元素化学-p区元素及其重要化合物

基础化学氮族元素通性1.氮磷砷锑铋NAsIAtPSbBiMc镆放射性元素概述.ⅤA氮(N)磷(P)砷(As)锑(Sb)铋(Bi)原子序数715335183价层电子构型2s2p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化数-3、0+1、+2+3、+4-3、0+3、+5-3、0+3、+5(-3)、0+3、+5(-3)、0+3、+5原子半径/pm70110121141155I1/(kJ·mol-1)14021012947834703电负性()3.02.12.01.91.9以化合状态存在于自然界，最重要的矿石是磷灰石。是动植物不可缺少的元素。有多种同素异形体主要有白磷(或黄磷)、红磷和黑磷。主要矿石为硫化物矿，如雄黄(As4S4)、雌黄(As2S3)辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)主要用于制造合金熔点(271℃)、沸点(1740℃)相差较大可做原子能反应堆中的冷却剂主要以单质形式存在于大气中是动、植物不可缺少的元素性质.ⅤA氮(N)磷(P)砷(As)锑(Sb)铋(Bi)原子序数715335183价层电子构型2s2p33s23p34s24p35s25p36s26p3主要氧化数-3、0+1、+2+3、+4-3、0+3、+5-3、0+3、+5(-3)、0+3、+5(-3)、0+3、+5原子半径/pm70110121141155I1/(kJ·mol-1)14021012947834703电负性()3.02.12.01.91.9金属性增加，非金属性降低典型非金属准金属金属

具有多种氧化数+5存在└含氧酸及其盐┘MBiO3+3M3+盐└不存在┘└少量存在┘存在

氧化数为+3物质的稳定性增加

氧化数为+5物质的稳定性降低

此现象称为惰性电子对效应性质氮及其重要化合物2.无色、无味、无臭、微溶于水的气体，熔、沸点和临界温度较低，难液化，液氮可作制冷剂。

氮分子因三重键的存在，比其他双原子分子都稳定，化学性质不活泼。氮.

与氢气反应：N2+3H22NH3

高温高压

催化剂

与氧气反应：N2+O22NO

放电

与金属反应：6Li+N22Li3N3Ca+N2

Ca3N2△△氮.工业制法：氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下反应：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3实验室制法：用铵盐和碱的反应：

N2+3H2

2NH3

高温高压催化剂Mg3N2+6H2O＝3Mg(OH)2+2NH3↑氨制备.化学性质

加合反应：Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+Cu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+NH3+H2ONH4++OH-Kbө=1.8×10-5氨.还原反应：

4NH3

+

O2(纯氧)＝2N2+6H2O(燃烧，黄色火焰)4NH3+5O24NO+6H2O（工业制HNO3的基础反应）800℃Pt3Cl2+2NH3=N2+6HCl2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O(可制备氮气)氨.取代反应：氨分子中的氢被其它原子或基团所取代，生成氨基(-NH2)、亚氨基(＝NH)衍生物或氮化物(≡N)；或以氨基或亚氨基取代其它化合物的原子或基团。350℃2NH3+2Na2NaNH2+H2

2NH3+2Al＝2AlN+3H2

氨.铵盐一般是无色晶体，易溶于水。NH4+离子半径接近于K+和Rb+的半径，因此铵盐性质类似于碱金属盐类，而且往往与钾盐、铷盐同晶，并有相似的溶解度由于氨为弱碱，与强酸组成的铵盐的水溶液显酸性：NH4++H2ONH3·H2O+H+

因此在任何铵盐溶液中加入强碱并加热，就会放出氨(鉴定NH4+的反应)：NH4++OH-

＝NH3↑+H2OΔ铵盐.铵盐的热不稳定性酸有挥发性无氧化性：NH4Cl＝NH3↑

+HCl↑△酸无挥发性无氧化性：(NH4)2SO4

＝2NH3↑+H2SO4

(NH4)3PO4

＝3NH3↑+H3PO4

△△2NH4NO32N2(g)+O2(g)+4H2O(g)>300℃酸有氧化性：NH4NO3

200℃

N2O↑+2H2O铵盐.名称化学式

状态(颜色)化学性质熔点℃沸点℃氧化二氮N2O

气(无)稳定-90.8-88.5一氧化氮NO

气(无)固、液(蓝)反应性能稳定-163.6-151.8三氧化二氮N2O3液(蓝)室温下分解为NO2和NO-102-3.5(分解)二氧化氮NO2气(红棕)强氧化性-11.221.2四氧化二氮N2O4气(无)强烈分解为NO2-9221.3五氧化二氮N2O5固(无)不稳定3047(分解)氮的氧化物.2HNO2

