第十四章 P区元素优秀PPT.ppt

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1、第十四章 P区元素第一页，本课件共有22页s 区区ns12 p 区区ns2np16（He无无p电子）电子）d 区区(n1)d110ns12 (Pd无无 s 电子电子)f 区区(n2)f114(n1)d02ns2结结构构分分区区第二页，本课件共有22页v周周期期系系第第A族族元元素素包包括括氧氧、硫硫、硒硒、碲碲、钋钋5种种元元素素，称称为为氧氧族族元元素素。氧氧和和硫硫是是典典型型的的非非金金属属元元素素，锡和碲也是非金属元素，钋是放射性元素。锡和碲也是非金属元素，钋是放射性元素。v氧氧和和硫硫能能以以单单质质和和化化合合态态存存在在于于自自然然界界，硒硒和和碲碲属属于于分分散散稀稀有有金金属

2、属，它它们们以以极极微微量量存存在在于于各各种种硫硫化化物矿中。物矿中。一、包括的元素一、包括的元素第一节第一节 氧族元素概述氧族元素概述第三页，本课件共有22页v氧氧族族元元素素氢氢化化物物的的酸酸性性从从上上到到下下依依次次增增强强，氧氧化化物物的的酸性从上到下依次减弱。酸性从上到下依次减弱。v除钋外，氧族元素单质不与水和稀酸反应。除钋外，氧族元素单质不与水和稀酸反应。二、特征二、特征v氧氧族族元元素素的的价价层层电电子子构构型型为为ns2np4，有有获获得得2个个电电子子达达到到稀稀有有气气体体的的稳稳定定电电子子层层结结构构的的趋趋势势，表表现现出出较强的非金属性。较强的非金属性。第四

3、页，本课件共有22页第二节第二节 氧元素氧元素一、氧的单质一、氧的单质v自自然然界界的的氧氧有有三三种种同同位位素素16O，17O，18O，其其中中16O的的含含量量最最高，占氧原子数的高，占氧原子数的99.76。v氧氧O2是无色、无臭的气体，在水中的溶解度很小。是无色、无臭的气体，在水中的溶解度很小。v臭臭氧氧O3是是O2的的同同素素异异性性体体，它它是是淡淡蓝蓝色色的的气气体体，有有一一种种鱼鱼腥腥味。味。v臭臭氧氧分分子子为为极极性性分分子子，比比氧氧气气易易溶溶于于水水，液液态态臭臭氧氧与与液液氧氧不不能能互互溶。可以通过分级液化的方法提纯臭氧。溶。可以通过分级液化的方法提纯臭氧。v臭

4、臭氧氧非非常常不不稳稳定定，在在常常温温下下缓缓慢慢分分解解，二二氧氧化化锰锰可可加加速速其其分分解，而水蒸气则可减缓其分解。纯的臭氧易爆炸。解，而水蒸气则可减缓其分解。纯的臭氧易爆炸。第五页，本课件共有22页v臭臭氧氧的的氧氧化化性性比比O2强强。臭臭氧氧能能将将I-氧氧化化析析出出单单质质碘碘，用用于于测测定定臭氧的含量。臭氧的含量。v臭臭氧氧分分子子的的构构型型为为V型型。在在臭臭氧氧分分子子中中，中中心心氧氧原原子子以以2个个sp2杂杂化化轨轨道道与与另另外外2个个氧氧原原子子形形成成键键，第第三三个个sp2杂杂化化轨轨道道为为孤对电子所占有。孤对电子所占有。v臭臭氧氧还还能能氧氧化化

5、有有机机化化合合物物，用用于于不不饱饱和和烃烃中中双双键键位位置置的的确定。确定。O:O:O 117o臭氧分子的结构臭氧分子的结构sp2杂化轨道杂化轨道第六页，本课件共有22页v过过氧氧化化氢氢的的H2O2的的水水溶溶液液一一般般也也称称为为双双氧氧水水，其其分分子子间间通通过过氢氢键键发发生生缔缔合合，缔缔合合程程度度比比水水大大。H2O2能能与与水水以以任任何何比比例例相混溶。相混溶。v高高纯纯度度的的H2O2在在低低温温下下比比较较稳稳定定，分分解解作作用用比比较较平平稳稳，当当加热到加热到426K以上，会发生强烈的爆炸性分解。以上，会发生强烈的爆炸性分解。v过过氧氧化化氢氢是是一一种种

6、极极弱弱的的酸酸，它它与与某某些些金金属属氢氢氧氧化化物物反反应应，生成过氧化物和水。生成过氧化物和水。二、过氧化氢二、过氧化氢vH2O2既既有有氧氧化化性性，又又有有较较弱弱的的还还原原性性。它它无无论论在在酸酸性性还还是是在碱性溶液中都是强氧化剂。在碱性溶液中都是强氧化剂。第七页，本课件共有22页v在在酸酸性性溶溶液液中中，H2O2能能与与重重铬铬酸酸盐盐反反应应生生成成蓝蓝色色的的过过氧氧化化铬铬CrO5，用于检查，用于检查H2O2，也用于检验，也用于检验CrO42-和和Cr2O72-的存在。的存在。vH2O2分子不是直线形的，氧原子以分子不是直线形的，氧原子以sp3杂化轨道成键。杂化轨

