第6章无机化合物(第二部分)2013-12-9

1、首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页1无机化合物无机化合物第6章首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页2v 联系物质结构基础知识,了解卤化物和氧化物的熔点、 硬度等物理性质的一般规律。本章学习要求本章学习要求v 联系化学热力学基础知识和电极电势,掌握一些重要化合物 的氧化还原性质。v 联系周期系,明确氧化物及其水合物的酸碱性和卤化物水解性 的一般规律。v了解配位化合物的组成、命名。掌握配合物的配位解离平衡。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页36.16.1 氧化物和卤化物的性质氧化物和卤化物的性质6.1.16.1.1氧化物和卤化物的物理性质氧化物和卤化物的物理性质

2、1.1.氯化物的熔点、沸点氯化物的熔点、沸点氯化物氯化物是指：氯与是指：氯与电负性比氯小电负性比氯小的元素所组成的的元素所组成的二元二元化合物。化合物。氯化物的熔点和沸点大致分为三种情况： 活泼金属的氯化物如：NaCl、KCl、BaCl2等是离子晶体, 熔点、沸点较高。 非金属的氯化物如：PCl3、CCl4、SiCl4等是分子晶体，熔点、沸点都很低。 位于周期表中部的金属元素的氯化物如：AlCl3、FeCl3、CrCl3、ZnCl2等是过渡型氯化物, 熔点、沸点介于两者之间。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页4表6.1 氯化物的熔点 (单位为C)首页首页 上一页上一页 下一页下一页

3、 末页末页5IAHCl-84.9IIAIIIAIVAVAVIALiCl1342BeCl2520BCl312.5CCl476.8NCl31600ScCl3825sTiCl4136.4VCl4148.5CrCl31300sMnCl21190FeCl3315dCoCl21049NiCl2973sCuCl2933dCuCl1490ZnCl2732GaCl3201.3GeCl484AsCl3130.2SeCl4288dRbCl1390SrCl21250YCl31507ZrCl4331sNbCl5254MoCl5268RhCl2800sAgCl1550CdCl2960InCl3600SnCl4114.1S

4、bCl3283TeCl4380CsCl1290BaCl21560LaCl31000HfCl4319sTaCl5242WCl6346.7WCl5275.6ReCl4500AuCl3265sAuCl289.5dHgCl2302TlCl720PbCl4105dPbCl2950BiCl3447表6.2 氯化物的沸点(单位为C) s表示升华; d表示分解。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页63.3.氯化物应用：氯化物应用：见见p214的表的表6.3 离子型的卤化物如：NaCl、KCl、BaCl2等形成离子型氯化物，固态是典型的离子晶体。晶体中质点（正、负离子）之间存在较强的离子键，因此熔点、

5、沸点较高、稳定性好，在熔融状态可用作高温介质(盐浴剂)。 共价型的卤化物如：SiHCl3,SiCl4等形成共价型的氯化物，固态是分子晶体。晶体中质点（分子）之间存在较弱的分子之间作用力（分子间力或氢键），因此熔点、沸点较低，易挥发。 过渡型的卤化物如： MgCl2、AlCl3、ZnCl2、FeCl3等形成过渡型氯化物，固态是层状或链状结构的过渡型晶体。晶体中质点之间作用力为介于离子键和分子之间作用力之间，因此熔点、沸点也介于离子晶体和分子晶体之间。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页74.4.氧化物的熔点、沸点氧化物的熔点、沸点 金属性强的元素的氧化物是离子型化合物，如：Na2O、M

