在氧化剂存在下，硼和强碱共熔得到偏硼酸盐。第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质五：与金属作用 无定型硼用于生产硼钢B有吸收中子的特性硼钢抗冲击性好用于制造原子反应堆中的控制棒是制造喷气发动机的优质钢材第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素13.

13、2.3 硼的化合物1. 乙硼烷(Diborane)结构sp3杂化B原子2s2p2p2p1sH原子B2H6分子2个B6个H总共价轨道数8614价电子数6612第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素13.2.3 硼的化合物1. 乙硼烷结构sp3杂化利用sp3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键（氢桥 Hydrogen Bridge）：第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素Hsp3BB60年代初，美国科学家利普斯科姆（ b W N，1919）提出多中心键的理论，大大促进了硼结构化学的发展，荣获了1976年的诺贝尔化学奖。第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素多中心键理论(Multiple C

14、enter Bond Theory)性质 第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素乙硼烷丁硼烷稳定戊硼烷不稳定戊硼烷己硼烷癸硼烷化学式B2H6B4H10B5H9B5H11B6H10B10H14标准状态下存在状态气体液体液体液体固体固体熔点/-165.5-120-45.6-129-65.199.6沸点/-92.5186560110213硼烷及其物理性质性质一：易燃性性质二：还原性性质三：水解性性质四：配合性硼烷的化学性质第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质一：易燃性B2H6是非常活泼的物质，暴露于空气中易燃或易爆，并放出大量热。B2H6(g)3O2(g) B2O3(s)3H2O(g)

15、燃烧第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质二：还原性B2H6是强还原剂，能与氧化剂反应。例如与卤素反应生成卤化硼。2B2H6(g)6Cl2(g) 2BCl3(l)6HCl第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质三：水解性B2H6易水解释放出H2，生成硼酸。B2H6(g)6H2O(l) 2H3BO3(s)6H2(g)第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质四：配合性B2H6 与 LiH 反 应，能生成一种比B2H6的还原性更强的还原剂硼氢化锂。(Lithium Borohydride) B2H62LiH 2LiBH4B2H62CO 2H3B CO第十三章 p区元素（一）13.

16、2 硼族元素B2H6是一种在空气中易燃、易爆、易水解的剧毒气体。所以制备时必须保持反应处于无氧、无水气状态，原料亦需预先干燥，并且作好安全防护工作。第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素2. 硼的含氧酸化合物（1）三氧化二硼 制备一般的方法是加热硼酸使之脱水。2H3BO3 B2O33H2O第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质一：易溶于水性质二：硼砂珠实验 (Borax Bead Test) B2O3易溶于水，重新生成硼酸，但在热的水蒸气中则生成挥发性的偏硼酸HBO2，同时放热。B2O32HBO22H3BO3H2OH2O, 578K2H

17、2O2H2O, 373K偏硼酸硼酸B2O3(s)3H2O(l) 2H3BO3(aq)B2O3(s)H2O(g) 2HBO2(g)热第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质一：易溶于水B2O3可以溶解许多金属氧化物而得到有特征颜色的玻璃状偏硼酸盐。B2O3CuO Cu(BO2)2蓝色B2O3NiO Ni(BO2)2绿色硼砂珠实验此反应可用于定性分析中，用来鉴定金属离子。第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质二：硼砂珠实验（2）硼酸(Boric Acid) 结构sp2杂化第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素硼酸 H3BO3结构单元BOHHOOHB原子为sp2杂化O原子第十三章

18、p区元素（一）13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素范德华力 性质性质二：弱酸性 性质三：酸性的增强 性质五：与碱反应，生成硼砂性质四：受热易分解第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素性质一：溶解性 H3BO3是白色片状晶体，微溶于水。H3BO3H2O B(OH)4+H+-Ka=5.810-10加热时，由于晶体中的部分氢键断裂，溶解度增大。第十三章 p区元素（一）13.2 硼族元素 性质二：弱酸性性质一：溶解性 13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）Ka=5.810-1013.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）CHOHHOBOHOH+HOHOCH2CH2HOCH

19、CH2CH2OOBO+ H+ + 2H2O性质三：酸性的增强 硼酸是一个典型的缺电子Lewis酸，它的酸性可因加入甘露醇和甘油（丙三醇）大为增加,表现出一元酸的性质，可用强碱滴定。Ka=6.210-5硼酸加热分解过程中，先转变为偏硼酸HBO2，继续加热变成B2O3。性质四：受热易分解H3BO3 HBO2 B2O3373K-H2O-H2O578K性质五：与碱反应，生成硼砂在弱碱性条件下，生成四硼酸盐:。 4H3BO3+2NaOH Na2B4O7+7H2O在强碱条件下，生成偏硼酸盐。 H3BO3+NaOH NaBO2+2H2O13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 结构（3）硼砂(Borax)

