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文档简介
第十章s区和p区元素s区元素A族(碱金属):锂、钠、钾、铷、铯、钫A族(碱土金属):铍、镁、钙、锶、钡、镭第一节s区元素一、碱金属和碱土金属的通性最外层电子排布化合价熔、沸点硬度密度还原性碱金属ns1+1较低较小很强(大)碱土金属ns2+2较高较大很强(小)碱金属和碱土金属的一些性质比较第十章s区和p区元素s区元素A族(碱金属):锂、钠、1二、碱金属和碱土金属的化合物1、氢化物2M+H2=2MH(M=碱金属)
M+H2=MH2(M=Ca、Sr、Ba)氢化物均为白色盐状的离子晶体,其中含有的离子为H-离子。它们都是强还原剂和优良的氢气发生剂。NaH+H2O=NaOH+H2CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2二、碱金属和碱土金属的化合物1、氢化物NaH+H2O22、氧化物(1)普通氧化物
a制备碱金属:Na2O2+2Na=2Na2O2KNO3+10K=6K2O+N2★Li+O2=Li2O
燃烧△碱土金属:CaCO3=CaO+CO22Sr(NO3)2=2SrO+4NO2+O2
△2Mg+O2=2MgO燃烧
b与水反应:M2O+H2O=2MOH(M=碱金属)2MO+H2O=2M(OH)2(M=碱土金属)
★同主族A和A族元素随着原子序数的递增,其氧化物与水反应的能力依次增大。2、氧化物(1)普通氧化物燃烧△碱土金属:CaCO3(2)过氧化物
过氧离子:O22-[—O—O—]2-
bBaO2+H2SO4=H2O2+BaSO4(H2O2的实验室制法)
aNa2O2+2H2O=H2O2+2NaOH
Na2O2+H2SO4=H2O2+Na2SO42H2O2=
2H2O+O2
2Na2O2+CO2=Na2CO3+O2a
s,sp区金属氢氧化物在空气中与CO2反应生成碳酸盐。b同族,这些氢氧化物碱性自上而下递增。如:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH3氢氧化物(2)过氧化物bBaO2+H2SO4=H44、重要的盐类(1)碳酸盐
NaHCO3:俗称小苏打,水溶液呈弱碱性;常用于治疗胃酸过多和酸中毒;也可作制酸剂。CaCO3:石灰石,大理石的主要成分,也是中药珍珠、钟乳石、海壳的主要成分。(2)硫酸盐Na2SO4.10H2O:俗称芒硝,易风化脱水,可作为缓泻剂。Na2SO4:中药上称玄明粉,易潮解,可作为干燥剂、缓泻剂。NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2碱土金属碳酸盐(BeCO3除外)可以发生如下反应:
MCO3+H2O+CO2M2++2HCO3-
(M=Ca、Sr、Ba)4、重要的盐类(1)碳酸盐CaCO3:石灰石,大理5(3)氯化物
氯化钙氯化钡氯化钠氯化钾CaSO4.2H2O:俗称生石膏,内服有清热泻火的功效。CaSO4.H2O:俗称烧石膏、煅石膏、熟石膏,具有解热消炎的作用。
MgSO4.7H2O:俗称泻盐,内服作缓泻剂和十二指肠引流剂。
BaSO4:也叫重晶石,医学上常用于胃肠道X射线造影检查。2CaSO4.2H2O=CaSO4.H2O+3H2O△(3)氯化物CaSO4.2H2O:俗称生石膏,内服有清热6第二节p区元素p区元素包括A,VA,VA,VA,VA,VA族共31种元素。卤族元素一卤族元素的通性
—F、Cl、Br、I、At第二周期元素–F的特殊性1.主要氧化数:F无正氧化数
2.分解水:F2氧化H2O
3.卤化物的稳定性:氟化物最稳定第二节p区元素p区元素包括A,VA,VA,7基本性质FClBrI价层电子结构
ns2np5
主要氧化数-1,0-1,0,+1,+3,+5,+7分子解离能/kJ·mol154.8239.7190.16148.95溶解度/(g/100gH2O,293K)分解水0.7323.580.029原子半径/pm6499114133X-离子半径/pm136181196216第一电离势/kJ·mol-1
1682125111401008第一电子亲和势/kJ·mol-1322349325295电负性(Pauling)3.983.162.962.66X-的水合能/kJ·mol-1
-507-368-335-293φØ(X2/X-)/V2.871.361.070.535卤素元素的基本性质基本性质FClBrI价层电子结构8二化合物1卤化氢和氢卤酸(1)卤化氢均为无色且具有刺激性气味的气体。
熔、沸点:HCl<HBr<HI,HF异常(分子间氢键)
热稳定性:HF>HCl>HBr>HI