N2O3+H2ONO+NO2+H2O

蓝色棕色HNO2弱酸，K

a=4.610-4不稳定(仅存在于水溶液中)强氧化性，弱还原性亚硝酸盐比较稳定，特别是碱金属和碱土金属亚硝酸盐。2HNO2+2I-+2H+=I2+2NO+2H2O(氧化剂)4NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O(还原剂，可鉴定NO2-）亚硝酸及亚硝酸盐.HNO3强酸性不稳定性：4HNO32H2O+4NO2+O2强氧化性Hv

硝酸及硝酸盐.

能与许多非金属(Cl2,O2,稀有气体除外)反应3C+4HNO3=2CO2+4NO+2H2O3P+5HNO3+2H2O=3H3PO4+5NOS+2HNO3=H2SO4+2NO3I2+10HNO3=6HIO3+10NO+2H2O无论浓、稀HNO3与非金属单质反应，生成含氧酸+NO硝酸及硝酸盐.4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O4HNO3(浓)+Hg=Hg(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O6Hg+8HNO3(稀)=3Hg2(NO3)2+2NO+4H2OHNO3(稀)+不活泼金属NO活泼金属N2OHNO3(极稀)+活泼金属(Fe,Zn,Mg)NH4+HNO3(浓)+

金属NO2硝酸与金属的反应，其还原产物中N的氧化数主要取决于硝酸的浓度、金属的活泼性和反应的温度。

与金属单质(Au,Pt,Ir除外)反应硝酸及硝酸盐.Au、Pt与王水反应:

王水：1份浓HNO3+3份浓HClPt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2OAu+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+2H2O硝酸及硝酸盐.硝酸盐(热不稳定性)(1)活泼性在Mg之前：2NaNO32NaNO2+O2(2)活泼性在Mg-Cu之间：2Pb(NO3)22PbO+4NO2+O2(3)活泼性在Cu之后：2AgNO32Ag+2NO2+O2

硝酸及硝酸盐.Fe2++NO2-+HAc

→

Fe3++NO+H2O+2Ac-

[Fe(H2O)6]2++NO→[Fe(NO)(H2O)5]2+(棕色)+H2O

NO2-的鉴定NO3-、NO2-的鉴定.NO3-的鉴定3Fe2++NO3-+4H+→

3Fe3++NO+2H2O[Fe(H2O)6]2++NO→[Fe(NO)(H2O)5]2+(棕色)+H2O

此反应与鉴定亚硝酸根离子的区别是：硝酸盐在HAc条件下无棕色环生成，必须用浓H2SO4NO3-、NO2-的鉴定磷及其重要化合物3.白磷由P4组成的无色透明的分子晶体。P4分子呈四面体构型，P-P键易于断裂，使白磷有很高的化学活性。易自燃，所以应储存于水中以隔绝空气。剧毒，误食0.1克就能致死。磷的同素异形体：白磷、红磷和黑磷。磷单质.红磷白磷隔绝空气加热可转变为红磷。它是暗红色粉末，基本无毒。化学性质比较稳定，在空气中不自燃。磷单质.黑磷将白磷在高压下加热到一定温度可得黑磷。它是磷的最稳定的一种变体，能导电，有“金属磷”之称。磷单质.制备：磷在空气中或氧气中燃烧，氧气充足产物是P4O10，氧气不足生成P4O6。磷的氧化物.P4O10白色雪花状固体，易升华，磷酸的酸酐。有很强的吸水性，是干燥能力最强的一种干燥剂。它甚至可以从许多化合物中夺取化合态的水，如使硫酸、硝酸脱水，变成相应的酸酐和磷酸。

6H2SO4+P4O10

＝6SO3+4H3PO412HNO3+P4O10

＝6N2O5+4H3PO4磷的氧化物.磷的含氧酸：H3PO2,H3PO3，H3PO4，H4P2O7(焦磷酸)，(HPO3)n(偏磷酸)纯磷酸为无色晶体是无氧化性、不挥发的三元中强酸有强的配合能力,能与许多金属离子形成配合物如H3PO4

可与Fe3+形成无色H3[Fe(PO4)2]、H[Fe(HPO4)2]，以消除Fe3+干扰磷的含氧酸及其盐H4PO3的性质.磷酸盐溶解性:所有的磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐除了K+、Na+、NH4+离子的盐外，一般不溶于水。水解性:Na3PO4水解呈较强的碱性pH＞12；Na2HPO4水溶液呈弱碱性pH=9～10，而NaH2PO4的水溶液呈弱酸性pH=4～5。磷的含氧酸及其盐.