20、Na2B4O5(OH)4 8H2O ，Na2B4O7 10H2O四硼酸根阴离子B4O5(OH)42-的立体结构13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）四面体角顶氧原子平面三角形 性质性质二：硼砂珠实验性质一：水解性 13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）水解能生成强碱弱酸盐（pH=9.24）。B4O5(OH)42-5H2O 4H3BO32OH-4H3BO3 2OH- 2H3BO3 2B(OH)4提示：硼砂水解时得到等物质的量酸和碱，所以该水溶液具有缓冲作用。（pH=9.24）13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）性质一：水解性性质二：硼砂珠实验Na2B4O7CoO Co(BO2)2

21、2NaBO2Na2B4O7NiO Ni(BO2)2 2NaBO2蓝色棕色此反应可用于定性分析及焊接金属时除锈。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）3. 硼的卤化物 结构sp2杂化BXXX键长/pmB-FB-ClB-Br计算值152187199实测值130175187三卤化硼的分子结构都是平面三角形， 如果把B-X键都当作单键考虑，理论值与实测键长结构如下：13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）B-X键的键长13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）BX3酸性比较： BI3BBr3 BCl3 BF3 硼原子卤原子空的2p轨道三卤化硼分子轨道图 制备萤石、浓硫酸和B2O3的加热反应制备B

22、F3：B2O33CaF23H2SO4 2BF33CaSO43H2O1BF3(g)AlCl3 AlF3BCl3BF3(g)AlBr3 AlF3BBr3213.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 性质物理性质物质性质BF3BCl3BBr3BI3室温下存在状态气气液固熔点/K146166227316沸点/K172285364483三卤化硼都是共价化合物，熔沸点均很低，并有规律的按F、Cl、Br、I的顺序而逐渐增高，它们的挥发性随相对分子质量的增大而降低。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）三卤化硼的物理性质化学性质性质一：水解性BF3HF HBF413.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）B

23、Cl33H2O B(OH)3+3HCl（1）BF33H2O B(OH)33HF（2）13.2.4 铝的化合物1. 氧化铝(Aluminium Oxide) 结构Al2O3-Al2O3刚玉-Al2O3活性氧化铝熔沸点高硬度大不溶于酸、碱、水 硬度不大可作催化剂载体可溶于酸、碱13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 制备Al(OH)3-Al2O31273KAl(OH)3-Al2O3较低温度脱水13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）2. 氢氧化铝(Aluminium Hydroxide Hydroxide) 制备方法二：在铝酸盐溶液中通入CO2，得白色晶态Al(OH)3 。方法一：在铝盐中加

24、入氨水和适量的碱，得到白色凝胶状沉淀Al(OH)3 。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 性质Al3+3OH- Al(OH)33H+Al3+3H2O（可溶于酸）OH-Al(OH)4-（可溶于碱）Al(OH)3不溶于氨水中，它与NH3不生成配合物。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）3. 铝盐和铝酸盐 结构（1）铝盐金属铝、氧化铝和氢氧化铝与酸反应得到的产物是铝盐，铝在这里表现为金属。3+13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 制备 性质性质 ：水解显酸性 Al(H2O)63+H2O Al(H2O)5OH2+ H3O+2Al(OH)33H2SO4(浓) Al2(SO4)3 6H

25、2O13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）Al(H2O)63+ Al(OH)33H2O3H+2Al3+3CO32-3H2O 2Al(OH)33CO22Al3+3S2-3H2O 2Al(OH)33H2S加热会促进Al3+水解而产生一部分Al(OH)3沉淀。加入碳酸盐或硫化物会促使铝盐完全水解。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）促进水解的方法：金属铝、氧化铝和氢氧化铝与碱反应得到的产物是铝酸盐，铝在这里表现为非金属。（2）铝酸盐(Aluminate) 制备Al2O3与碱熔融可以制得铝酸盐。Al2O32NaOH 2NaAlO2H2O熔融固态的铝酸盐有NaAlO2、KAlO2等，在水溶液中