2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2+2H2O8HI+H2SO4(浓)=4I2+H2S+4H2O(3)特殊反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O◆氢氟酸不宜贮存于玻璃器皿中,应盛于塑料容器里。(2)氢卤酸都是强酸(氢氟酸除外)。
酸性、还原能力:HF<HCl<HBr<HI(4)卤素和氢卤酸均有毒,能强烈刺激呼吸系统。二化合物1卤化氢和氢卤酸93卤素含氧酸及其盐氟除外,氯、溴、碘形成的四种含氧酸为:2卤化物和多卤化物卤化物离子型卤化物如:KCl、CaCl2、FeCl2共价型卤化物如:AlCl3、CCl4、FeCl3(2)多卤化物:由金属卤化物与卤素单质加合而成,如:KI3。
a不同氧化值的同一金属卤化物,低氧化值比高氧化值卤化物有较多离子性。如:离子性:FeCl2>FeCl3。
b卤素离子的大小和变形性对金属卤化物的性质影响较大。如:共价程度:AgI>AgBr>AgCl>AgF(1)KI+I2KI33卤素含氧酸及其盐氟除外,氯、溴、碘形成的四种含氧酸为:10次卤酸(HXO)亚卤酸(HXO2)卤酸(HXO3)高卤酸(HXO4)
离子构型:XO-—直线形XO2-—角形
XO3-—三角锥形XO4-—四面体形热稳定性:XO-<
XO2-<
XO3-<
XO4-(1)次卤酸及其盐a次卤酸都是弱酸,酸性:HClO>HBrO>HIOb次卤酸极不稳定,室温分解的两种方式为:c碱性介质中,卤素单质、次卤酸均可发生歧化反应;酸性介质中,仅次卤酸发生歧化反应。2HXO2HX+O23HXO2HX+HXO3(歧化反应)次卤酸(HXO)亚卤酸(HXO2)卤酸(HXO311X2+2OH-X-+XO-+H2O3XO-2X-+XO3-※I2与碱溶液作用得不到IO-。
d漂白粉制备方法2Cl2+3Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2.Ca(OH)2.2H2O(2)卤酸及其盐
a卤酸都是强酸,酸性:HClO3>HBrO3>HIO3。
b卤酸的浓溶液都是强氧化剂,氧化性:HBrO3>HClO3>HIO3。3I2+6OH-5I-+IO3-+3H2O2HClO3+
I22HIO3+Cl22HBrO3+
I22HIO3+Br22HBrO3+
Cl22HClO3+Br2X2+2OH-X-+XO-+H2O12
c卤酸盐的热稳定性高于相应的酸,它们分解反应方式受催化剂和温度影响而不同。酸性稀溶液中也属于强氧化剂,水溶液中氧化性不明显。200℃左右
(3)高卤酸及其盐
a酸性:HClO4(无机酸中最强酸)>HBrO4>HIO4
b氧化性:HBrO4>HIO4>HClO4;
浓热HClO4>稀冷HClO4。c高卤酸盐热稳定性高于相应酸。2KClO33KClO4+KCl480℃左右2KClO32KCl+3O2MnO2c卤酸盐的热稳定性高于相应的酸,它们分解反应方式受催化13氧化性增强热稳定性增高HClOHClO2HClO3HClO4酸强度增大,氧化性减弱,热稳定性增高NaClONaClO2NaClO3NaClO4热稳定性增高,氧化性减弱,碱性降低(4)卤素含氧酸及其盐酸性、氧化性、稳定性之间性质的变化规律。氧化性增强热稳定性增高HClOHClO214氧族元素—OSSeTePo一氧族元素的通性氧族元素的基本性质-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6-2,0主要氧化数126172268142单键解离能/kJ·mol-1
190.1195.0200.4141.0第一电子亲和势/kJ·mol-1
由大到小变化第一电离势/kJ·mol--------420.5-590.4-780.7第二电子亲和势/kJ·mol-2.102.552.583.44电负性(Pauling)
ns2np4
价层电子构型TeSeSO基本性质氧族元素—OSSeTePo一氧15第二周期元素–O的特殊性主要氧化数:O基本为-2例外:-1 +1 +2
H2O2 O2F2 OF2
二化合物1.过氧化氢物理性质:俗称双氧水,淡蓝色黏稠液体,有强腐蚀性。化学性质:(1)H2O2不稳定,易分解。2H2O2=2H2O+O2第二周期元素–O的特殊性二化合物1.过氧化氢162.硫化氢和金属硫化物(1)硫化氢物理性质:H2S是无色有臭鸡蛋气味有毒气体,其水溶液称为氢硫酸,是二元弱酸。化学性质:还原性H2S+I2=2HI+S4Cl2+H2S+4H2O=H2SO4+8HCl(2)H2O2是极弱酸,在水中会发生如下电离:(3)H2O2中的氧处于中间氧化值(-1),它具有氧化性和还原性,在酸性溶液中是强氧化剂。H2O2H++HO2-H2O2+2H++2I-2H2O+I2(氧化剂)2KMnO4+5H2O2+3H2SO43MnSO4+5O2+K2SO4+4H2O(还原剂)2.硫化氢和金属硫化物(1)硫化氢物理性17(2)金属硫化物a溶解度碱金属硫化物和硫化铵易溶于水,其余大多数硫化物都是难溶于水的固体,并具有不同的颜色。难溶硫化物在酸中的溶解度分为以下三种情况:
Ksp较大的金属硫化物,如ZnS、MnS、CoS等可溶于盐酸。
ZnS+2HCl=ZnCl2+H2S
Ksp较小的金属硫化物,如PbS、CuS、Ag2S等可溶于硝酸。
3CuS+2NO3-+8H+=3Cu2++3S+2NO+4H2O
Ksp非常小的HgS只能溶于王水。
3HgS+2HNO3+12HCl=3[HgCl4]2-+6H++3S+2NO+4H2O(2)金属硫化物a溶解度难溶硫化物在酸中的溶解度分18bS2-是弱酸根离子,其金属硫化物都有不同程度水解作用。Na2S+H2O=NaHS+NaOHAl2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(3)硫的含氧酸及其盐
a亚硫酸及其盐亚硫酸在水中存在的平衡关系:
亚硫酸及其盐既有氧化性又有还原性,通常以还原性为主。
SO2+H2OH2SO3H++HSO3-HSO3-H++SO32-Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl2Na2SO3+O22Na2SO4还原性氧化性SO32-+2H2S+2H+3S+3H2O
bS2-是弱酸根离子,其金属硫化物都有不同程度水解作用19b硫酸及其盐1、硫酸是强酸,它具有一般酸的通性。2、热浓硫酸具有强氧化性,可以氧化多种金属和非金属,本身的还原产物通常是SO2,但强还原剂→S或H2S。
3、浓硫酸具有强吸水性、脱水性。4、硫酸可形成正盐和酸式盐,酸式盐受热脱水→焦硫酸盐。
c过二硫酸及其盐ⅰ过二硫酸:强吸水性、脱水性和氧化性。2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+Ag+ⅱ常用的过二硫酸盐有K2S2O8、(NH4)2S2O8,在Ag+的催化作用下,它们能将无色的Mn2+氧化为紫色的MnO4-。b硫酸及其盐1、硫酸是强酸,它具有一般酸的通性。c20
d硫代硫酸及其盐ⅰ硫代硫酸不稳定,不能游离存在;其相应盐能稳定存在。ⅱNa2S2O3.5H2O:俗称海波或大苏打,其水溶液显弱碱性。在中性、碱性溶液中很稳定,酸性溶液中迅速分解。硫代硫酸钠是中等强度还原剂。Na2S2O3+2HCl2NaCl+S+SO2+H2O
2Na2S2O3+4Cl2+5H2O2H2SO4+2NaCl+6HCl(还原剂)Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI(氧化剂)2S2O32-+AgBr[Ag(S2O3)]3-+Br-(配合剂)d硫代硫酸及其盐硫代硫酸钠是中等强度还原剂。Na2S21NPAsSbBi价层电子结构ns2np3主要氧化值+1,+2,+3,+4,+5-3,+3,+5-3,+3,+5-3,+3,+5-3,+3,+5共价半径/pm小→大第一电离势/kJ.mol-1大→小第一电子亲和势/kJ.mol-1-587477101100电负性3.042.192.182.052.02氮族元素的基本性质氮族元素—NPAsSbBi一氮族元素的通性NPAsSbBi价层电子结构ns2np3主要22思考:为什么在A~VA族中,由上至下低氧化值比高氧化值化合物稳定?(惰性电子对效应)二化合物1氨和铵盐(1)氨它呈三角锥形结构,常温下是刺激性气体。还原性:3Cl2+2NH3=6HCl+N2配合性:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+NH3+H2ONH3.H2ONH4++OH-(氨水溶液呈弱碱性)(2)铵盐所有铵盐都易溶于水。ⅰ铵盐都有不同程度水解作用。思考:为什么在A~VA族中,由上至下低氧化值比高氧化值23ⅱ铵盐加热易分解,分解产物一般为氨和相应酸。ΔNH4Cl=NH3+HCl(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4Δ2NH4NO3=N2+2H2OΔ2氮的含氧酸及其盐(1)亚硝酸及其盐a亚硝酸是一种弱酸,且不稳定,容易分解。
b亚硝酸盐一般都有毒,稳定性大于亚硝酸。
cNO2-既有氧化性又有还原性。在酸性介质中以氧化性为主。2HNO2N2O3+H2OH2O+NO+NO2
(蓝色)(棕色)ⅱ铵盐加热易分解,分解产物一般为氨和相应酸。ΔNH4Cl24dNO2-是一很好的配位体,可与许多过渡金属生成配离子。
