浙江省高中化学夏令营：p区元素（一）课件苏教版.ppt

p区元素 一 3碳族元素 2硼族元素 1p区元素概述 1p区元素概述 第二周期元素具有反常性 只有2s 2p轨道 形成配合物时 配位数最多不超过4 第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能 kj mol 1 e n n 159e o o 142e f f 141e p p 209e s s 264e cl cl 199 p区元素性质的特征 各族元素性质由上到下呈现二次周期性 第四周期元素表现出异样性 d区插入 例如 溴酸 高溴酸氧化性分别比其他卤酸 hclo3 hio3 高卤酸 hclo4 h5io6 强 最后三种元素性质缓慢地递变 k ca2 ga3 ge4 as5 r pb sr2 in3 sn4 sb5 r pm148113817162cs ba2 tl3 pb4 bi5 r pm169135958474 d区 f区插入 价电子构型 ns2np1 5例如 氯的氧化值有 1 3 5 7 1 0等 惰性电子对效应 同族元素从上到下 低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定 多种氧化值 例如 si ii pb iv 价电子结构分别为 xe 6s2 xe 电负性大 形成共价化合物 2硼族元素 2 4铝的化合物 2 3硼的化合物 2 2硼族元素的单质 2 1硼族元素概述 2 1硼族元素概述 硼族 a b al ga in tl价电子构型 ns2np1缺电子元素 价电子数 价层轨道数缺电子化合物 成键电子对数 价层轨道数例如 bf3 h3bo3 注意 hbf4不是缺电子化合物 缺电子化合物特点 b 易形成双聚物al2cl6 a 易形成配位化合物hbf4 硼族元素的一般性质 b为非金属单质 al ga in tl是金属氧化态 b al ga 3 in 1 3 tl 1 最大配位数 b 4例 hbf4其它 6例 na3alf6 2 2硼族元素的单质 硼的单质 同素异形体 无定形硼 晶形硼棕色粉末 黑灰色化学活性高 硬度大熔点 沸点都很高 菱形硼 b12 原子晶体 2 3硼的化合物 1 硼的氢化物硼烷分类 bnhn 4和bnhn 6例 b2h6b4h10乙硼烷丁硼烷有ch4 但无bh3最简单的硼烷 b2h6其结构并非如右图所示 硼烷的结构 b 利用sp3杂化轨道 与氢形成三中心两电子键 氢桥 记作 要点 b的杂化方式 三中心两电子键 氢桥 b4h10分子结构 硼烷的性质 自燃 高能燃料 剧毒 水解 含硼化合物燃烧火焰呈现绿色 加合反应 被氯氯化 三氧化二硼b2o3 制备 原子晶体 熔点460 c无定形体 软化 2 硼的含氧化合物 结构 性质 偏硼酸 原 硼酸 xb2o3 yh2o多硼酸 b sp2杂化 硼酸h3bo3结构 性质 一元弱酸 固体酸 与多羟基化合物加合 受热易分解 5 8 10 10 硼砂 硼酸根的结构 性质 构成缓冲溶液ph 9 24 20 水解呈碱性 与酸反应制h3bo3 脱水 硼砂珠实验 3 硼的卤化物 bx3结构 b sp2杂化 bx3性质 水解 4 氮化硼 bn与c2是等电子体 性质相似 bn有三种晶型 无定型 类似于无定型碳 六方晶型 类似于石墨 作润滑剂 立方晶型 类似于金刚石 作磨料 1 氧化铝和氢氧化铝氧化铝 al2o3 al2o3 刚玉 硬度大 不溶于水 酸 碱 al2o3 活性氧化铝 可溶于酸 碱 可作为催化剂载体 2 4铝的化合物 红宝石 cr3 蓝宝石 fe3 cr3 黄玉 黄晶 fe3 有些氧化铝晶体透明 因含有杂质而呈现鲜明颜色 在碱性溶液中存在 al oh 4 或 al oh 6 3 简便书写为 氢氧化铝 al oh 3 2 铝的卤化物 离子晶体分子晶体分子晶体 熔点低 易挥发 易溶于有机溶剂 易形成双聚物 水解激烈 alf3alcl3albr3ali3 离子键共价键 用干法合成alcl3 潮湿空气中的alcl3 遇nh3生成nh4cl 白烟为nh4cl 3 铝的含氧酸盐 硫酸铝 al3 易水解 10 5 03 al h2o 6 3 al oh h2o 5 2 h 铝钾矾 明矾 al3 的鉴定 在氨碱性条件下 加入茜素 茜素 3碳族元素 3 5锡 铅的化合物 3 4硅的化合物 3 3碳的化合物 3 2碳族元素的单质 3 1碳族元素概述 3 1碳族元素概述 价电子构型 ns2np2 最大配位数 单质可形成原子晶体 金属晶体 碳族 iva c si ge sn pb 存在形式 碳 