26、尚未找到 AlO2 这样的离子。-13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 性质性质 ： 水解显碱性Al(OH)4- Al(OH)3OH-在这个溶液中通入CO2气体，可以促使水解的进行而得到Al(OH)3沉淀。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）促进水解的方法：4. 铝的卤化物(Halide of Aluminium)三卤化铝是铝的特征卤化物。除AlF3是离子型化合物外，AlCl3、AlBr3和AlI3均为共价型化合物。我们主要介绍AlCl3的结构特点和化学性质。卤化物键型晶体性质AlF3离子键离子晶体熔点高，易溶于水AlCl3AlBr3AlI3共价键分子晶体熔点低，易挥发，易溶于有机

27、溶剂13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）铝的卤化物的结构和性质 结构3s3pCl原子3s3pAl原子基态Al原子是缺电子原子，因此AlCl3是典型的Lewis酸。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）3s3pCl原子3s3pAl原子基态 结构Al原子采取sp3杂化，接受Cl原子的一对孤电子对形成四面体构型。3s3pCl原子3s3pAl原子激发态13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）AlClClClClAlClCl这种氯桥键与 B2H6 乙硼烷的氢桥键结构相似。在气相或非极性溶剂中AlCl3是二聚的。13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）Al2Cl6的分子结构AlClAl 结构

28、 制备干法合成AlCl32Al3Cl2(g) 2AlCl32Al6HCl(g) 2AlCl33H2(g)13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一） 性质性质一：水解性13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）性质二：溶解性性质一：水解性无水AlCl3在常温下是一种白色固体，遇水发生强烈水解并放热，甚至在潮湿空气中也强烈地冒烟。AlCl33H2O Al(OH)33HCl13.2 硼族元素第十三章 p区元素（一）性质二：溶解性AlCl3易溶于有机溶剂中。13.3 碳族元素 13.3.1 碳族元素的通性13.3.2 碳的单质13.3.3 碳的化合物13.3.4 硅的化合物13.3.5 锡的化合物13

29、.3.6 铅的化合物(Elements of Carbon Family)0VIIAVIAVAIVAIIIA2He氦K25B硼6C碳7N氮8O氧9F氟10Ne氖LK8213Al铝14Si硅15P磷16S硫17Cl氯18Ar氩MLK88231Ga镓32Ge锗33As砷34Se硒35Br溴36Kr氪NMLK8188249In铟50Sn锡51Sb锑52Te碲53I碘54Xe氙ONMLK818188281Tl铊82Pb铅83Bi铋84Po钋85At砹86Rn氡PONMLK818321882非金属金 属电子层碳族13.3 碳族元素13.3.1 碳族元素的通性1. 元素第十三章 p区元素（一）6C碳121

30、31412.0112s22p250Sn锡112 117 122114 118 124115 119116 120118.715s25p214Si硅28293028.0863s23p232Ge锗70 7472 767372.614s24p282Pb铅204 208206207207.26s26p22. 价电子层结构及氧化态元素符号CSiGeSnPb价电子层结构2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数+4,(+2)+4,(+2)+4,+4,+4,原子序数614325082+2+2+2+4+2C，SiIVIIGe，SnPbIV IIIIIV第十三章 p区元素（一）13.

31、3 碳族元素碳族元素的性质3. 碳的特性由于碳的原子半径最小，电负性最大，电离能也最高，故共价键 CC 键能非常大，又没有d轨道。所以碳与本族其它元素之间的差异较大，其主要表现为：（1）它的配位数仅限于4（2）碳的成键能力最强（3）原子间能形成多重键第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素碳是世界上化合物种类最多的元素碳的化合物其它元素的化合物(阳离子半径大的碳酸盐阳离子半径小的碳酸盐第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素过渡金属碳酸盐（3）过渡金属碳酸盐稳定性差阳离子极化作用小的离子阳离子极化作用大的离子（4）H+的极化作用强碳酸盐碳酸氢盐碳酸MCO3 MOCO2第十三章 p区元素（一

32、）13.3 碳族元素13.3.4 硅的化合物1. 硅的氧化物3s3px3py3pz硅原子sp3杂化3s3px3py3pz基 态第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素 结构SiO4四面体二氧化硅并不表示单个分子SiO2二氧化碳表示单个分子CO2最简式最简式有区别顶点的氧原子为两个四面体公用硅原子氧原子SiO2结构第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素SiO2CO2形态固态气态晶型原子晶体分子晶体第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素 性质SiO2与CO2的性质比较性质一：与还原剂反应性质二：与HF反应性质三：与碱反应性质一：与还原剂反应在高温下不能被H2还原，只能被碳、镁、铝还原。S