2NO2-+2I-+4H+2NO+I2+2H2O(氧化性)2MnO4-+5NO2-+6H+2Mn2++5NO3-+3H2O
(还原性)(2)硝酸及其盐
aHNO3和NO3-的键结构三个σ键π34π46三个σ键
bHNO3比HNO2稳定,但受热或见光时会发生分解。4HNO32H2O+NO2+O2(保存于棕色瓶)dNO2-是一很好的配位体,可与许多过渡金属生成配离25
c硝酸的强氧化性
4HNO3+3C=3CO2+4NO+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+4HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
HNO3的还原程度主要取决于其浓度和金属活泼性。浓HNO3的还原产物主要为NO2;稀HNO3的主要还原产物可能是NO、N2O、N2、NH4+。
d王水:强氧化剂,浓HNO3和浓HCl混合液(体积比为3:1)。
e硝酸盐多为无色晶体,其热分解产物取决于组成盐的阳离子性质。
Au+HNO3+4HClH[AuCl4]+4NO+2H2Oc硝酸的强氧化性4HNO3+3C=3CO226ⅰ碱金属和碱土金属(即金属电势顺序在Mg之前的金属)的硝酸盐分解产物为亚硝酸盐。ⅲ电势顺序在Cu以后的金属硝酸盐分解为金属。
2NaNO3=2NaNO2+O2△△2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2ⅱ电势顺序在Mg和Cu之间的金属硝酸盐分解为相应的氧化物。△2AgNO3=2Ag+2NO2+O2(3)磷酸及其盐磷酸:无氧化性、高沸点,中强三元酸,可形成正盐和两种酸式盐。绝大多数磷酸二氢盐都易溶于水,而磷酸一氢盐和正盐除K+、Na+、NH4+外都难溶于水。如:Na3PO4
Na2HPO4
NaH2PO4ⅰ碱金属和碱土金属(即金属电势顺序在Mg之前的金属)的硝酸27(4)砷的化合物
a砷的氢化物AsH3是无色带有大蒜气味的剧毒气体,具有很强还原性。马式试砷法:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3+6ZnSO4+3H2O2AsH3=2As+3H2△古式试砷法:2AsH3+12AgNO3+3H2O=As2O3+12HNO3+12Ag
b砷的氧化性和含氧酸As2O3:俗称砒霜,是白色剧毒粉末,微溶于水生成亚砷酸H3AsO3。H3AsO3是两性偏酸性的物质。As2O5:酸性比As2O3强,其相对应水合物砷酸H3AsO4是中等强度氧化剂。H3AsO4+2HIH3AsO3+I2+H2O(4)砷的化合物a砷的氢化物AsH3是无色带有大28碳族元素—CSiGeSnPb一碳族元素的通性CSiGeSnPb价层电子结构ns2np2主要氧化值+2,+4,0(-2,-4)+4,+2,0+4,+2,0+4,+2,0+4,+2,0共价半径/pm小→大电负性2.551.992.011.962.33碳族元素的基本性质碳族元素有同种原子自相结合成链的性质。成链能力:C>Si>Ge>Sn>Pb碳族元素—CSiGeSnPb一29二化合物(一)碳酸及其盐1碳酸(H2CO3)是一种二元弱酸,可形成正盐和酸式盐。大多数酸式盐易溶于水;铵、碱金属(锂除外)的碳酸盐易溶于水,其他金属的碳酸盐难溶于水。2酸式盐和碱金属的碳酸盐都易发生水解,当碱金属的碳酸盐与水解性极强的金属离子反应时会生成氢氧化物;与氢氧化物碱性较弱的金属离子反应时会生成碱式碳酸盐。如:3酸式碳酸盐及大多数碳酸盐受热易分解。CaCO3=CaO+CO2△△Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O
2Cu2++2CO32-+H2O=Cu2(OH)2CO3+CO22Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2二化合物(一)碳酸及其盐1碳酸(H2CO3)304热稳定性:碳酸<酸式碳酸盐<碳酸盐如:H2CO3<NaHCO3<Na2CO3(二)硅酸及其盐1H2SiO3是极弱的二元酸,极易被其他酸从硅酸盐溶液中置换出来。硅酸重要性质:是聚合作用。硅胶:良好的干燥剂、吸附剂。3硅酸钠易水解,它的水溶液称为水玻璃。
