P区元素性质小结.ppt

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,p,区元素性质小结,非金属元素数量虽不多(,22,种，基本,都在,p,区,)，但所涉及的面却很广。,p,区元素性质小结主要是对非金属元素,的单质、氢化物、含氧酸及含氧酸盐的,结构和性质、,以及,p,区元素的某些特殊,性进行小结。,1,元素在周期表中的分布,蓝框内是,p,区元素,(30种),折线,上方是非金属,(22种),氢,2,目前在元素周期表中有,110,多种元素，,非金属元素只占,22,种，主要分布在,p,区,(除,H,的位置有不同看法外)，其中稀有,气体整个一列都是非金属元素，其余非,金属元素很有规律地占据了右上角区域。,3,一、非金属元素单质的结构(,8-,N,法则,),非金属原子相互以,共价单键结合时，周围,通常会配置,8-,N,个原子，,非金属间化合物配位,也是如此。,N,是元素的族数(按罗马数字编号系,统,),，这就是格里姆-索末菲法则，即,8-,N,法则,。,4,稀有气体,N,=8，8-,N,=0,，所以,分子是单原子分子。,它们的晶体结构如下:,He,Ne、Ar、Kr、Xe,5,卤素及氢,N,=7,，,8-,N,=1,，所以分子是双原子分子。,这一点也许出乎意料:,碘还能形成线性的,I,3,-,，,进而生成负一价多碘离子,(I,2,),n,(I,-,)。,含有这种多碘,离子的固体有导电性，导,电机理可能是电子或空穴,沿多碘离子链跳移，也可,能是,I,-,在多碘离子链上以,接力方式传递：,6,O、S、Se、Te,氧族元素,N,=6，8-,N,=2。但O,2,有些特殊，每个O,只与一个原子配位形成双原子分子，因为O,2,中,化学键并非单键，,8-,N,法则不适用:,臭氧O,3,中有,3,4,，,中心O为二配位，,两端的O则不然:,7,氧族其余元素符合,8-,N,法则,。尽管元素可能,有各种同素异构体，但每种原子的成键方式、配,位情况、键长、键角等数据基本保持一致或有限,的几种情况。这是非金属元素化学的又一特征:,S,8,8,灰硒和碲（Se,x,、Te,x,）的螺旋链结构：,9,N、P、As,氮族元素,N,=5，8-,N,=3。,第一个,元素N也不遵从8-,N,法则,，,而以叁键形成双原子分子N,N。,氮族,其余元素符合8-,N,法则,。P、As,(以及金属元素Sb、Bi)都有多种,同素异构体，但每个原子都有3个较,近的原子配位。,右图是正四面体形的P,4,或As,4,:,层形分子As、Sb、Bi,10,C、Si（Ge、Sn）：,碳族元素,N,=4，8-,N,=4。,C、Si,及金属元素Ge、,Sn都有同素异构体，,不过它们都有4配位,金刚石型结构:,金刚石型结构,11,碳还有,石墨型和球烯型结构,。石墨虽有不同晶型，,但层形分子中C都是,sp,2,杂化，由于离域大,键的存在，,层上的成键不遵从8-,N,法则；球烯也不遵从8-,N,法则：,石墨结构(红、灰色球均为C),C,60,12,B,硼族元素只有B是非金属，,N,=3，8-,N,=5,。,单质硼存在多种晶型，已知,有16种以上的同素异构体，,其中3种晶体含B,12,二十面体，,这是硼化学中非常重要的基本,结构单元:,13,通常，两个特定原子间的键焓随键级增加而增加，,但变化的灵敏程度却不同。由此可以解释许多共价分子,稳定存在的构型。,想一想,14,键焓随键级的变化（单位：,kJ,.,mol,-1,)：,15,16,二、非金属元素单质的物理性质,周期表中：,从左,右,晶 型,原子晶体,混晶(层状、链状)分子晶体,状 态：,固体 气体,分子大小：,大分子 小分子,颜色：,熔、沸点：,较复杂,左 右,逐渐降低,17,三、非金属单质的化学性质规律,F,2,(Cl,2,)分解 H,2,O，强氧化剂,在,OH,-,(aq)中歧化的,非金属单质分布在,下列区域：,(见右),P,4,S,8,Cl,2,Se,8,Br,2,I,2,折形分界线两旁的元素,Zn、B、Al、Si、Ge、As,可置换,OH,-,(aq)或熔碱中的氢,非金属单质被浓HNO,3,氧化，,还原产物为NO。