Na3PO4+3AgNO3=Ag3PO4↓(黄色)+3NaNO3PO43-+12MoO42-+3NH4++24H+＝(NH4)3[P(Mo12O40)]·6H2O↓(黄色)+6H2OPO43-的鉴定磷的含氧酸及其盐砷、锑、铋的重要化合物4.+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黑)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性•微溶于水，热水中溶解度稍大

•溶于碱As2O3+6NaOH→Na3AsO3+3H2O•溶于浓酸As2O3+6HCl→2AsCl3+3H2O•俗称砒霜，有剧毒,微溶主要用于制造杀虫剂、除草剂、含砷药物砷、锑、铋的氧化物.+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黑)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性酸性增强碱性增强难溶于水难溶于水砷、锑、铋的氧化物及含氧酸.阳离子盐:M3+,M5+

As3+,As5+,Sb3+,Sb5+,铋主要形成Bi3+盐含氧酸盐:MO33-,MO43-AsO33-,AsO43-,SbO33-,SbO43-,NaBiO3(黄色)离子多数无色，易水解AsCl3+3H2O→H3AsO3+3HClSbCl3+H2O→SbOCl+2HClBiCl3+H2O→BiOCl+2HCl配制以上盐溶液，应加酸抑制水解砷、锑、铋的盐.按As－Sb－Bi的顺序，砷分族元素氧化数为＋3的化合物的还原性依次减弱；氧化数为＋5的化合物的氧化性依次增强。（2）铋酸盐的氧化性：（1）亚砷酸盐的还原性：5BiO3-+2Mn2++14H+=5Bi3++2MnO4-+7H2OAsO33-+I2+H2O=AsO43-+2I-+2H+分析上常用此反应检定溶液中有无Mn2+离子砷、锑、铋的盐基础化学卤族元素.1234567IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA

0s区d区ds区p区镧系锕系f区周期表中元素的分区.除氢外，所有的非金属全部集中在p区0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡沿B-Si-As-Te-At对角线，右上角为非金属(包括线上)，左下角为金属ⅢA-ⅦA和零族元素为p区元素p区元素概述.0Rn氡At砹Po钋

Bi铋Pb铅Tl铊6Xe氙I碘Te碲Sb锑Sn锡In铟5Kr氪Br溴Se硒As砷Ge锗Ga镓4Ar氩Cl氯S硫P磷Si硅Al铝3Ne氖F氟O氧N氮C碳B硼2He氦ⅦAⅥAⅤAⅣAⅢA原子半径增大金属性增强非金属性减弱p区元素特点.0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡非金属元素还具有负氧化数这种现象称为惰性电子对效应稳定性减弱高氧化数化合物

稳定性增强低氧化数化合物p区元素特点.0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝660.4℃Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓29.78℃Ge锗973.4℃As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟156.6℃Sn锡231.9℃Sb锑630.5℃Te碲I碘Xe氙6Tl铊303.5℃Pb铅327.5℃Bi铋271.3℃Po钋At砹Rn氡金属的熔点较低这些金属彼此可形成低熔合金p区元素特点.某些金属具有半导体性质0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋Po钋

At砹Rn氡如超纯锗p区元素特点通性1.氟氯溴碘砹FBrIAtClIAtTs成盐元素人工合成的放射性元素概述.性质氟Fluorine氯Chlorine溴Bromine碘Iodine原子序数9173553价电子层结构2s22p53s23p54s24p55s25p5主要氧化数-1-1,+1,+3,+5,+7-1,+1,+3,+5,+7-1,+1,+3,+5,+7原子半径(pm)6499114133X-离子半径(pm)133181196220电负性4.03.23.02.7性质单质2.F2浅黄色、Cl2黄绿色气体，Br2红棕色液体，I2紫色固体。固体I2加热可升华蒸气呈紫色所有卤素均有刺激性气味，刺激性从Cl2至I2依次减小010302卤素在有机溶剂中的溶解度比在水中要大得多，遵循相似相溶原则。I2难溶于水，但易溶于碘化物溶液中，形成易溶于水的物理性质.卤素F2Cl2Br2I2φ(X2/X-)/V2.871.361.070.54X2氧化性强弱X-还原性弱强氧化性最强的是F2，还原性最强的是Iˉ化学性质.F₂能和所有的金属剧烈化合。Cl₂几乎和所有的金属化合，但有时需要加热。Br₂比Cl₂不活泼，能和除贵金属以外的所有其他金属化合。I₂比Br₂更不活泼。（1）与金属作用