Na2SiO3+2HClH2SiO3+2NaClNa2SiO3+2H2ONaOH+NaH3SiO42NaH3SiO4Na2H4Si2O7+H2O4热稳定性:碳酸<酸式碳酸盐<碳酸盐(二)31(三)锡和铅的化合物1二氯化锡2铅的氧化物PbO:俗称密陀僧,不溶于水,是两性偏碱性的氧化物。在医药上具有消毒、杀菌、防蛀的功效。PbO2:在酸性溶液中是一强氧化剂。Pb3O4:俗称铅丹或红丹,具有强氧化性。在医学上有解毒、生肌的功能。Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+4H2O+Cl2Pb(Ac)2:又名铅糖或铅酸,易溶于水,有甜味,有毒。SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl2HgCl2+SnCl2SnCl4+Hg2Cl2(白色)Hg2Cl2+SnCl2SnCl4+2Hg(黑色)检验汞的存在与否2Sn2++O2+4H+2Sn4++2H2OPbO2+4HCl=PbCl2+2H2O+Cl2(三)锡和铅的化合物1二氯化锡2铅的氧化物PbO:32硼族元素—BAlGaInTa一硼族元素的通性BAlGaInTi价层电子结构ns2np1主要氧化值+3,0+3,0+3,+1,0+3,+1,0+3,+1,0共价半径/pm小→大电负性3.042.192.182.052.02硼族元素的基本性质硼族元素—BAlGaInTa33缺电子原子:硼族元素原子的价电子层结构含有ns、npx、npy、npz四个轨道,但只有三个价电子,即价电子数少于价电子层轨道数,故称为“缺电子原子”。缺电子化合物:二化合物1硼酸白色有光泽的鳞片状晶体,它微溶于水,是一元弱酸。
缺电子原子:硼族元素原子的价电子层结构含有ns、npx、np342硼砂
a硼砂:(Na2[B2O5(OH)4].8H2O)或Na2B4O7.10H2O,其水溶液显示强碱性。在中药上叫盆砂,是冰硼散及复方硼砂含嗽剂的主要成分,可治疗咽喉炎、口腔炎和中耳炎。习题:1.解释NH3在水溶液中呈碱性,而H3BO3在水溶液中呈酸性的原因。2.为什么通H2S于Al2(SO4)3溶液中得不到Al2S3沉淀?3.为什么“王水”比硝酸具有更强的氧化性?
2硼砂a硼砂:(Na2[B2O5(OH)4].35本章重点1s区元素常见的普通氧化物、过氧化物的性质及重要盐类的性质。2p区元素:卤族、氧族、氮族、碳族和硼族元素的通性,以及相关重要化合物的性质和重要的化学反应(熟记)。3s区和p区元素在医药上的应用,常见中药矿物药的主要化学成分。本章练习4、5、6、7、9、11、12、13、14、15、16本章重点本章练习36第十章s区和p区元素s区元素A族(碱金属):锂、钠、钾、铷、铯、钫A族(碱土金属):铍、镁、钙、锶、钡、镭第一节s区元素一、碱金属和碱土金属的通性最外层电子排布化合价熔、沸点硬度密度还原性碱金属ns1+1较低较小很强(大)碱土金属ns2+2较高较大很强(小)碱金属和碱土金属的一些性质比较第十章s区和p区元素s区元素A族(碱金属):锂、钠、37二、碱金属和碱土金属的化合物1、氢化物2M+H2=2MH(M=碱金属)
M+H2=MH2(M=Ca、Sr、Ba)氢化物均为白色盐状的离子晶体,其中含有的离子为H-离子。它们都是强还原剂和优良的氢气发生剂。NaH+H2O=NaOH+H2CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2二、碱金属和碱土金属的化合物1、氢化物NaH+H2O382、氧化物(1)普通氧化物
a制备碱金属:Na2O2+2Na=2Na2O2KNO3+10K=6K2O+N2★Li+O2=Li2O
燃烧△碱土金属:CaCO3=CaO+CO22Sr(NO3)2=2SrO+4NO2+O2
△2Mg+O2=2MgO燃烧
b与水反应:M2O+H2O=2MOH(M=碱金属)2MO+H2O=2M(OH)2(M=碱土金属)
★同主族A和A族元素随着原子序数的递增,其氧化物与水反应的能力依次增大。2、氧化物(1)普通氧化物燃烧△碱土金属:CaCO39(2)过氧化物
过氧离子:O22-[—O—O—]2-
bBaO2+H2SO4=H2O2+BaSO4(H2O2的实验室制法)
aNa2O2+2H2O=H2O2+2NaOH
Na2O2+H2SO4=H2O2+Na2SO42H2O2=
2H2O+O2
2Na2O2+CO2=Na2CO3+O2a
s,sp区金属氢氧化物在空气中与CO2反应生成碳酸盐。b同族,这些氢氧化物碱性自上而下递增。如:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH3氢氧化物(2)过氧化物bBaO2+H2SO4=H404、重要的盐类(1)碳酸盐
NaHCO3:俗称小苏打,水溶液呈弱碱性;常用于治疗胃酸过多和酸中毒;也可作制酸剂。CaCO3:石灰石,大理石的主要成分,也是中药珍珠、钟乳石、海壳的主要成分。(2)硫酸盐Na2SO4.10H2O:俗称芒硝,易风化脱水,可作为缓泻剂。Na2SO4:中药上称玄明粉,易潮解,可作为干燥剂、缓泻剂。NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2碱土金属碳酸盐(BeCO3除外)可以发生如下反应:
MCO3+H2O+CO2M2++2HCO3-
(M=Ca、Sr、Ba)4、重要的盐类(1)碳酸盐CaCO3:石灰石,大理41(3)氯化物
氯化钙氯化钡氯化钠氯化钾CaSO4.2H2O:俗称生石膏,内服有清热泻火的功效。CaSO4.H2O:俗称烧石膏、煅石膏、熟石膏,具有解热消炎的作用。
MgSO4.7H2O:俗称泻盐,内服作缓泻剂和十二指肠引流剂。
BaSO4:也叫重晶石,医学上常用于胃肠道X射线造影检查。2CaSO4.2H2O=CaSO4.H2O+3H2O△(3)氯化物CaSO4.2H2O:俗称生石膏,内服有清热42第二节p区元素p区元素包括A,VA,VA,VA,VA,VA族共31种元素。卤族元素一卤族元素的通性
—F、Cl、Br、I、At第二周期元素–F的特殊性1.主要氧化数:F无正氧化数
2.分解水:F2氧化H2O
3.卤化物的稳定性:氟化物最稳定第二节p区元素p区元素包括A,VA,VA,43基本性质FClBrI价层电子结构
ns2np5
主要氧化数-1,0-1,0,+1,+3,+5,+7分子解离能/kJ·mol154.8239.7190.16148.95溶解度/(g/100gH2O,293K)分解水0.7323.580.029原子半径/pm6499114133X-离子半径/pm136181196216第一电离势/kJ·mol-1
1682125111401008第一电子亲和势/kJ·mol-1322349325295电负性(Pauling)3.983.162.962.66X-的水合能/kJ·mol-1
-507-368-335-293φØ(X2/X-)/V2.871.361.070.535卤素元素的基本性质基本性质FClBrI价层电子结构44二化合物1卤化氢和氢卤酸(1)卤化氢均为无色且具有刺激性气味的气体。
熔、沸点:HCl<HBr<HI,HF异常(分子间氢键)
热稳定性:HF>HCl>HBr>HI
2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2+2H2O8HI+H2SO4(浓)=4I2+H2S+4H2O(3)特殊反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O◆氢氟酸不宜贮存于玻璃器皿中,应盛于塑料容器里。(2)氢卤酸都是强酸(氢氟酸除外)。
酸性、还原能力:HF<HCl<HBr<HI(4)卤素和氢卤酸均有毒,能强烈刺激呼吸系统。二化合物1卤化氢和氢卤酸453卤素含氧酸及其盐氟除外,氯、溴、碘形成的四种含氧酸为:2卤化物和多卤化物卤化物离子型卤化物如:KCl、CaCl2、FeCl2共价型卤化物如:AlCl3、CCl4、FeCl3(2)多卤化物:由金属卤化物与卤素单质加合而成,如:KI3。
a不同氧化值的同一金属卤化物,低氧化值比高氧化值卤化物有较多离子性。如:离子性:FeCl2>FeCl3。
b卤素离子的大小和变形性对金属卤化物的性质影响较大。如:共价程度:AgI>AgBr>AgCl>AgF(1)KI+I2KI33卤素含氧酸及其盐氟除外,氯、溴、碘形成的四种含氧酸为:46次卤酸(HXO)亚卤酸(HXO2)卤酸(HXO3)高卤酸(HXO4)
离子构型:XO-—直线形XO2-—角形
XO3-—三角锥形XO4-—四面体形热稳定性:XO-<
XO2-<
XO3-<
XO4-(1)次卤酸及其盐a次卤酸都是弱酸,酸性:HClO>HBrO>HIOb次卤酸极不稳定,室温分解的两种方式为:c碱性介质中,卤素单质、次卤酸均可发生歧化反应;酸性介质中,仅次卤酸发生歧化反应。2HXO2HX+O23HXO2HX+HXO3(歧化反应)次卤酸(HXO)亚卤酸(HXO2)卤酸(HXO347X2+2OH-X-+XO-+H2O3XO-2X-+XO3-※I2与碱溶液作用得不到IO-。
d漂白粉制备方法2Cl2+3Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2.Ca(OH)2.2H2O(2)卤酸及其盐
a卤酸都是强酸,酸性:HClO3>HBrO3>HIO3。
b卤酸的浓溶液都是强氧化剂,氧化性:HBrO3>HClO3>HIO3。3I2+6OH-5I-+IO3-+3H2O2HClO3+
I22HIO3+Cl22HBrO3+
I22HIO3+Br22HBrO3+
Cl22HClO3+Br2X2+2OH-X-+XO-+H2O48
c卤酸盐的热稳定性高于相应的酸,它们分解反应方式受催化剂和温度影响而不同。酸性稀溶液中也属于强氧化剂,水溶液中氧化性不明显。200℃左右
(3)高卤酸及其盐
a酸性:HClO4(无机酸中最强酸)>HBrO4>HIO4
