无机化学课件：第十五章p区元素

1、第十五章 p区元素(三)15.3 p区元素化合物性质 的递变规律15.2 稀有气体15.1 卤素教学目的2、掌握HX还原性、酸性、稳定性变化规律及其递变原因。3、掌握氯的含氧酸的酸性、稳定性的变化规律4、了解稀有气体的物理性质变化规律及用途。5、熟悉p区元素化合物的性质递变规律。1、熟悉卤素通性15.1 卤素*15.1.6 拟卤素及拟卤化物15.1.5 卤素的含氧化合物*15.1.4 卤化物 多卤化物 卤素互化物15.1.3 卤化氢或氢卤酸15.1.2 卤素单质15.1.1 卤素概述 VIIA F Cl Br I价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5电负性3.982

2、.962.663.16氧化值 -1-1，1，3，5，715.1.1 卤素概述共价半径/pm 64 99 114 133 原子得电子能力从 F到 I减弱、氧化性减弱1. 单质物理性质聚集状态 g g l sb.p./-188 -34 59 185 m.p. /-220 -102 -7 114颜色浅黄 黄绿 红棕 紫分子间力小大F2 Cl2 Br2 I215.1.2 卤素单质F2 Cl2 Br2 I2X2 氧化性：强弱 (1)氧化性顺序2.单质的化学性质2.8891.3601.07740.5345：/V)/XX(2-Cl2Br2 I2歧化：可见：氯水, 溴水, 碘水的主要成分是单质。（2）与H2O

3、反应：F2氧化剂在碱中Cl2Br2 I2 的歧化反应进行完全:(1) 制F2 (g) (2) 制Cl2 (g)实验室：工业：3. 单质的制备(3) 制Br2(4) 制 I2海藻为原料：智利硝石为原料 ：HFHClHBrHI稳定性下降酸性增大X-半径增大失去电子能力？X-还原性？分子晶体熔沸点？共价键极性?15.1.3 卤化氢常温下无色、刺激性气味、气体。HFHClHBrHI键能/kJmol-1570432366298稳定性熔、沸点*-83.57-114.18-86.87-50.80m.p./* 19.52-85.05-66.71-35.1b.p./6.373.572.761.40/(10-30

4、cm)-271.1-92.3-36.4-26.5/kJmol-1HClHF*卤化氢或氢卤酸的制备HBr、HI能否用浓硫酸制备？选用什么酸制备HBr和HI?15.1.4 卤化物 多卤化物 卤素互化物金属卤化物：非金属卤化物：均为共价型等卤素显负一价的化合物。1.卤化物：水解性：离子型共价型熔点：高低溶解性：大多易溶于水易溶于有机溶剂M(OH)n是弱碱的都易水解成M(OH)n或碱式盐。产物符合水解规律卤化物的性质：记：Sn(OH)Cl，SbOCl，BiOCl卤化物的键型、性质的递变规律： 阳离子极化力大，键型：由离子键向共价键过渡。晶体内：离子键减弱，熔沸点下降。例如： NaCl MgCl2 Al

5、Cl3 SiCl4b.p./ 1465 1412 181(升华) 57.6阴离子半径大、变形性增大、向共价键过渡程度增大，也导致熔沸点下降。例如： 离子键 共 价 型 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 b.p./ 1272 181 253 382 如： 碱金属卤化物熔沸点降低。例如： NaF NaCl NaBr NaIm.p./ 996 801 755 660 同种金属的高价卤化物共价性显著，熔沸点较低。例如： SnCl2 SnCl4 ； SbCl3 SbCl5 m.p./ 247 -33 73.4 3.5+1HXO次卤酸+3HClO2亚卤酸+5HXO3卤酸+7HXO4高卤酸15.1

6、.5 卤素的含氧化合物卤素各类含氧酸根中(X均为sp3杂化)(1) 次卤酸及其盐HClO HBrOHIO酸性减弱氧化性减弱2.810-8 2.610-9 2.410-111.495 1.341 0.983)X/XO(-1.卤素的含氧酸及其盐稳定性减弱主要反应：漂白粉 (2) 卤酸及其盐 HClO3 HBrO3 HIO3 强 强 近中强 酸性减弱重要盐：KClO3强氧化性：(与易燃物混合后，撞击爆炸着火)KClO3与C12H22O11的混合物的火焰火柴头中的氧化剂KClO3(3) 高卤酸及其盐HClO4 HBrO4 H5IO61.226 1.763 1.60都是强氧化剂，稳定性好。偏高碘酸HIO