化学性质.F2与几乎所有非金属直接作用(O,N,P除外)，反应猛烈；Cl2可与大多数非金属相互作用，Br2和I2的化学活性较Cl2差；Br2和I2由于氧化能力较弱，只能与P反应，生成PBr3和PI3；卤素单质都能和H2直接化合生成卤化氢。（2）与非金属单质反应化学性质.①氧化反应：2X₂+2H₂O⇋

4HX+O₂↑②歧化反应：X2+H₂O⇋

H﹢+X﹣+HXO（3）与水的反应剧烈程度:F2>Cl2>Br2剧烈程度:Cl2>Br2>I2化学性质.

卤素单质强氧化性：F₂＞Cl₂＞Br₂＞I₂卤素阴离子还原性：

I-＞Br－＞Cl－＞F－（4）卤素单质与卤离子的反应化学性质卤化氢和氢卤酸3.●键能●稳定性●熔沸点●酸性●还原性HFHClHBrHI卤化氢.HF的性质氢键，熔沸点高于HCl弱酸性对玻璃腐蚀SiO2+4HF=SiF4+2H2OCaSiO3+6HF=CaF2+SiF4+3H2O卤化氢.

实验室：CaF2+H2SO4=2HF

+CaSO4NaBrHBr

NaIHI

+H3PO4=NaH2PO4+

2HBr+H2SO4(浓)=SO2+2H2O+Br28HI+H2SO4(浓)=H2S+4H2O+4I2

2P+3+6H2O=2H3PO3+Br2I26HBr

6HI

HBr和HI的另外一种制备方法卤化氢卤化物4.离子型卤化物共价型卤化物碱金属、碱土金属（铍除外）和低价态的过渡元素与卤素形成的卤化物卤素与非金属元素和高价态的金属元素形成卤化物如：KCl、CaCl2

、FeCl2

如：AlCl3

、FeCl3、CCl4、TiCl4、PCl5

卤化物.多数金属卤化物易溶于水，部分金属卤化物不溶于水，如AgX,PbX2,Hg2X2,CuX(X=Cl,Br,I)。有的金属卤化物发生一定程度的水解：MgCl2+H2O=Mg(OH)++HClSnCl2+H2O=Sn(OH)Cl(s)+HClSbCl3+H2O=SbOCl(s)+2HClBiCl3+H2O=BiOCl(s)+2HCl稀释可能产生沉淀，须在浓盐酸中配制，然后稀释。卤化物.(1)PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl(g)(2)NCl3+H2O=NH3+2HOCl

(3)BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl(4)SiCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl(5)PCl5+4H2O=H3PO4+5HClNH4OCl+HOCl制备卤化氢气体卤化物卤素的含氧酸及含氧酸盐5.次卤酸——亚卤酸——卤酸——高卤酸+1+3+5+7HXOHXO2HXO3HXO4次卤酸HClOHClO2HClO3HClO4酸性

弱强氧化性

强弱稳定性

小大(除HClO2)卤素的含氧酸.HOCl是强氧化剂和漂白剂：

2HOCl=2HCl+O23HOCl=2HCl+HClO32HOCl+H2O+I2=2HIO3+2HCl

次氯酸及次氯酸盐.漂白粉：Cl2+Ca(OH)2反应的混合物

2Cl2+3Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2·Ca(OH)2·H2O+H2O漂白粉在空气中放置会失效：

Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO(不稳定，分解)次氯酸及次氯酸盐.HClO3：强酸，强氧化剂

2HClO3(过量)+I2=2HIO3+Cl25HClO3+3I2(过量)+3H2O=2HIO3+5HCl2HClO3+5HCl=2Cl2+3H2O

MnO2

KClO3的加热分解：4KClO3=3KClO4+KCl

(歧化反应)

2KClO3===2KCl+3O2氯酸及氯酸盐.卤酸HClO4HBrO4H5IO6酸性强弱氧化性，稳定性均为强氧化剂，稳定性好重要的反应高氯酸及高氯酸盐.

