第7章-非金属元素

1、无机化学，高职院校化学教材的编写与编写，第七章非金属元素，国家“十二五”职业教育规划教材，高职应用化学技术专业教学资源库建设项目规划教材，知识目标：1。理解卤素、氧元素、氮元素、碳元素和硼基团的共性；2.了解氯、硫、氮、磷、硅和硼及其化合物的存在、物理性质和用途；3.掌握氯、硫、氮、磷、硅和硼及其化合物的化学性质和制备。能力目标：1 .根据非金属元素的价电子结构，推断它们的物理化学性质；2.根据非金属元素和化合物的性质，可以判断它们的用途。第一节氯及其化合物，第二节硫及其化合物，第三节氮、磷及其化合物，第四节硅及其化合物，第五节硼及其化合物，第一节氯的存在和物理性质，第三节氯及其化合物，非金属

2、元素位于元素周期表P区的右上角，都是主族元素，价电子构型为1s1-2ns2np1-6，共有22种元素，其中有9种固体材料，如砷、硼、碳、硅、磷、砷、硫、硒、碲，液态物质是Br2，其余是气体。卤素元素，包括氟、氯、溴、碘和砷，被称为a组元素。因为它们容易形成盐，所以被称为卤素，用符号X表示.钯是一种放射性元素。卤素是一种典型的非金属元素，具有很强的氧化性。价电子构型为ns2np5，普通氧化数为-1，含氧酸及其盐的正氧化数为1、3、5和7。氟的电负性最高，不能有正氧化值。按照氟氯溴碘的顺序，原子半径增大，氧化性依次降低。1.氯的存在氯在自然界中以化合态的形式存在。它主要以钠、钾、钙、镁的无机盐形式

3、存在于海水中，其中氯化钠含量最高，此外，盐湖和盐层中含有氯。2.氯的物理性质。卤素是双原子非极性分子。氯在室温下是黄绿色气体，有强烈的刺激性气味。极易液化，常温下冷至239K，常温下加压至600千帕，变成黄绿色油状液体，工业上称为“液氯”，储存在钢瓶内。氯微溶于水，氯水呈黄绿色。氯易溶于非极性溶剂，如四氯化碳和二氯化碳。氯气有毒，强烈刺激眼睛、鼻子、气管等。吸入更多的蒸汽会导致严重中毒甚至死亡。吸入氯气时，必须立即到新鲜空气处，可以吸入适量的酒精和乙醚或氨气的混合蒸气进行解毒。1.氯的存在和物理性质，氯的制备，以及工业电解盐水制备氯。2氯化钠2H2O=氢氧化钠H2 Cl2。实验室使用强氧化剂和

4、浓盐酸制备氯气。2KMnO4 16HCl(浓缩)=2kcl2mncl25c128h2mno24hcl(浓缩)=mncl2c12h2o。1.当氯与金属反应时，它可以与各种金属发生反应，但有些反应需要加热，而且反应更激烈。湿氯在加热时也会与铂和金等非常不活泼的金属发生反应。干氯不与铁反应，所以氯或液氯可以储存在钢瓶里。cuc L2=cuc 122 NAC L2=2 NAC 12 Fe 3 cl 2=2 FEC 132。氯与非金属反应时，可直接与大多数非金属元素(O2、N2和稀有气体除外)结合，反应剧烈。例如氯与硫和磷的反应。2s cl 2=S2 Cl2 SCL 2=SCL 22 P3 cl 2=2

5、pc l 32 P5 cl 2(过量)=2PCl5氯和氢的混合气体在室温下反应非常缓慢。当受到强光照射或加热时，氯和氢会立即反应并爆炸。光引起的化学反应，如H2Cl2=2HC1，被称为光化学反应。2.氯的化学性质。与H2O的反应氯气在光照下只能与水缓慢反应，释放出O2。C12H2O=氯化氢氯化氢二氯乙烷=二氯化氢氧气，因此氯水具有很强的漂白和杀菌效果。氯气的水解4.与碱反应加碱有利于氯气的水解，加碱与水解反应产生的氯化氢和氯化氢反应。Cl2 2OH-=C1-ClO-H2O(在冷条件下)3cl 26 KOH=5kcl Cl 3h2o(在热条件下)。5.卤素取代反应。从卤素的标准电极电位E(X2/