7、4)/XO(XO34-高碘酸H5IO6最强 强 弱 酸性主要反应：KClO4稳定性好，用作炸药比KClO3更稳定。NH4ClO4：火箭推进剂主要成分。40%溶液固体电极电势：1.495 1.55 1.451.409氧化性降低(HClO2例外)(4) 氯的各种含氧酸性质的比较HClO HClO2 HClO3HClO4酸性增强稳定性增强不稳 不稳 相对稳定 稳定15.2.1 稀有气体的发现15.2 稀有气体15.2.4 稀有气体化合物15.2.3 稀有气体的存在和分离15.2.2 稀有气体的性质和用途15.2.1 稀有气体的发现 He Ne Ar Kr Xe Rn“第三位小数的胜利”18世纪90年

8、代致力于研究空气密度10年的瑞利由空气分馏发现氮密度1.2572 gL-1大于化学法制备氮的密度1.2505gL-1，后在莱姆塞的合作下终于找到了混在空气中的氩气。莱姆塞在几年的时间里，连续发现了氦、氖、氩、氪、氙几乎一整族的稀有气体，在化学元素发现史上除了戴维之外，无人能与他相比。由于他的杰出贡献，荣获了1904年的诺贝尔化学奖，另外还得到了多种荣誉和奖励。 价层电子构型：ns2np6 He 1s21894年，英国物理学家瑞利发现了Ar。1868年，简森和洛克耶尔分别观测到D3黄线，到1895年，莱姆赛和特拉弗斯鉴定为氦。1898年，莱姆赛和特拉弗斯又相继发现了氪、氖和氙。人们在研究放射性时

9、，相继发现了氡的几种同位素，直到1908年莱姆赛确定为一种新元素。1923年国际化学会议上命名为Rn。1962年，巴特列特首先合成出第一个惰性气体的化合物XePtF6， “惰性气体”也随之改名为“稀有气体”。15.2.2 稀有气体的性质和用途 He Ne Ar Kr Xe RnI1/kJmol-1 2372 2087 1527 1357 1176 1043 m.p./ -272 -249 -189 -157 -112 -71溶解度ml/kg水 8.6 10.5 33.6 59.4 108 230临界温度/K 5.25 44.5 150.9 209.4 289.7 378.1 增增增增15.2.

10、4 稀有气体化合物1.合成XePtF6 (红色晶体)思路：当时已合成 O2PtF62.空间构型价层电子对互斥理论：15.3 p区元素化合物性质的 递变规律15.3.2 p区元素的氢化物15.3.5 p区元素含氧酸盐的 溶解性和热稳定性15.3.4 p区元素化合物的氧化还原性15.3.3 p区元素的氧化物及其水合物15.3.1 p区元素的单质CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClAsH3H2SeHBrH2TeHI稳定性增强还原性减弱15.3.2 p区元素氢化物稳定性减弱酸性增强还原性增强酸性增强（元素的负价降低，与H作用力减小）以第四周期最高价氧化物对应的水合物为例：KOH Ca(OH

11、)2 Ga(OH)3 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4强碱 强碱 两性 两性偏酸 中强酸 强酸 强酸 金属性减弱、碱性减弱；非金属性增强、酸性增强15.3.3 p区元素的氧化物及其水合物氢氧化物或含氧酸，可记作： (HO)mROn例：HClO4 即 HOClO3 m=1，n=3酸性的强弱取决于羟基释放氢的难易，而羟基的释放氢又取决于羟基氧的电子密度。若羟基氧的电子密度小，易释放氢，酸性强。Pauling规则：(定性)H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 羟基氧的电子密度取决于中心原子R的电负性、半径、氧化值；非羟基氧的数目。 若 R 的电负性大、半径小、氧化值高则羟基氧电子密度小，酸性强；非羟基氧的数目多，可使羟基氧上的电子密度小，酸性强。R电负性 1.90 2.19 2.58 3.16 R半径 R氧化值非羟基氧 0 1 2 3酸性酸性 HClO4 HNO3R的电负性 3.16 3.04n(非羟基氧) 3 2所以，酸的缩和程度愈大，酸性增强。酸性 HClO HClO2 HClO3 HClO4 Cl的氧化值升高、非羟基氧数增加。酸性 H2S2O7 H2S