,18,四、分子型氢化物,p,区元素的常见氢化物,A,A,A,A,A,B,2,H,6,CH,4,NH,3,H,2,O,HF,SiH,4,PH,3,H,2,S,HCl,GeH,4,AsH,3,H,2,Se,HBr,(SnH,4,),(SbH,3,),H,2,Te,HI,NH,3,、,H,2,O,、,HF,的,沸点,在同族元素中,反常高,(,为什么？,),(2)热稳定性；(3)还原性；(4)酸碱性,变化规律？,19,(2),热稳定性,增强方向,(3),还原性,(4),酸碱性,酸性增强,增强方向,20,五、含氧酸,(1),结构,第二周期,的,H,3,BO,3,、H,2,CO,3,、HNO,3,：,中心原子的杂化态,sp,2,，平面三角形；,分子中可能存在大键。,第三至五周期,的含氧酸：,中心原子的主要杂化态,sp,3,；,分子构型,四面体形。,第五周期的原酸,HSb(OH),6,、Te(OH),6,、H,5,IO,6,：,中心原子的杂化态,sp,3,d,2,，,分子构型,变形,八面体。,21,(2),酸碱性及酸强度,含氧酸的水溶液都呈酸性。,(HO),m,RO,n,的酸强度的决定因素：,非羟基氧原子个数的多少,n,越大,，,酸性越强,；,R,的离子势,大小,越大,，,酸性越强,。,(3),氧化还原性（情况复杂）,同族从上,下，最高价含氧酸的氧化性呈锯齿形上升,变化,。其中：第二周期特殊，第四、六周期不规则性，,而以,第四周期,p,区中间横排元素含氧酸的氧化性最强,。,同一元素形成的不同价态的含氧酸，低氧化态的稀酸,比高氧化态的稀酸氧化性强。,(见12章),22,六,、含氧酸盐的性质,（1）溶解性,（2）水解性,（3）热稳定性,不同的含氧酸盐上述性质有差别。,23,七、,p,区元素的某些特殊性,（1）第二周期元素配位数最高为4；,（2）第二周期元素,2p-2p,较强，易形成多重键；,而第三周期及其以下的元素，以单键为主；,（3）C 的自相成键能力最强；O、F的成键能力强；,B、Al、Si等有高度的亲氧性；晶态B及硼的氢化物,表现出缺电子、多面体的习性；,（4）惰性电子对效应,6s,2,电子对不易成键,（5）,第四周期,p,区中间横排元素含氧酸的氧化性最强；,（6）低熔合金区元素,Zn Ga Ge As,Cd In Sn Sb,Hg Tl Pb Bi,24,p,区元素部分课堂测验题,1、请用化学或电化学方法，列举出六种以上不同类型的,产生H,2,、或制取H,2,的方法，并写出反应方程式。,2、各举一例，说明K,2,S,2,O,8,、PbO,2,、NaBiO,3,的强氧化,性，并写出反应方程式。,(1)将低价铅、铋转变为高价，一般 在什么介质中进行？,(2)强氧化剂通常用什么酸作酸化介质？,N N N N P P P P,155 945 215 488,3、已知：,H,b,0,：,(kJmol,-1,),（1）,计算说明：氮以N,2,稳定存在；而磷以P,4,为稳定。,（2）,以上例为基础，讨论第二周期元素与第三周期元素成键的差,异性。,25,4、解释：,H,2,SO,4,是高沸点酸，而,HNO,3,是低沸点酸。,氧化性：,H,2,SO,3(稀),H,2,SO,4(稀),；,H,2,SO,4(浓),H,2,SO,4(稀),；,H,2,SeO,4,H,2,SO,4,。,酸性：HClO,4,H,2,SO,4,H,3,PO,4,H,4,SiO,4,H,3,PO,3,是二元酸，H,3,PO,2,、H,3,BO,3,是一元酸。,5、硼元素成键有何特殊性？,乙硼烷的结构如何表示？,硼在化合物中当以,sp,2,杂化轨道成键,时，通常的配位,原子有哪些？,26,