6、gO。 固态时是离子晶体，熔点、沸点都较高。 大多数非金属氧化物是共价型化合物，如：CO2、N2O5、SO2。 固态时是分子晶体，熔点、沸点低。 特殊：SiO2等则是原子晶体。质点之间的作用力是共价键，熔点、沸点高，硬度大。 金属性较弱的元素的氧化物属过渡型化合物。固体是过渡型晶体。 其中：低价态的氧化物偏向离子晶体或原子晶体，熔点、沸点较高，硬度较大。如：Cr2O3、 Fe2O3、Al2O3 高价态的氧化物偏向分子晶体，熔点、沸点较低。如：V2O5、 CrO3、MoO3。氧化物是指：氧与电负性比氧要小的元素形成的二元化合物。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页8氧化物的氧化物的应用

7、：应用： 一些一些离子型氧化物晶体，由于具有熔点高、硬离子型氧化物晶体，由于具有熔点高、硬度大、对热稳定性高的共性，工程中常可用作磨料、耐火材料度大、对热稳定性高的共性，工程中常可用作磨料、耐火材料及耐高温无机涂料等。及耐高温无机涂料等。同价态的同价态的金属氧化物金属氧化物的熔点比金属氯化物的熔点要高的熔点比金属氯化物的熔点要高。 例例如：如：MgOMgCl2; Al2O3AlCl3; Fe2O3 FeCl3; CuOCuCl2。同一金属元素的同一金属元素的低价态氯化物的熔点比高价态氯化物的熔点要高低价态氯化物的熔点比高价态氯化物的熔点要高 例例如：如：FeCl2 FeCl3; SnCl2Sn

8、Cl4。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页9 铁有多种氧化态的氧化物，如：铁有多种氧化态的氧化物，如：氧化铁氧化铁FeO：黑色粉末。碱性。不溶于水溶于酸。空气中易被氧化：黑色粉末。碱性。不溶于水溶于酸。空气中易被氧化 制备反应：制备反应： FeC2O4 = FeO + CO + CO2 (在隔绝空气条件下加热草酸铁在隔绝空气条件下加热草酸铁)三氧化二铁三氧化二铁Fe2O3：棕红色或黑色粉末。两性。不溶于水。：棕红色或黑色粉末。两性。不溶于水。 可用作颜料，催化剂等。可用作颜料，催化剂等。 制备反应：制备反应： 2FeSO4 = Fe2O3 + SO2 + SO3 2FeS2 + 7

9、O2 + 2H2O = 2FeSO4 + 2H2SO4四氧化三铁四氧化三铁Fe3O4：黑色晶体。具有很好的磁性，称：黑色晶体。具有很好的磁性，称“磁性氧化铁磁性氧化铁” 是磁铁矿的主要成分。实际上是是磁铁矿的主要成分。实际上是+3和和+2氧化态铁的混合物。氧化态铁的混合物。 导电性强，用作录音磁带和电讯器材等。导电性强，用作录音磁带和电讯器材等。5 5. .铁铁的的氧化物氧化物首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页102 2、氧化物及其水合物的酸碱性、氧化物及其水合物的酸碱性 根据氧化物对酸、碱的反应的不同可将氧化物分成酸性酸性氧化物氧化物、碱性碱性氧化物氧化物、两性两性氧化物氧化物和

10、不成盐不成盐氧化物氧化物四类。 能与碱反应生成盐的是酸性酸性氧化物氧化物。如：SO3, CO2, N2O5, CrO3, Mn2O7等。常见为：大多数非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧化物。 能与酸反应生成盐的是碱性氧化物碱性氧化物。如：MgO, Na2O, Ag2O, FeO等。常见为：大多数金属氧化物。 既能与酸反应生成盐又能与碱反应生成盐的是两性氧化物。两性氧化物。如：Al2O3, ZnO, Cr2O3, As2O3, PbO, SnO, SnO2等。常见为：一些金属氧化物和少数非金属氧化物 既不能与酸反应生成盐又不能与碱反应生成盐的是不成盐氧化不成盐氧化物物。如：CO, NO, N2O

