元素的结合规律课件

元素的结合规律

问题：地球中元素的分布地核-地幔-外圈[S,Fe,Co,Ni,P,Pt族]-[O,Si,Al,Mg,Ca,Na,K]-[H,N,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn]集中-分散共生组合第一章元素的结合规律一、元素的基本性质1.原子和离子半径变化规律纵向横向第一章元素的结合规律2.电离能（势）变化规律电离能很大程度上决定元素的金属性和非金属性第一电离能：同一周期内随原子序数增加而增大；同一主族中随原子序数增加而降低电子亲和能：第一章元素的结合规律3.电负性变化规律X=I+E(X：电负性；I：电离能；E：电子亲和能)纵向：大----小横向：小----大第一章元素的结合规律二、元素的地球化学分类1.戈氏分类的依据：外电子层结构（键性）原子容积（化合物？）对不同元素的亲和力戈氏地球化学分类表第一章元素的结合规律戈氏分类表（1）亲石（亲氧）元素：离子最外层为8电子（s2p6）结构氧化物的生成热大于FeO的生成热位于原子容积曲线的下降部分主要集中于岩石圈第一章元素的结合规律（2）亲铜（亲硫）元素：离子的最外层为18电子（s2p6d10）结构电负性大氧化物的生成热小于FeO的生成热位于原子容积曲线的上升部分主要集中于硫化物-氧化物过渡圈第一章元素的结合规律（3）亲铁元素：离子最外层电子具有8-18电子的过渡结构氧化物的生成热最小位于原子容积曲线的最低部分主要集中于铁-镍核第一章元素的结合规律（4）亲气元素：原子的最外层具有8电子原子容积最大具有挥发性或易形成挥发性化合物主要集中于地球外圈第一章元素的结合规律三、元素结合的一般规律及分析（一）元素结合的一般规律1.键性对应结合规律即在即在多元素多相体系中，键性相同的元素易于结合Na+(0.98)与Cu+(0.96)元素的结合规律2.电价对应结合规律即在多元素多相体系中，电价高的阳离子与电价高的阴离子结合如可见SiO2与CaF2共生，未见SiF4与CaO共生第一章元素的结合规律（二）元素亲和性的地球化学分析1.氧和硫的性质二者为同族元素，外电子层结构相似，化合价相同，但S的电负性较小，形成共价键的倾向较大

I1I2X离子半径原子半径O13.6234.933.51.400.66S10.3623.32.51.841.04第一章元素的结合规律2.元素的亲铁性：亲铁元素具有倾向于以自然金属元素状态存在的性质，即它们不易形成氧化物、硫化物或其它化合物，它们具有较高的第一电离能。元素的亲铁性元素的结合规律3.亲石（氧）性和亲铜（硫）性元素亲石性和亲铜性决定于该元素的化合物键性，即亲石元素易于形成离子键的化合物，而亲铜元素易于形成共价键的化合物。元素的亲石和亲硫性元素的亲石与亲铜性元素的亲石与亲铜性元素的结合规律4.元素的亲气性：惰性元素分子键（形成低沸点和熔点的化合物）元素的结合规律（二）元素亲和性的热力学分析在自然体系中，元素的结合服从体系能量最小原理，因此可以通过热力学进行分析。元素的结合规律元素亲铁性的比较：PtS+Fe=FeS+PtGo=(GoFeS+GoPt)-(GoPtS+GoFe)=[(-23.32+0)-(-21.6+0)](4186.8J/mol)=-7201.3J/mol因此Fe比Pt更亲硫元素的结合规律FeS+Cu2O=FeO+Cu2SGo=(GoFeO

+GoCu2S)-(GoFeS

+GoCu2O)=[(-58.6-20.60)-(-24.0-35.4)](4186.8J/mol)=-78.71kJ/mol因此Cu比Fe更亲硫元素的结合规律根据以上亲硫性的热力学计算可以排出顺序：Ca、Mg、Al、Zr、U、Ti、Si、V、Na、Mn、Cr、K、Zn、W、Sn、Mo、Fe、Co、Ni、Pb、Cu、Bi、Pd、Hg、Ag与按电负性的顺序排列大致相同元素的结合规律（三）元素亲和性的丰度因素地球的主要阴离子：O:27.7