分析化学-第十一章p区元素ppt课件

1、第十一章 p 区元素一 p 区非金属元素卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、硼的单质、含氧酸、含氧酸盐及其它常见化合物的构造和根本性质 二 p 区金属元素铝、铅、锡、铋的单质、氧化物及其它常见化合物的构造和根本性质 11.1 p 区非金属元素区非金属元素HeBCNOFNeSiPSClArAsSeBrKrTeIXeAtRn1含氧酸盐的构造及含氧酸的酸性含氧酸 HXOHXO2HXO3HXO4（H5IO6)X 氧化态+1+3+5+7命名次卤酸亚卤酸（正）卤酸高卤酸X 的杂化轨道sp3sp3sp3sp3(sp3d2)含氧酸盐的构造HOCl 键，1.67 A HOCl 键，1.64 A Od-p 键HOCl

2、键，1.57 A Od-p 键O 键HOCl 键，1.50 A OOOOClOOO4 sp3 p 键，2 d p 离域 键2含氧酸酸性强弱规律包括其它元素的含氧酸非羟基氧数目分子式酸性强弱（Ka）例 ( Ka )0(HO)mR弱(105 1010)HOCl (HO)3B 1(HO)mRO中强(102 104)(HO)ClO(HO)2SO 2(HO)mRO2强(101 103)HOClO2 (HO)2SO2 3(HO)mRO3极强 (103)HOClO3HOMnO3PO43, SO42， SiO44， SiF4， ClO4 为等电子体。等电子体的电子数，原子数相等，构造中键型一样、构型一样。例如

3、，以上原子团的空间构型均为四面体，构造中存在四个 键和两个 d p 键85OYOOOHNO2 HNO3H2SO3 H2SO4 HClO HClO2 HClO3 HClO4 强 弱弱 强HClO + H+ + e Cl2 + H2O E = 1.611 VClO3 + 6H+ + 5e Cl2 + 3H2O E = 1. 47 VClO4 + 8H+ + 7e Cl2 + 4H2O E = 1. 39 V3卤化氢、氢卤酸和卤化物卤化氢，HX，溶于水构成氢卤酸。除氢氟酸外，其他都是强酸卤离子，特别是 F 和 Cl ，具有较强的配位才干，能与多种金属离子构成配位化合物，如： AlF63 FeF63

4、FeCl63 PtCl62 PbCl42 PbCl42 HgBr42 HgI424卤素的生理功能简介 F Cl Br I都是必需元素5 Cl, Br, I 的分别检出Cl Br I Fe3+CCl4AgNO3 NH3H2O ( 6M ) Ag(NH3)2+ Ag(NH3)2+HNO3 Zn 粉末 Cl2, CCl4 分子轨道能级表示图a和分子轨道图bO2 分子轨道和原子轨道能量关系1s1s2s2s2px2s2py 2pz2px 2py 2pzs1s1*s2s2*xp2xp2yp2zp2*2yp*2zpH2OOHHH2COCHHOCOCOSO2SOO43局域 键过氧化物，如 H2O2111.59

5、4.8其它如 Na2O2 等 超氧化物，如 KO2，NaO2 ,这些化合物都不稳定 4KO2 (NaO2) + 2CO2 2K2CO3 (Na2CO3) + 3O2 臭氧化物，如 KO3，NaO3，这些化合物也不稳定 O+2 ( 氧化数+2 )： OF2 O+2O2 + PtF6 O PtF (深红色) +26氧化复原氧化复原 HO + H2O + 2e 3OH E = 0.878V2 O2 + H2O + 2e HO + OH E = 0.08V2H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O E = 1.776V O2 + 2H+ + 2e H2O2 E = 0.695V酸性介质酸性介质碱性介质

6、碱性介质 2IO3 + 5H2O2 + 2H+ = I2 + 5O2 + 6H2O I2 + 5H2O2 = 2IO3 + 4H2O + 2H+ IO3 + 6H+ + 5e I2 + 3H2O E = 1.20V 例 I2 和 H2O2 的振荡反响弱酸性弱酸性2H2O2 H+ + HOKa1 = 1.61012Ka2 = 11025H2O2 的鉴定的鉴定在酸性介质中，H2O2 与 Cr2O72 反响，生成蓝色 CrO5， CrO5 溶于乙醚Cr2O72 + 4H2O2 + 2H+ 2H2CrO6 + 3H2OCrO5 + H2O乙醚( C2H5 )2OCrO5自然界中的单质硫有斜方硫和单斜硫

7、两种同素异形体，它们之间可以相互转化S斜方 S单斜 95.6CS8 分子SOOOHHOH2SO4硫酸S+6H2SO3亚硫酸S+4SOOHHOH2S2O3硫代硫酸S+2H2S2O7焦硫酸S+6SOSOHHOSOOOHOSOOOHH2S2O8过二硫酸S+7H2SnO6连硫酸S+5+SOOOHOSOOOH O53SOO SxHOSOOOH ( x = 0 4 )多硫酸SOSOHHOSOSOHHOSOSOHHOSOSOHHOOSOSOSOOOOOOS3O9 (SO3)3SO2 和 SO32 中硫为 +4 价，因此既有氧化性，又有复原性。但主要表现为复原性SO2 + 2H2S 3S + 2H2O 氧化性