高氯酸盐大多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸盐的溶解度都很小。KClO4稳定性好，用作炸药比KClO3更稳定。Mg(ClO4)2,Ca(ClO4)2可用作干燥剂。

NH4ClO4：现代火箭推进剂。高氯酸及高氯酸盐.HClOHClO2HClO3HClO4酸强度增大，氧化性减弱，热稳定性增高HClOxHBrOxHIOxNaClONaClO2NaClO3NaClO4热稳定性增高，氧化性减弱，碱性降低氧化性增强热稳定性增高酸性减弱小结卤素离子的鉴定6.Cl－的鉴定氯化物溶液中加入AgNO3，即有白色沉淀生成，该沉淀不溶于HNO3，但能溶于稀氨水，酸化时沉淀重新析出。Br－的鉴定溴化物溶液中加入氯水，再加CHCl3或CCl4，振摇，有机相显黄色或红棕色。I－的鉴定碘化物溶液中加入少量氯水或加入FeCl3溶液，即有I2生成。I2在CCl4中显紫色，如加入淀粉溶液则显蓝色。Cl－+Ag＋=AgCl↓（白色）AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]＋+Cl－[Ag(NH3)2]＋+Cl－+2H＋=AgCl↓+2NH4+2Br－

+Cl2=Br2+2Cl－2I－+Cl2=I2+2Cl－2I－

+2Fe3＋=

I2+2Fe2＋卤素离子的鉴定基础化学硼族元素.硼铝镓铟铊BGaIAtAlInTlNh鉨人工合成的放射性元素有时称为土族元素，其中Al2O3为黏土的主要成分，既难溶又难熔硼族元素.硼族元素ⅣA硼(B)铝(Al)镓(Ga)铟(In)铊(Tl)原子序数513314981价层电子构型2s22p13s23p14s23p15s23p16s23p1主要氧化数0、+30、+30、+1、+30、+1、+30、+1、(+3)原子半径/pm88143122163170离子半径r(M3+)/pm2750628088.6I1/(kJ·mol-1)801578579558589电负性()2.01.51.61.71.8

p自然界没有游离硼，主要矿有:硼砂矿(Na2B4O7·10H2O)、硼镁矿(Mg2B2O5·H2O)、方硼矿(2Mg3B8O15·MgCl2)。

是地壳中蕴藏最丰富的金属元素主要以铝矾土矿(Al2O3·xH2O)存在铝是银白色、有光泽的轻金属具有良好的导电性和延展性广泛用来作导线、结构材料和器皿铝合金质轻又硬，用于飞机制造。熔点比人的体温还低(30℃左右)液态镓的熔点、沸点相差大，可作高温温度计，与其它金属可制低熔合金在自然界没有独立的矿物，分散在其它矿物中,都是软金属,可用于生产新型半导体材料与其它金属可制低熔合金如含25%In的Ga合金可用于自动灭火装置Tl及其化合物均有毒误食少量铊盐可使毛发脱落氧化数+3化合物稳定性降低氧化数+1化合物稳定性增加即惰性电子对效应明显硼的重要化合物1.硼酸H2OH3BO3

HBO2

B2O3△△H2O为固体酸。微溶于冷水，在热水中溶解度增大一元弱酸H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+Ka=5.8×10-10硼酸.硼砂化学式为Na2B4O7·10H2O无色透明晶体，在空气中易风化失水受热时先失去结晶水而成为蓬松状物质，体积膨胀。易溶于水，其溶解度随温度升高而增大易水解，水溶液呈碱性Na2B4O7+3H2O2NaBO2+2H3BO32NaBO2+4H2O2NaOH+2H3BO3