b氧化性:HBrO4>HIO4>HClO4;
浓热HClO4>稀冷HClO4。c高卤酸盐热稳定性高于相应酸。2KClO33KClO4+KCl480℃左右2KClO32KCl+3O2MnO2c卤酸盐的热稳定性高于相应的酸,它们分解反应方式受催化49氧化性增强热稳定性增高HClOHClO2HClO3HClO4酸强度增大,氧化性减弱,热稳定性增高NaClONaClO2NaClO3NaClO4热稳定性增高,氧化性减弱,碱性降低(4)卤素含氧酸及其盐酸性、氧化性、稳定性之间性质的变化规律。氧化性增强热稳定性增高HClOHClO250氧族元素—OSSeTePo一氧族元素的通性氧族元素的基本性质-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6-2,0,+2,+4,+6-2,0主要氧化数126172268142单键解离能/kJ·mol-1
190.1195.0200.4141.0第一电子亲和势/kJ·mol-1
由大到小变化第一电离势/kJ·mol--------420.5-590.4-780.7第二电子亲和势/kJ·mol-2.102.552.583.44电负性(Pauling)
ns2np4
价层电子构型TeSeSO基本性质氧族元素—OSSeTePo一氧51第二周期元素–O的特殊性主要氧化数:O基本为-2例外:-1 +1 +2
H2O2 O2F2 OF2
二化合物1.过氧化氢物理性质:俗称双氧水,淡蓝色黏稠液体,有强腐蚀性。化学性质:(1)H2O2不稳定,易分解。2H2O2=2H2O+O2第二周期元素–O的特殊性二化合物1.过氧化氢522.硫化氢和金属硫化物(1)硫化氢物理性质:H2S是无色有臭鸡蛋气味有毒气体,其水溶液称为氢硫酸,是二元弱酸。化学性质:还原性H2S+I2=2HI+S4Cl2+H2S+4H2O=H2SO4+8HCl(2)H2O2是极弱酸,在水中会发生如下电离:(3)H2O2中的氧处于中间氧化值(-1),它具有氧化性和还原性,在酸性溶液中是强氧化剂。H2O2H++HO2-H2O2+2H++2I-2H2O+I2(氧化剂)2KMnO4+5H2O2+3H2SO43MnSO4+5O2+K2SO4+4H2O(还原剂)2.硫化氢和金属硫化物(1)硫化氢物理性53(2)金属硫化物a溶解度碱金属硫化物和硫化铵易溶于水,其余大多数硫化物都是难溶于水的固体,并具有不同的颜色。难溶硫化物在酸中的溶解度分为以下三种情况:
Ksp较大的金属硫化物,如ZnS、MnS、CoS等可溶于盐酸。
ZnS+2HCl=ZnCl2+H2S
Ksp较小的金属硫化物,如PbS、CuS、Ag2S等可溶于硝酸。
3CuS+2NO3-+8H+=3Cu2++3S+2NO+4H2O
Ksp非常小的HgS只能溶于王水。
3HgS+2HNO3+12HCl=3[HgCl4]2-+6H++3S+2NO+4H2O(2)金属硫化物a溶解度难溶硫化物在酸中的溶解度分54bS2-是弱酸根离子,其金属硫化物都有不同程度水解作用。Na2S+H2O=NaHS+NaOHAl2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(3)硫的含氧酸及其盐
a亚硫酸及其盐亚硫酸在水中存在的平衡关系:
亚硫酸及其盐既有氧化性又有还原性,通常以还原性为主。
SO2+H2OH2SO3H++HSO3-HSO3-H++SO32-Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl2Na2SO3+O22Na2SO4还原性氧化性SO32-+2H2S+2H+3S+3H2O
bS2-是弱酸根离子,其金属硫化物都有不同程度水解作用55b硫酸及其盐1、硫酸是强酸,它具有一般酸的通性。2、热浓硫酸具有强氧化性,可以氧化多种金属和非金属,本身的还原产物通常是SO2,但强还原剂→S或H2S。
3、浓硫酸具有强吸水性、脱水性。4、硫酸可形成正盐和酸式盐,酸式盐受热脱水→焦硫酸盐。
c过二硫酸及其盐ⅰ过二硫酸:强吸水性、脱水性和氧化性。2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+Ag+ⅱ常用的过二硫酸盐有K2S2O8、(NH4)2S2O8,在Ag+的催化作用下,它们能将无色的Mn2+氧化为紫色的MnO4-。b硫酸及其盐1、硫酸是强酸,它具有一般酸的通性。c56
d硫代硫酸及其盐ⅰ硫代硫酸不稳定,不能游离存在;其相应盐能稳定存在。ⅱNa2S2O3.5H2O:俗称海波或大苏打,其水溶液显弱碱性。在中性、碱性溶液中很稳定,酸性溶液中迅速分解。硫代硫酸钠是中等强度还原剂。Na2S2O3+2HCl2NaCl+S+SO2+H2O