33、iO22C Si2CO3000第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质二：与HF反应除单质氟、氟化氢、氢氟酸外，SiO2不与其它的卤素酸反应。SiO24HF(g) SiF42H2OSiO26HF(溶液) H2SiF62H2O第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质三：与碱反应SiO2能溶于热的强碱溶液或溶于熔融的碳酸钠中。SiO22NaOH Na2SiO3H2OSiO2Na2CO3 Na2SiO3CO2熔融第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素2. 硅酸和硅酸盐（1）硅酸：硅酸是组成复杂的絮状固体硅酸通式：xSiO2 yH2O原硅酸H4SiO4x=1y=2SiO22H2O偏硅酸

34、H2SiO3x=1y=1SiO2H2O焦硅酸H6Si2O7x=2y=32SiO23H2O通常用 SiO2H2O 代表硅酸第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素 性质硅酸是个二元弱酸，在水中溶解度小，呈微弱的酸性。K1 =1.710-10K2 =1.610-12Ka1=4.210-7 H2CO3：Ka2=5.610-11第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素 制备SiO2是硅酸酐，但不溶于水。SiO2H2OH2SiO3硅酸用可溶性的硅酸盐与酸作用生成。Na2SiO32HCl H2SiO32NaCl第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素硅胶是一种具有物理吸附作用的吸附剂，可以再生反复使

35、用。第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（2）硅胶(Silica Gel)浸泡CoCl2硅酸凝胶催化剂载体干燥剂H4SiO4单分子形式硅酸溶液硅酸溶胶硅酸凝胶硅胶放置缩和加酸电解质烘干活化白色透明软而有弹性固体硅酸盐可溶性：Na2SiO3(水玻璃)、K2SiO3不溶性：有大部分硅酸盐难溶于水，且有特征颜色。第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（3）硅酸盐(Silicate) 硅酸盐结构复杂， 一般写成氧化物形式，它的基本结构单位为硅氧四面体。白云石：K2O 3Al2O3 6SiO2 2H2O泡沸石：Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O分子筛第十三章 p区元素（一）13.3 碳

36、族元素3. 硅的卤化物 SiX4比较SiF4、SiCl4与CF4、CCl4 共价化合物 非极性分子 挥发性比较大 熔沸点比较低SiF4、SiCl4的结构（1）相同点第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素SiCl4、SiF4遇水强烈的水解，在潮湿的空气中发烟。CCl4、CF4不活泼，遇水不水解；（2）不同点SiCl43H2O H2SiO34HCl(g)水解SiF44H2O H4SiO44HF(g)水解第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素对SiF4来讲，水解后产生的HF与部分SiF4配合生成氟硅酸配离子SiF6。2-SiF42HF H2SiF6 (氟硅酸)配合碳的卤化物不水解，硅的卤化物

37、却容易水解？碳原子只能利用2s、2p轨道去成键，它没有3d轨道；而硅有空的3d轨道，当遇到水分子时，空的3d轨道接受水分子中氧原子提供的孤对电子而形成配位键，同时使原有的键削弱、断裂，这就是卤化硅容易水解的实质。第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素13.3.5 锡的化合物1. 氧化物锗、锡、铅MO型氧化物MO2型氧化物O2离子型、两性偏碱性的化合物共价型、两性偏酸性的化合物第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素GeO2（白色）GeO（黑色）SnO （黑色）PbO2 （棕黑色）SnO2（白色）PbO （黄红色）酸性增强碱性增强碱性增强还原性增强酸性增强氧化性增强第十三章 p区元素（一）

38、13.3 碳族元素锗、锡、铅的氧化物的酸碱性及氧化还原性 2. 氢氧化物锗、锡、铅氢氧化物组成不定的氧化物的水合物：xMO2 yH2OxMO yH2O两性氧化物锗、锡、铅氢氧化物锗、锡、铅可溶性盐氧化物碱水难溶于水第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素Ge(OH)4（棕色）Ge(OH)2（白色）Sn(OH)2（白色）Pb(OH)4（棕色）Sn(OH)4（白色）Pb(OH)2（白色）酸性增强碱性增强碱性增强还原性增强酸性增强氧化性增强两性弱酸第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（1）Sn(OH)2 制备向Sn2+盐的溶液中加入强碱溶液，立即析出白色胶状的氢氧化锡。Sn2+2OH- Sn

39、(OH)2第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素 性质 两性 Sn(OH)2既能溶于酸也能溶于过量的碱溶液。Sn(OH)2 OH - Sn(OH)3-Sn(OH)2 2H+ Sn2+2H2O第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素亚锡酸根 制备-锡酸由锡(IV)盐或四卤化锡水解或与适量的碱或氨水作用而得到的。Sn4+4H2O Sn(OH)4(s,白) 4H+Sn4+4NH3H2O Sn(OH)4(s,白) 4NH4+Sn(OH)4是-锡酸或SnO22H2O第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（2）锡酸 (Stannic Acid)二氧化锡的水合物xSnO2 yH2O长期放置或加热4