硼酸盐.硼砂化学式为Na2B4O7·10H2O无色透明晶体，在空气中易风化失水受热时先失去结晶水而成为蓬松状物质，体积膨胀。易溶于水，其溶解度随温度升高而增大易水解，水溶液呈碱性硼砂珠实验Na2B4O7+CoO→Co(BO2)2·2NaBO2(宝蓝色)Na2B4O7+NiO→Ni(BO2)2·2NaBO2(棕色)Na2B4O7+MnO→Mn(BO2)2·2NaBO2(绿色)分析化学曾用此性质来鉴定某些金属离子硼酸盐铝的重要化合物2.氧化铝两种主要变体α-Al2O3(刚玉)硬度大，密度大熔点高，不溶于酸化学性质稳定可作高硬质材料耐磨材料和耐火材料γ-Al2O3(活性氧化铝)硬度小，质轻不溶于水，溶于酸和碱表面积大，有强的吸附能力和催化活性可作吸附剂和催化剂刚玉中含微量Cr(Ⅲ)——红宝石

Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Ti(Ⅳ)——蓝宝石

刚玉中含少量Fe3O4——刚玉粉氧化铝.氢氧化铝难溶于水两性溶于酸Al(OH)3+3H+→Al3++3H2O溶于碱Al(OH)3+OH-→[Al(OH)4]-经光谱实验证实：溶液中不存在AlO2-或AlO33-氢氧化铝.氢氧化铝在铝酸盐溶液中通入CO2，得到晶态Al(OH)3。

2[Al(OH)4]-+CO2→2Al(OH)3↓+CO32-+H2O(白色)在铝(III)盐溶液中加入氨水或适量碱，得到凝胶状含水量不定的水合氧化铝(Al2O3·xH2O)通常也写成Al(OH)3。

氢氧化铝.铝最常见的盐是AlCl3和KAl(SO4)2·12H2O（明矾）Al3+有水解作用而使溶液呈酸性AlCl3是有机合成中常用的催化剂AlCl3和KAl(SO4)2·12H2O溶于水时，Al3+水解生成一系列碱式盐直到Al(OH)3胶状沉淀，这些水解产物能吸附水中的泥沙、重金属离子及有机污染物，可用于净化水铝盐铝盐基础化学碳族元素通性1.碳硅锗锡铅CGeIAtSiSnPbFl鈇人工合成的放射性元素概述.ⅣA碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)原子序数614325082价层电子构型2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数0、+2+40、+2+40、(+2)+40、+2+40、+2+4原子半径/pm77117122141175I1/(kJ·mol-1)1086786763709716电负性(

p)2.51.81.81.81.9含量不多，分布广，是地球上化合物种类最多的元素之一，是生物界的主要元素分布广，在地壳上的含量仅次于氧，主要以硅酸盐矿和石英矿存在常以硫化物伴生在其它金属硫化物矿中，是暗灰色、重而软的金属，晶态锗是重要的半导体材料常温下表面上有一层保护膜，在空气和水中稳定，可防腐蚀，马口铁(镀锡铁)是食品罐头材料

铅主要以方铅矿(PbS)形式存在，是很软的重金属，强度不高。它能挡住X射线，可制造铅玻璃、铅围裙等防护用品和防X射线的屏蔽材料、电缆包皮及铅蓄电池等主要以锡石(SnO2)存在，为银白色金属、质软、延展性好、无毒、耐腐蚀。同素异形体：灰锡、白锡、脆锡

性质.ⅣA碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)原子序数614325082价层电子构型2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数0、+2+40、+2+40、(+2)+40、+2+40、+2+4原子半径/pm77117122141175I1/(kJ·mol-1)1086786763709716电负性(

p)2.51.81.81.81.9非金属性减弱，金属性增强

典型非金属

准金属典型金属性质.ⅣA碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)原子序数614325082价层电子构型2s22p23s23p24s24p25s25p26s26p2主要氧化数0、+2+40、+2+40、(+2)+40、+2+40、+2+4原子半径/pm77117122141175I1/(kJ·mol-1)1086786763709716电负性()2.51.81.81.81.9主要化合物氧化数

+4+2、+4+2(+4)