6、X-)来看，卤素在水溶液中的氧化性也按F2Cl2Br2I2的顺序变化，前面的卤素可以氧化后面卤素的阴离子。C12Br-=Br22Cl-C12I-=I22Cl-Br22I-=I22Br-氯也能氧化许多低价化合物。C12fe2=2fe32cl-cs22c12=ccl42s，1。氯化氢的物理性质(1)氯化氢是一种无色不可燃气体，有刺鼻的气味和酸味。它与空气中的水蒸气结合形成酸雾，酸雾会在空气中“冒烟”。易溶于水，产生盐酸。它可以自由地与乙醇混合并溶解在苯中。在工业上，氯化氢是用合成法制备的。在实验室中，氯化钠和浓硫酸被用来制备氯化氢。氯化钠H2SO4(浓缩)=Na2SO 4 HCl 2氯化钠H2SO

7、4(浓缩)=Na2SO 4 HCl，氯的化合物，(2)氯化氢的化学性质和热稳定性，相对稳定，加热至1000后仅轻微分解。酸性氯化氢的水溶液称为盐酸，它是一种强酸，具有酸的共性。当酸的浓度持续增加时，氯化氢分子会出现在溶液中并从溶液中逸出。液体不含水，氯化氢不导电，表明它是一种分子化合物，而不是离子化合物。商品浓盐酸含氯化氢约36.5%，密度为1.19克/立方厘米。纯盐酸无色，而工业盐酸由于氯化铁等杂质而呈黄色。还原性氯化氢和盐酸具有还原性，氯化氢可被高锰酸钾、二氧化锰、二氧化铅、K2Cr2O7等强氧化剂氧化。PBO 24 HCl=PBC L2 c 12 h2ok 2cr 2o 714 HCl=

8、2crcl 32 KCl 3c 127 H2O，2。氯含氧酸及其盐，氯可以形成四种类型的含氧酸：次氯酸、氯酸、高氯酸。这些酸是不稳定的，大多数只能存在于溶液中。如图所示，相应的盐是稳定的并且被广泛使用。(1)次氯酸及其盐，次氯酸(HClO)是通过将氯气引入水中而产生的。次氯酸无色，有刺激性。次氯酸是一种弱酸，比碳酸弱。次氯酸不稳定，在可见光下分解更快。它只存在于稀溶液中，但不能制成浓酸。2HClO=2HCl O2。因此，次氯酸具有很强的氧化性、漂白和杀菌能力。加热时，次氯酸分解成盐酸和氯酸盐。3HClO=HClO3 2HCl。因此，现在应该制备氯水，次氯酸只能通过将氯引入冷水中来获得。在氢氧化

9、钠溶液中引入氯气可以得到高浓度的次氯酸钠，次氯酸钠的稳定性大于次氯酸。次氯酸盐溶液具有氧化和漂白作用。次氯酸盐的漂白效果主要是基于次氯酸的氧化性。在工业上，氯被引入到廉价的熟石灰中来制备漂白粉，反应是：2c 123 ca(oh)2=ca(clo)2 ca(oh)2 H2O次氯酸钙在空气中长时间放置会失效。Ca(ClO)2 H2O CO2=CaCO3 2HClO漂白粉常用于漂白棉、麻、丝、纸等。漂白粉还可以消毒杀菌，漂白粉和可燃物质的混合物容易引起燃烧甚至爆炸。漂白粉有毒，吸入人体后会引起咽喉疼痛，甚至全身中毒。次氯酸盐受热时会发生歧化反应。次氯酸钠易水解，次氯酸盐溶液呈碱性。ClO- H2OH

10、ClO OH-，(2)氯酸及其盐，氯酸HClO2没有真正的酸酐。二氧化氯与碱反应产生歧化反应。2clo 22OH-=ClO-2clo 3-H2O，所以二氧化氯是氯酸和氯酸的混合酸酐。氯酸水溶液可以通过氯化钡与硫酸反应得到。Ba(二氧化氯)2 2H SO42-=BasO 4 2高氯酸(HClO2)比次氯酸略强，属中强酸。氯酸只能存在于溶液中。在氯的含氧酸中，氯酸最不稳定，也最容易分解然而，当固态亚氯酸盐被加热或撞击时，它会爆炸并立即分解。3氯化钠2=2氯化钠3氯化钠亚氯酸盐与有机物混合时容易爆炸，因此必须密封存放在黑暗的地方。亚氯酸盐水溶液稳定，具有强氧化性，可用作漂白剂。(3)氯酸及其盐类。氯

11、酸是一种强酸，其酸度接近盐酸和硝酸。氯酸比次氯酸和氯酸更稳定，但它只能存在于溶液中。氯酸也是一种强氧化剂，但其氧化能力不如次氯酸和氯酸。在蒸发和浓缩过程中，氯酸盐的浓度不应超过40，否则会有爆炸危险。氯酸根比氯酸根更稳定。氯化钾是无色透明的晶体，有毒，口服23克会致命。当氯化钾与易燃物质或有机物质如碳、硫、磷和有机物质混合时，会在撞击时剧烈爆炸，氯酸钾被广泛用于制造火柴、烟花和爆炸物。氯化钾和浓盐酸生成的二氧化氯和二氧化氯的混合物被称为优质氯。氯化钾在碱性溶液中不氧化，但在酸性溶液中是强氧化剂。碘可以代替氯酸溶液中的Cl2。2clo3-i22h=2hio3cl2氯酸钾在668K下分解为氯化钾和