金刚石 石墨 煤 石油 天然气 碳酸盐 co2 硅 sio2和各种硅酸盐 锗 硫银锗矿4ag2s ges2 硫铅锗矿2pbs ges2 锡 锡石sno2 铅 方铅矿pbs 白铅矿pbco3 锡石sno2 方铅矿pbs 3 2碳族元素的单质 碳单质的同素异形体 金刚石 原子晶体 硬度最大 熔点最高 石墨 层状晶体 质软 有金属光泽 足球烯或富勒烯 球碳 c60 c70等 c60是1985年用激光轰击石墨作碳的气化实验时发现的 c60是由12个五边形和20个六边形组成的32面体 碳纤维 石墨 sp2杂化 金刚石 sp3杂化 足球烯 富勒烯 c60 sp2杂化 硅单质有无定形体和晶体两种 其晶体类似金刚石 锗单质是灰白色金属 硬而脆 结构类似于金刚石 锡单质有三种同素异形体 铅单质 质软 能阻挡x射线 可作电缆的包皮 核反应堆的防护屏 3 3碳的化合物 结构 co 6 8 14e 与n2 2 7 14e 是等电子体 结构相似 一个 键两个 键 1 碳的氧化物一氧化碳 co 性质 作配位体 形成羰基配合物fe co 5 ni co 4 co2 co 8其中c是配位原子 还原剂 剧毒 2 二氧化碳 co2 经典的分子结构 o c o co2中 碳 氧之间键长116pm c sp杂化 固体二氧化碳干冰 3 碳酸及其盐 co2溶于水 大部分co2 h2o 极小部分h2co3 co32 的结构 co32 6 3 8 2 32e 与bf3 5 3 9 32e 为等电子体 c sp2杂化 碳酸及其盐的热稳定性 h2co3 mhco3 m2co3 同一族金属的碳酸盐稳定性从上到下增加beco3mgco3caco3srco3baco3分解t 10054090012901360 过渡金属碳酸盐稳定性差caco3pbco3znco3feco3分解t 900315350282价电子构型8e 18 2 e 18e 9 17 e 离子极化观点 r m2 愈小 m2 极化力愈大 mco3愈不稳定 m2 为18e 18 2 e 9 17 e 构型相对于8e 构型的极化力大 其mco3相对不稳定 碳酸盐的溶解度 易溶盐 na2co3nahco3k2co3khco3100 溶解度451615660 g 100gh2o 其它金属 含li 碳酸盐难溶于水 且酸式盐溶解度大于正盐 氢键存在 形成二聚物或多聚物 可溶性碳酸盐与金属离子作用的产物类型 水溶液中存在碳酸盐的水解 氢氧化物碱性较强的金属离子与之反应生成碳酸盐沉淀 例如 ba2 sr2 ca2 和ag 等 金属离子加入可溶性碳酸盐时 生成沉淀的类型 氢氧化物碱性较弱的金属离子与之反应生成碳酸羟盐 碱式碳酸盐 沉淀 例如 pb2 bi3 cu2 cd2 zn2 hg2 co2 ni2 和mg2 等 水解性强 两性的金属离子与之反应生成氢氧化物沉淀 例如 al3 fe3 cr3 sn2 sn4 和sb3 等 3 4硅的化合物 1 硅的氧化物无定型体 石英玻璃 硅藻土 燧石晶体 天然晶体为石英 属于原子晶体纯石英 水晶含有杂质的石英 玛瑙 紫晶 水晶 石英盐 黑曜石 紫晶 缟玛瑙 玛瑙 si采用sp3杂化轨道与氧形成硅氧四面体 硅氧四面体 二氧化硅 结构 性质 与碱作用 与hf作用 2 硅酸及硅酸盐 性质 制备 浸透过cocl2的硅胶为变色硅胶 可溶性 na2sio3 水玻璃 k2sio3不溶性 大部分硅酸盐难溶于水 且有特征颜色 硅酸盐 水中花园 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 4 硅的卤化物six4 sif4sicl4sibr4sii4聚集态glls 氟硅酸 水解 5 硅的氢化物 硅烷sinh2n 2 性质 最简单的硅烷 sih4 甲硅烷 自燃 水解 强还原性 热稳定性差 金刚砂 sic 3 5锡 铅的化合物 1 锡 铅的氧化物和氢氧化物 hno3或hac h 放置 h sn ii 的还原性 sn2 hg2 的相互鉴定 鉴定bi3 的反应 pb iv 的氧化性 四氧化三铅 pb3o4 铅丹 鲜红色可看作 三氧化二铅 pb2o3 橙色可看作 pbo pbo2氧化铅 pbo 橙黄色 pb的其他氧化物 pbo2受热分解 小结 氧化性减弱 酸性增强 碱性增强 还原性减弱 碱性增强 酸性增强 sn oh 4 pb oh 4pbo2 sn oh 2 pb oh 2 2 锡 铅的盐类 水解 铅白 少数可溶 pb no3 2 pb ac 2 弱电解质 有甜味 俗称铅糖 铅的可溶性化合物都有毒 多数难溶 溶解性 pbcro4溶于过量的碱