高氧化数化合物稳定性减小低氧化数化合物稳定性增大性质碳的重要化合物2.CO是无色、无臭的气体，有毒。因为它能和血液中携带O2的血红蛋白生成稳定的配合物，使血红蛋白失去输送O2的能力，致使人缺氧而死亡。空气中的CO的体积分数达0.1％时，就会引起中毒。CO具有还原性，是冶金工业中常用的还原剂，也是良好的气体燃料。CO2在空气中的体积分数约为0.03％。CO2不能燃烧又不助燃，比重比空气大，故常用作灭火剂。CO2的化学性质不活泼。固态CO2称为干冰，可作低温制冷剂。CO2可溶于水。制造啤酒和汽水也需要CO2。碳的氧化物.CO2溶于水即形成碳酸仅存在于水溶液中，至今尚未制得纯碳酸二元弱酸CO2+H2OH2CO3大部分CO2以水合分子形式存在碳酸.难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐易溶如CaCO3(难溶）Ca(HCO3)2(易溶)溶解性碳酸盐——除NH4、碱金属(Li除外)盐，一般难溶碳酸氢盐——一般易溶易溶碳酸盐对应的碳酸氢盐溶解度较小向浓碳酸钠溶液中通入CO2至饱和可析出NaHCO3

Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3(易溶)(溶解度小)碳酸盐.碳酸盐——水溶液呈强碱性碳酸氢盐——水溶液呈微碱性水解性碳酸盐反应物生成物溶解度金属氢氧化物<对应碳酸盐氢氧化物金属氢氧化物≈对应碳酸盐碱式碳酸盐金属氢氧化物>对应碳酸盐碳酸盐

可溶性碳酸盐可作沉淀剂，分离某些离子2Fe3++3CO32-

+3H2O→2Fe(OH)3+3CO22Al3++3CO32-

+3H2O→2Al(OH)3+3CO22Cu2++

2CO32-

+H2O→Cu2(OH)2CO3

+

CO22Mg2++

2CO32-

+H2O→Mg2(OH)2CO3

+

CO2Ba2++CO32-

→BaCO32Ag++CO32-

→Ag2CO3.1.碱金属盐>碱土金属盐>过渡金属盐>铵盐2.碳酸盐>碳酸氢盐>碳酸一般规律：热稳定性热稳定性差，易分解MⅡCO3→

MⅡO+CO22MⅠHCO3→

MⅠ2CO3+H2O+CO2热稳定性碳酸盐.CO32-、HCO3-的鉴定Ca(OH)2CaCO3(白色)

+2H+→

CO2+H2O2-CO3HCO3-(稀HCl或H2SO4)碳酸盐硅的重要化合物3.二氧化硅(硅石)有两种形态无定形晶体如

硅藻土

石英石英玻璃具有许多特性1.热膨胀系数小，能透过可见光和紫外光，可制造高级化学器皿和光学仪器2.制光导纤维二氧化硅.二氧化硅(硅石)

有两种形态无定形晶体如

硅藻土

石英与一般酸不起反应，与氢氟酸反应SiO2+4HF→SiF4↑+2H2OSiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2

与氢氧化钠或纯碱共熔

SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O二氧化硅.硅酸形式很多，组成常以xSiO2·yH2O表示，随形成条件而异硅酸名称化学式x

y备注正硅酸H4SiO412偏硅酸H2SiO311二偏硅酸H2Si2O521x≥2多硅酸三偏硅酸H4Si3O832焦硅酸H6Si2O723硅酸.硅酸溶解度小开始生成可溶于水的单硅酸以后逐步缩合脱水成硅酸溶胶SiO32-

+2H+→H2SiO3↓在稀硅酸溶胶中加入电解质在适当浓度硅酸盐溶液中加酸凝胶硅酸.硅胶脱去凝胶中大部分水，得硅酸干胶(硅胶)硅胶为稍透明白色固体硅胶有很强的吸附能力，可作吸附剂、催化剂的载体变色硅胶——含氯化钴的硅胶含无水CoCl2[Co(H2O)6]Cl2吸水烘烤、脱水硅酸.硅酸盐制取：SiO2与碱性氧化物共熔性质：1.除碱金属硅酸盐外，一般难溶

过渡金属硅酸盐难溶于水，并具有特征颜色

CuSiO3蓝绿色MnSiO3浅红色

NiSiO3翠绿色Al2(SiO3)3无色透明

CoSiO3紫色Fe2(SiO3)3红棕色硅酸盐.硅酸盐制取：SiO2与碱性氧化物共熔性质：1.除碱金属硅酸盐外，一般难溶2.硅酸钠强烈水解，水溶液呈碱性硅酸钠水溶液俗称水玻璃，又称“泡花碱”，市售水玻璃为粘稠状液体，化学组成可表示为Na2O·nSiO2。硅酸盐锡、铅的重要化合物4.氧化物和氢氧化物氧化数+2SnO(黑色)PbO(黄或黄红色)+4SnO2(白色)PbO2(棕黑色)混合氧化物Pb3O4(铅丹)鲜红色相当于Pb2[PbO4]或2PbO·PbO2Pb2O3橙色PbO·PbO2PbPbO3+2HNO3→