2Na2S2O3+4Cl2+5H2O2H2SO4+2NaCl+6HCl(还原剂)Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI(氧化剂)2S2O32-+AgBr[Ag(S2O3)]3-+Br-(配合剂)d硫代硫酸及其盐硫代硫酸钠是中等强度还原剂。Na2S57NPAsSbBi价层电子结构ns2np3主要氧化值+1,+2,+3,+4,+5-3,+3,+5-3,+3,+5-3,+3,+5-3,+3,+5共价半径/pm小→大第一电离势/kJ.mol-1大→小第一电子亲和势/kJ.mol-1-587477101100电负性3.042.192.182.052.02氮族元素的基本性质氮族元素—NPAsSbBi一氮族元素的通性NPAsSbBi价层电子结构ns2np3主要58思考:为什么在A~VA族中,由上至下低氧化值比高氧化值化合物稳定?(惰性电子对效应)二化合物1氨和铵盐(1)氨它呈三角锥形结构,常温下是刺激性气体。还原性:3Cl2+2NH3=6HCl+N2配合性:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+NH3+H2ONH3.H2ONH4++OH-(氨水溶液呈弱碱性)(2)铵盐所有铵盐都易溶于水。ⅰ铵盐都有不同程度水解作用。思考:为什么在A~VA族中,由上至下低氧化值比高氧化值59ⅱ铵盐加热易分解,分解产物一般为氨和相应酸。ΔNH4Cl=NH3+HCl(NH4)2SO4=NH3+NH4HSO4Δ2NH4NO3=N2+2H2OΔ2氮的含氧酸及其盐(1)亚硝酸及其盐a亚硝酸是一种弱酸,且不稳定,容易分解。
b亚硝酸盐一般都有毒,稳定性大于亚硝酸。
cNO2-既有氧化性又有还原性。在酸性介质中以氧化性为主。2HNO2N2O3+H2OH2O+NO+NO2
(蓝色)(棕色)ⅱ铵盐加热易分解,分解产物一般为氨和相应酸。ΔNH4Cl60dNO2-是一很好的配位体,可与许多过渡金属生成配离子。
2NO2-+2I-+4H+2NO+I2+2H2O(氧化性)2MnO4-+5NO2-+6H+2Mn2++5NO3-+3H2O
(还原性)(2)硝酸及其盐
aHNO3和NO3-的键结构三个σ键π34π46三个σ键
bHNO3比HNO2稳定,但受热或见光时会发生分解。4HNO32H2O+NO2+O2(保存于棕色瓶)dNO2-是一很好的配位体,可与许多过渡金属生成配离61
c硝酸的强氧化性
4HNO3+3C=3CO2+4NO+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+4HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
HNO3的还原程度主要取决于其浓度和金属活泼性。浓HNO3的还原产物主要为NO2;稀HNO3的主要还原产物可能是NO、N2O、N2、NH4+。
d王水:强氧化剂,浓HNO3和浓HCl混合液(体积比为3:1)。
e硝酸盐多为无色晶体,其热分解产物取决于组成盐的阳离子性质。
Au+HNO3+4HClH[AuCl4]+4NO+2H2Oc硝酸的强氧化性4HNO3+3C=3CO262ⅰ碱金属和碱土金属(即金属电势顺序在Mg之前的金属)的硝酸盐分解产物为亚硝酸盐。ⅲ电势顺序在Cu以后的金属硝酸盐分解为金属。
2NaNO3=2NaNO2+O2△△2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2ⅱ电势顺序在Mg和Cu之间的金属硝酸盐分解为相应的氧化物。△2AgNO3=2Ag+2NO2+O2(3)磷酸及其盐磷酸:无氧化性、高沸点,中强三元酸,可形成正盐和两种酸式盐。绝大多数磷酸二氢盐都易溶于水,而磷酸一氢盐和正盐除K+、Na+、NH4+外都难溶于水。如:Na3PO4
Na2HPO4
NaH2PO4ⅰ碱金属和碱土金属(即金属电势顺序在Mg之前的金属)的硝酸63(4)砷的化合物
a砷的氢化物AsH3是无色带有大蒜气味的剧毒气体,具有很强还原性。马式试砷法:As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3+6ZnSO4+3H2O2AsH3=2As+3H2△古式试砷法:2AsH3+12AgNO3+3H2O=As2O3+12HNO3+12Ag
b砷的氧化性和含氧酸As2O3:俗称砒霜,是白色剧毒粉末,微溶于水生成亚砷酸H3AsO3。H3AsO3是两性偏酸性的物质。As2O5:酸性比As2O3强,其相对应水合物砷酸H3AsO4是中等强度氧化剂。
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