12、高氯酸钾，在200左右，以二氧化锰为催化剂，可以以另一种方式分解。(4)高氯酸及其盐高氯酸可以通过高氯酸与硫酸和高氯酸钾反应得到。氯化钾H2SO4(浓缩)=氯化钾高氯酸可通过真空蒸馏分离。如果温度超过92度，它就会爆炸。高氯酸是已知酸中最强的无机含氧酸，也是氯含氧酸中最稳定的。无水高氯酸是无色透明的发烟液体，常用试剂为60%水溶液。高热的高氯酸是一种强氧化剂，遇到有机物质时会产生爆炸反应，所以储存时一定要远离有机物质，使用时要注意安全。冷稀溶液没有明显的氧化性。粘稠的氯化氢不稳定，受热分解。高氯酸钾大多为无色晶体，易溶于水，但高氯酸盐钾、铵、铯和铷的溶解度很小，高氯酸盐的稳定性比高氯酸强。固体

13、高氯酸盐是一种高温强氧化剂，用于制造强力炸药。氯化钾=二氧化硅KCl镁(四氧化三氯)2，钙(四氧化三氯)2可用作干燥剂，氯化铵可用作现代火箭推进剂。1。元素硫的存在和物理性质。硫的化学性质。含硫化合物和2。硫及其化合物。氧族元素包括氧、硫、硒、碲和钋五种元素，它们被称为一族元素。Po是一种稀有的放射性元素。除了o，其他的叫做查耳根。氧族元素的价电子构型为ns2np4。随着原子序数的增加，原子半径增加，电离能降低，电负性降低。从典型的非金属元素o和s过渡到非金属元素Se和Te，而Po是金属元素。o与大多数金属元素形成离子化合物，而S、Se和Te仅与电负性较小的金属元素形成离子化合物，与大多数非金

14、属元素形成共价化合物。氧在一般化合物中的氧化值为-2(-H2O 2中为1，OF2中为2)，而其他元素通常以正氧化态出现。从硫到碲，正氧化态化合物的稳定性逐渐增强。1.元素硫的存在硫在自然界中广泛分布，以游离态和结合态存在。游离硫存在于火山口附近或地壳岩层中。组合硫主要包括金属硫化物如黄铁矿(FeS2)、方铅矿(PbS)、黄铜矿(CuFeS2)和闪锌矿(ZnS)，以及硫酸盐如石膏(CaSO42H2O)和芒硝(Na2SO410H2O)。2.硫的物理性质元素硫，也称为硫，是一种淡黄色晶体，易碎，密度是水的两倍。硫不溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳、四氯化碳和其他溶剂。元素硫是由其天然沉积物或硫化物

15、产生的。3FeS2 12C 8O2=Fe3O4 12CO 6S从空气中分离出含有天然硫的矿石，并将其加热至硫有许多同素异形体，最常见的有正交硫、单斜硫和弹性硫。1.元素硫的存在和物理性质；1.当硫与金属反应时，它可以直接与各种金属结合形成金属硫化物。在室温下，汞也可以与硫化物结合。散布在室内的汞可以通过这种反应进行处理。S Hg=HgS金、铂和钯不能与硫化物直接结合。2.与氢反应，H2=H2S 3。与非金属反应，直接与卤素(碘除外)、氧、碳、磷等反应。以生成相应的共价化合物。只有稀有气体和元素碘、氮和碲不能与硫化物直接结合。S2=so2s3f2=sf62sc=cs2，2。硫的化学性质。与氧化性酸反应，s2hno 3=h2so 4 2 no(g)s22so 4=3so 22 H2O 5。与碱性溶液反应可以溶解在热碱液中形成硫化物和亚硫酸盐。当硫过量时，3s6naoh=2nasna2so3h2o可生成硫代硫酸盐。4S(过量)6naoh=2nasna2s2o3 3h2o硫主要用于生产硫酸，大量的硫用于橡胶硫化以增强橡胶的弹性和韧性。它在农业中用作杀虫剂，如石灰-硫磺混合物。在医学上，硫磺主要用于制作硫磺软膏来治疗一些皮肤病。硫磺也可以用来制造黑火药、火柴等。硫化氢自然界中的硫化