Pb(NO3)2+PbO2↓

+H2OPb2[PbO4]+4HNO3→2Pb(NO3)2+

PbO2↓

+2H2O

锡、铅的重要化合物.氧化物和氢氧化物氧化数+2SnO(黑色)Sn(OH)2(白色)两性偏碱PbO(黄或黄红色)Pb(OH)2(白色)两性偏碱+4SnO2(白色)Sn(OH)4(白色)两性偏酸PbO2(棕黑色)Pb(OH)4(棕色)两性偏酸酸性减弱、碱性增强酸性增强碱性减弱Sn(OH)2+2H+→Sn2++2H2OSn(OH)2+2OH-→[Sn(OH)4]2-Pb(OH)2+2H+→Pb2++2H2OPb(OH)2+2OH-→[Pb(OH)4]2-锡、铅的重要化合物.盐类1.锡(Ⅱ)在碱性、酸性介质中均有还原性碱性介质：此为鉴定铋盐的方法2Bi3++6OH-+3[Sn(OH)4]2-→2Bi↓(黑色)+3[Sn(OH)6]2-酸性介质：2HgCl2+SnCl2→

Hg2Cl2↓(白色)

+SnCl4Hg2Cl2+SnCl2→

2Hg↓(黑色)

+SnCl4SnCl2过量锡、铅的重要化合物.盐类1.锡(Ⅱ)在碱性、酸性介质中均有还原性2.Pb(IV)的氧化性:PbO2是强氧化剂3.锡(Ⅱ)易水解，Sn2+易被空气氧化2Mn2++5PbO2+4H+→2MnO4+5Pb2++2H2OPbO2+4HCl(浓)

→

PbCl2↓(白色)+Cl2+2H2O-SnCl2+H2O→Sn(OH)Cl↓(白色)

+HCl配制SnCl2，需加入：1.浓HCl，防水解

2.锡粒，防氧化锡、铅的重要化合物.盐类1.锡(Ⅱ)在碱性、酸性介质中均有的还原性2.Pb(IV)的氧化性:PbO2是强氧化剂3.锡(Ⅱ)易水解，Sn2+易被空气氧化4.铅(Ⅱ)盐:绝大多数难溶于水PbI2+2KI→K2[PbI4]PbI2(金黄色)溶解度小，溶于沸水和KI溶液PbCl2难溶于冷水，溶于热水和浓HClPbCl2+2HCl(浓)→H2[PbCl4]PbSO4难溶于水，溶于浓H2SO4和饱和NH4OAc锡、铅的重要化合物.硫化物+2SnS(棕色)PbS(黑色)+4SnS2(黄色)—碱性碱性酸性PbS不溶于水、稀盐酸、碱金属硫化物，溶于浓盐酸和稀硝酸SnS溶于Na2S2SnS+S22-SnS32-H+(H2SnS3)SnS2+H2SPbS+4HCl(浓)→[PbCl4]2-+H2S+2H+3PbS+8H++2NO3-

→3Pb2++3S+2NO+4H2O锡、铅的重要化合物.硫化物+2SnS(棕色)PbS(黑色)+4SnS2(黄色)—碱性碱性酸性PbS不溶于水、稀盐酸、碱金属硫化物，溶于浓盐酸和稀硝酸SnS溶于Na2S2SnS+S22-SnS32-H+(H2SnS3)SnS2+H2SSnS2易溶于碱金属硫化物或硫化铵SnS2+S2-→SnS32-

(H2SnS3)→SnS2↓+H2SH+注意：这两组反应不同锡、铅的重要化合物基础化学氧族元素通性1.氧硫硒碲钋OSeIAtSTePoLv鉝放射性元素概述.性质.性质氧硫硒碲钋元素符号OSSeTePo元素非金属半金属金属原子序数816345284价电子层结构2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-2，-1-2，+2，+4，+6-2，+2，+4，+6-2，+2，+4，+6+2，+6电负性3.442.582.552.12.0熔点、沸点小大半径小大性质氢化物2.OOHH96O52′96O52′93O51′过氧化氢H2O2俗称双氧水。分子中两个氧原子连在一起，—O—O—键称为过氧键，两