11、等。6.1.6.1.2 2 一些重要化合物的化学一些重要化合物的化学性质性质 首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页11氧化物的水合物化学式：氧化物的水合物化学式：氧化物的水合物可用一个简化通式 R(OH)x来表示,其中x为元素R的氧化值。 对于碱性的氧化物的水合物称氢氧化物，化学式：R(OH)x。如：如：Mg(OH), NaOH, Cu(OH)2等。 对于酸性的氧化物的水合物称含氧酸，化学式：HxROx。如：如：H3BO3, HClO等。 当R的氧化值较高并且易脱水的含氧酸，常用HnROm+n表示。如：如：HNO2, HNO3, H2SO3, H2SO4, HClO4等。 首页首页

12、上一页上一页 下一页下一页 末页末页12氧化物及其水合物的酸碱性在周期系中的递变规律氧化物及其水合物的酸碱性在周期系中的递变规律从热力学角度分析：从热力学角度分析：比较与水反应生成酸或生成碱的反比较与水反应生成酸或生成碱的反映能力映能力G值。值。(即：即：ka或或kb值值)从结构角度分析：从结构角度分析： 对于组成为：对于组成为：R(OH)x化化合物：合物： 酸碱性强弱与酸碱性强弱与“HOR”中中羟基氧羟基氧“O” 的电子密度的电子密度有关。有关。 当当R的氧化的氧化 值值Z越高越高，R吸电子能力越强，吸电子能力越强，氧氧“O”原子的电子密度越小，酸性越强、碱性越弱；原子的电子密度越小，酸性越

13、强、碱性越弱； 当当R的半径的半径r越小越小，R吸电子能力越强，吸电子能力越强，氧氧“O”原子原子的电子密度越小，酸性越强、碱性越弱。的电子密度越小，酸性越强、碱性越弱。例如：例如： LiOH(碱性碱性), Be(OH)2(两性两性), H3BO3(弱酸弱酸), Mg(OH)2 (碱性碱性), Al(OH)3(两性两性)，H4SiO4(酸性酸性)。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页13酸性强弱与酸性强弱与“HOR=O”中中羟基氧羟基氧“O” 的电子密度的电子密度有关。有关。m Ka1 例如例如 0 10-7 弱酸弱酸 HClO H3BO31 10-2 中强酸中强酸 HClO2 H2

14、SO3 HNO2 H3PO42 103 强酸强酸 HClO3 H2SO4 HNO33 108 很强酸很强酸 HClO4对于组成为：HnROm+n 的化合物： 化学式可写成ROm(OH)n形式。m：非羟基氧原子数首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页14氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律：氧化物及其水合物的酸碱性强弱的一般规律： 周期系各族元素最高价态的氧化物及其水合物周期系各族元素最高价态的氧化物及其水合物 从左到右(同周期)：酸性增强，碱性减弱 自上而下(同族)：酸性减弱，碱性增强常见的两性氢氧化物：Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3, Be(OH)2, Pb(O

15、H)2, Sn(OH)2, Sn(OH)4氧化物的水合物的酸性或碱性与氧化物是一致的。氧化物的水合物的酸性或碱性与氧化物是一致的。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页15碱碱性性增增强强IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA酸酸性性增增强强酸性增强酸性增强LiOH(中强碱中强碱)NaOH(强碱强碱)KOH(强碱强碱)RbOH(强碱强碱)CsOH(强碱强碱)Be(OH)2(两性两性) Mg(OH)2(中强碱中强碱)Ca(OH)2(中强碱中强碱)Sr(OH)2(中强碱中强碱)Ba(OH)2(强碱强碱)H3BO3 (弱酸弱酸) Al(OH)3 (两性两性) Ga(OH)3 (两性两性)

