P区元素性质小结.ppt

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1、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。,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,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。,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

2、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。,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,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I3-， 进而生成负一价多碘离子 (I2)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：,O、S、 Se、 Te,氧族元素N=6，8-N=2。但O2有些特殊，每个O 只与一个原子配位形成双原子分

3、子，因为O2中 化学键并非单键，8-N法则不适用:,臭氧O3中有34， 中心O为二配位， 两端的O则不然:,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:,S8,灰硒和碲（Sex、Tex）的螺旋链结构：,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P4或As4:,

4、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,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sp2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),C60,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B12二十面体， 这是硼化学中非常重要的基本 结构单元:,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

5、以解释许多共价分子 稳定存在的构型。,想一想 ,键焓随键级的变化（单位：kJ.mol-1)：,二、非金属元素单质的物理性质,三、非金属单质的化学性质规律, F2 (Cl2) 分解 H2O，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), 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HNO3氧化， 还原产物为NO。,四、分子型氢化物,p区元素的常见氢化物,NH3、H2O、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？,(2)热稳定性,(3)还原性,(4

6、)酸碱性,五、含氧酸,(1)结构,第二周期的H3BO3、H2CO3、HNO3： 中心原子的杂化态sp2，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sp3； 分子构型四面体形。,第五周期的原酸 HSb(OH)6、Te(OH)6、H5IO6： 中心原子的杂化态sp3d2， 分子构型变形八面体。,(2) 酸碱性及酸强度,含氧酸的水溶液都呈酸性。 (HO)mROn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

7、，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),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。,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 6s2 电子对不易成键 （5）

8、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,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H2、或制取H2的方法，并写出反应方程式。,2、各举一例，说明K2S2O8、PbO2、NaBiO3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？,（1）计算说明：氮以N2稳定存在；而磷以P4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。,4、解释： H2SO4是高沸点酸，而HNO3是低沸点酸。 氧化性： H2SO3(稀) H2SO4(稀)； H2SO4(浓) H2SO4(稀)； H2SeO4 H2SO4 。 酸性：HClO4 H2SO4 H3PO4 H4SiO4 H3PO3是二元酸， H3PO2、 H3BO3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 sp2杂化轨道成键时，通常的配位 原子有哪些？,