8、2SO2 + O2 2SO3 复原性Cr2O72 + 3SO32 + 8H+ 2Cr3+ + 3SO42 + 4H2O 复原性(1). 复原性2S2O32+ + I2 S4O62 + 2I (2). 配位才干Ag+ + 2S2O32 (过量) Ag(S2O3)23MSSOOOSSOOOM(3). 遇酸分解例： Na2S + (x-1)S Na2SxNa2Sx + 2H+ 2Na+ + (x-1)S + H2S(1). 多硫化物遇酸分解(2). 多硫化物具有弱氧化性 S + 2e 2S2 E = 0.48V22 SnS + S SnS (硫代锡酸盐)22231NH3 的性质NH3 中，N 原子有

9、一对孤对电子，可以与具有空轨道的分子或者离子加合，构成加合物或配位化合物如 NH3 与 BF3 的加合NHHHBFFF+BFFFNHHH其他的例子如：Ag(NH3)2+， Cu(NH3)42+ 等4NH3 + 5O2 6H2O + 4NO催化剂4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O2NH3 + 3X2 N2 + 6HX3Mg + 2NH3 Mg3N2 + 3H23Ag2O + 2NH3 3H2O + 2Ag3NHgCl2 + 2NH3 HgNH2Cl (s,白) + NH4ClHg(NO3)2 + 2NH3 HgNH2NO3(s,白) + NH4NO3 2 NH4+ (铵盐)的性质铵盐普通

10、都易溶于水，只需少数难溶，如 NH4MgPO4 。在定性分析中， NH4MgPO4 用于检验 PO43 的存在。铵盐容易分解，受热时分解速度加快。根据阴离子的氧化性不同、热分解温度不同，分解产物不同自学3 氮的含氧酸及其盐硝酸和硝酸根的构造NOOOH130122 pm1153(sp2-px) + 43NOOO120124 pm3(sp2-px) + 64硝酸的氧化性A. 介质的影响NO3 + Al + OH NH3 + Al(OH)4 NO3 + Zn + OH NH3 + Zn(OH)42B. 反响物复原性的影响HNO3(浓) + C CO2 + NOHNO3(浓) + S H2SO4 +

11、NO2HNO3(浓) + Sn(Sb,Mo,W) SnO2(Sb2O5 ,MO3,WO3)xH2O + NO2 C. 硝酸浓度的影响 ( 12 mol/dm3) NO2 为主 M + HNO3 (6-8 mol/dm3) NO 为主 (2 mol/dm3) N2O 为主M(活泼) + HNO3 (1000+18碳酸盐阳离子半径(nm)分解温度()MgCO30.065540CaCO30.099900SrCO30.1131290BaCO30.1351360 =Zr2天然硅化合物主要有 SO2 和硅酸盐。 SO2 可溶于 NaOH 或者 Na2CO3 溶液，生成可溶性硅酸盐。所以，和溶液不能用玻璃容

12、器，尤其不能用磨口玻璃容器盛装。SO2 可溶于氢氟酸，生成气态 SiF4，因此可以用氢氟酸在玻璃上雕花SO2 + 4HF SiF4 + 2H2O原硅酸 H4SiO4SiOHOHOHHO原硅酸制备反响 SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4HCl原硅酸可溶于水，但很容易聚合生成多硅酸。多硅酸的分子量普通很大，普通表示为 x SiO2 y H2OSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOH

13、OHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOHSiOHOHHOOH原硅酸失去一个水分子，得到偏硅酸 H2SiO3多硅酸在 300C 时脱水活化得到硅胶，是一种常见的枯燥剂乙硼烷 B2H6BHHBHHHH硼的氧化物和含氧酸B2O3 是硼酸 H3BO3 的酸酐B2O3 + 3H2O 2H3BO3H3BO3 是弱酸，在水溶液中电离，Ka = 5.81010 H3BO3 H+ + H2BO3硼酸的反响A. 脱水H3BO3 HBO2 + H2O100C4HBO2 H2B4O7 + H2O140C160 C四硼酸B. 酯化反响，如H3BO3 + 3C2H5OH

14、 (C2H5O)3B + 3H2O H2SO4 11.2 p 区金属元素区金属元素一. 铝单质铝为轻金属，在航空工业中具有广泛的用途。在化学反响中，单质铝表现出强的复原性4Al + 3O2 2Al2O3 2Al + 2OH + 6H2O 2Al(OH)4 + 3H2 3MnO2 + 4Al 3Mn + 2Al2O3 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 氧化铝、氢氧化合物是典型的两性化合物Al2O3 + 2OH + 3H2O 2Al(OH)4Al(OH)3 + OH Al(OH)4Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2OAl(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2OAlCl3 是缺电子化合物，容易构成二聚体，与 B2H6 具有类似的构造二. 锡Sn(OH)2 是两性化合物Sn(OH)2 + 2H+ 2H2O + Sn2+Sn(OH)2 + OH Sn(OH)3Sn2+ 是很强的复原剂，如：三. 铅铅属于重金属，由于对射线有较强的吸收，所以常用于辐射防护，防止如 x 射线、 射线等对人体的损伤Pb(OH)2 具有两性，可溶于酸，也可溶于碱Pb(OH)2 + 2H+ 2H2O + Pb2+Pb(OH)2 + OH Pb(OH)3PbO2 在酸性溶液中具有强氧化性，复原产物具有与Hg原子一样的封锁饱和构造4s24p64d