16、 In(OH)3 (两性两性) Tl(OH)3 (弱碱弱碱) H2CO3 (弱酸弱酸) H2SiO3 (弱酸弱酸) Ge(OH)4 (两性两性) Sn(OH)4 (两性两性) Pb(OH)4 (两性两性) HNO3 (强酸强酸) H3PO4 (中强酸中强酸) H3AsO4 (弱弱酸酸) HSb(OH)4 (弱弱酸酸) H2SO4 (强酸强酸) H2SeO4 (强强酸酸)H2TeO4 (弱弱酸酸) HClO4 (超强酸超强酸) HBrO4 (强强酸酸)H5IO6 (强强酸酸)碱性增强碱性增强表6.8 氧化物及水合物的酸碱性首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页16高卤酸卤酸： HClO4

17、 HBrO4 H5IO6酸性： 最强 强 弱卤酸卤酸： HClO3 HBrO3 HIO3酸性： 强 强 近中强 次卤酸次卤酸： HClO HBrO HIO3.410-8 210-9 110-11弱酸( )K aVA族族：N2O3, P2O3( 酸性 ); As2O3, Sb2O3(两性); Bi2O3(碱性)首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页17副族元素氧化物水合物的酸碱性副族元素氧化物水合物的酸碱性1. 最高氧化态氧化物的水合物最高氧化态氧化物的水合物碱碱性性 IIIB IVB VB VIB VIIB Sc2O3 TiO2 V2O5 CrO3 Mn2O7Sc(OH)3 Ti(OH

18、)4 HVO3 H2CrO4 (或或H2Cr2O7) HMnO4 碱性碱性 两性两性 弱酸弱酸 中强酸中强酸 强酸强酸Y(OH)3 H2MoO4 弱酸弱酸La(OH)3 H2WO4 弱酸弱酸 酸性酸性酸性酸性副族规律与主族相同副族规律与主族相同首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页18HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中强酸强酸极强酸酸性增强Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4碱弱碱两性弱酸强酸酸性增强CrOCr2O3CrO3碱性两性酸性酸性增强 同一元素形成不同价态的氧化物及其水合物：同一元素形成不同价态的氧化物及其水合物：高价态的酸性比低

19、价的态强；低价态的碱性比高价的态强。首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页19（1）非金属氯化物）非金属氯化物 大多数非金属氯化物与水大多数非金属氯化物与水发生水解反应发生水解反应生成非金属生成非金属含氧酸含氧酸和和盐酸盐酸。除少数CCl4、CF4、 NF3等不水解外，高价态氯化物与水发高价态氯化物与水发生生完全水解反应完全水解反应。 例：例：BCl3 + 3H2O = H3BO3+ 3HCl SiCl4+ 3H2O = H2SiO3+ 4HCl （可用氨水检漏）（可用氨水检漏）3 3、氯化物与水的作用氯化物与水的作用水解反应定义水解反应定义： MA溶于水后，若溶于水后，若M+离子或离

20、子或A-离子能与离子能与OH-或与或与H+生成弱电解质生成弱电解质，或生成沉或生成沉淀淀，或生成气体或生成气体，破坏了水的解离平衡破坏了水的解离平衡，即发生了水解反应。，即发生了水解反应。氯化物发生水氯化物发生水解的结构条件解的结构条件： 具有正电荷的中心原子：外层必须具有正电荷的中心原子：外层必须有空的价轨道有空的价轨道。 电荷越高，水解越完全；半径越小，水解越完全。电荷越高，水解越完全；半径越小，水解越完全。 PCl5 + 5H2O = H3PO4 + 5HCl （ 烟雾弹）烟雾弹）首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页20ZnCl2H2O = Zn(OH)ClHCl 氯化锌的浓溶液氯化锌的浓溶液具有显著的酸性，能溶解金属氧化物具有显著的酸性，能溶解金属氧化物(FeO 等等)，用于金属焊接。称，用于金属焊接。称“熟镪水熟镪水”。（2 2）不太活泼金属的氯化物）不太活泼金属的氯化物 镁、锌、铁等的氯化物与水发生镁、锌、铁等的氯化物与水发生部分水解反应部分水解反应，生成生成金属碱式盐金属碱式盐和和盐酸盐酸。使