40、NO2H2O-锡酸-锡酸-锡酸Sn4HNO3-锡酸-锡酸第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素-锡酸与-锡酸的区别第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素-锡酸-锡酸白色无定形粉末或凝胶状沉淀难溶于水，能溶于酸、碱白色结晶固体，具有SnO2四方结构不溶于水、酸、碱（1）亚锡酸钠 性质NaSnO2NaSn(OH)3Na2Sn(OH)4第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素4. 盐类性质一：水解性性质二：还原性 亚锡酸钠稳定存在碱性溶液白色沉淀水稀释Sn(OH)42- Sn(OH)2(s)2OH-水解性质一：水解性第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素亚锡酸钠在碱性溶液中是很好的还原

41、剂。亚锡酸钠能把Bi3+还原为金属铋，自身被氧化成锡酸盐。Sn(OH)62-2e- Sn(OH)42-2OH-EB - 0.96V3Sn(OH)42-2Bi3+6OH- 3Sn(OH)62-2Bi第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质二：还原性此反应可用于鉴定溶液中的Bi3+黑（2）氯化亚锡 性质性质二：水解性性质一：还原性第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（1）与HgCl2反应氯化亚锡能把汞盐还原为白色的亚汞盐。Sn2+2HgCl24Cl- SnCl6 Hg2Cl2(s)2-Sn2+Hg2Cl24Cl- SnCl62Hg (l)2-若SnCl2过量，亚汞盐会被进一步还原为黑色

42、的金属汞。该反应用于鉴定Sn2+、Hg2+第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质一：还原性EA/V Sn4+Sn2+Sn0.154-0.136（2）与Fe3+反应SnCl2能把Fe(III)盐还原为Fe(II)盐，把单质碘还原为 I- 。2Fe3+Sn2+ 2Fe2+Sn4+I2Sn2+ 2I-Sn4+第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素SnCl2的溶液可被空气中的O2氧化，加入金属锡可以防止氧化。2Sn2+ O2 4H+ 2H2O2Sn4+Sn4+Sn 2Sn2+第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素（3）与O2反应氯化亚锡在水中易水解生成白色的碱式盐沉淀。SnCl2H2O

43、 Sn(OH)Cl(s)HClSnCl2浓盐酸（少量）SnCl2溶液第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质二：水解性配制氯化亚锡溶液时必须加酸防止水解,加锡防止氧化。加水稀释加锡粒如何配制SnCl2溶液?一硫化物(MS)二硫化物(MS2)5. 硫化物铅锗、锡第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素向Sn(IV)盐溶液中通入H2S，立即析出黄色SnS2沉淀。Sn4+2H2S SnS24H+（1）硫化锡黄色制备SnS2沉淀不溶于强酸，但在浓盐酸中生成六氯合锡酸而溶解。SnS26HCl H2SnCl62H2S第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元

44、素SnS32-2H+ SnS2H2S在硫代锡酸盐溶液中加酸，则又析出黄色SnS2沉淀。SnS2 S2- SnS32-SnS2沉淀能溶解在碱金属硫化物溶液中生成硫代锡酸盐。性质 向Sn(II)盐溶液中通入H2S，立即析出暗棕色的SnS沉淀。Sn2+ H2S SnS2H+（2）硫化亚锡暗棕色第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素制备SnS沉淀能溶解于多硫化物溶液生成硫代锡酸盐。SnSS2 SnS32-2-在硫代锡酸盐溶液中加酸，则又析出黄色SnS2沉淀。SnS32-2H+ SnS2H2S 硫代亚锡可溶于中等浓度的盐酸溶液中，生成四氯合锡酸。SnS4HCl H2SnCl4 H2S 第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素性质碱金属硫化物硫化亚锡二硫化锡溶解鉴定Sn4+、Sn2+的方法第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素13.3.6 铅的化合物铅是放射线的防护材料，x-射线、 -射线不能穿透它第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素原子能工业离不开铅第十三章 p区元素（一）13.3 碳族元素铅的危害结构铅人体人体组织骨骼肠胃吸收血液血液慢性中毒疲倦 食欲不振 体重减轻因急性脑病而死亡严重呕吐 腹泻并出现神经错乱铅的污染汽油中的铅铅成为大气污染的罪魁祸首消耗一加仑汽油就有