7、道成键。OOHH97o94oH2O2分子的结构分子的结构sp3杂化轨道杂化轨道第八页，本课件共有22页143氢氧化物和含氧酸氢氧化物和含氧酸氧化物和氧化物和H H2 2O O反应，可生成相应的氢氧化物或含氧酸反应，可生成相应的氢氧化物或含氧酸M-OM-O、O-HO-H键的相对强弱键的相对强弱M M的电荷的电荷半径半径外层电子结构外层电子结构第九页，本课件共有22页a a、M M电荷电荷MMO O键增强，在键增强，在I I处断裂倾向减小，处断裂倾向减小，碱性碱性，酸性，酸性b b、半径、半径MMO O键增强，在键增强，在I I处断裂倾向减小，处断裂倾向减小，碱性碱性，酸性，酸性c c、8 8电子

8、电子不规则结构不规则结构1818（18+218+2）电子结构）电子结构 碱性减弱，酸性增强碱性减弱，酸性增强提提出出离离子子势势（）的的概概念念，用用来来表表示示金金属属离离子子的的极化程度，极化程度，越大，越大，M MO O间键的极性越大间键的极性越大 第十页，本课件共有22页氢氧化物是碱氢氧化物是碱氢氧化物为两性氢氧化物为两性氢氧化物是酸氢氧化物是酸Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2M2+()0.310.650.991.131.352.541.761.421.331.21酸碱性两性中强碱中强碱中强碱强碱第十一页，本课件共有22页 对于含氧酸的强度，对于含

9、氧酸的强度，Pauli Pauli 提出了两个经验规则：提出了两个经验规则：规规则则1 1：对对于于多多元元酸酸，逐逐级级电电离离常常数数k k1 1,k,k2 2,k,k3 3有有下列的比例关系下列的比例关系 1 1：1010-5-5：1010-10-10：如如H H3 3POPO4 4 K K1 1=0.7510=0.7510-2-2 K K2 2=0.6210=0.6210-7-7 K K3 3=1.010=1.010-12-12第十二页，本课件共有22页 规规则则2 2：含含氧氧酸酸XOm(OH)nXOm(OH)n的的电电离离常常数数（K K1 1）是是由由m m的的数数值决定的值决定

10、的（1 1）m=0m=0时时 酸很弱酸很弱 K K1 1 1010-7-7 如如B(OH)B(OH)3 3 K K1 1=610=610-10-10（2 2）m=1m=1时酸较弱时酸较弱 K K1 1 1010-2-2 如如SO(OH)SO(OH)2 2 K K1 1=1.210=1.210-2-2 PO(OH)PO(OH)3 3 K K1 1=0.7510=0.7510-2-2（3 3）m=2m=2时酸很强时酸很强 K K1 1很大很大 硝酸硝酸K K1 1=10=10，硫酸，硫酸K K1 1=10=103 3（4 4）m=3m=3时时 酸非常强酸非常强K K1 1非常大非常大 高氯酸高氯酸

11、K K1 1=10=108 8规规则则2 2随随氧氧原原子子数数目目增增加加，酸酸强强度度增增大大（酸酸根根对对质质子子吸吸引引力力减小）减小）HClO HClO HClO HClO2 2 HClO HClO3 3 HClO HClO4 4第十三页，本课件共有22页145硫硫一、硫的单质一、硫的单质v单质硫俗称硫黄，是分子晶体，很松脆，不溶于水。单质硫俗称硫黄，是分子晶体，很松脆，不溶于水。v硫有多种同素异性体。硫有多种同素异性体。菱形硫菱形硫 =2.06 m.p.112.88 单斜硫单斜硫 =1.99 m.p.119 单单斜斜硫硫的的分分子子式式：S S8 8环环状状结结构构 spsp3 3

12、杂化轨道杂化轨道第十四页，本课件共有22页加热到加热到160160以上以上第十五页，本课件共有22页二、二、硫化氢和硫化物硫化氢和硫化物A.硫化氢硫化氢制备：制备：FeS+2HCl=FeClFeS+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2S S 无色，臭味，有毒无色，臭味，有毒性质：性质：1 1）微溶于水微溶于水 0.1mol/L 0.1mol/L 升高温度，溶解度下降升高温度，溶解度下降 2 2）弱酸弱酸 H H2 2S+HS+H2 2O=HO=H3 3O O+HS+HS-K K1 1=1.1*10=1.1*10-7-7 HS HS-+H+H2 2O=HO=H3 3O O+S+S2-2-K K

13、2 2=1.0*10=1.0*10-14-143 3）与金属离子生成沉淀与金属离子生成沉淀 金属盐溶液通入金属盐溶液通入H H2 2SS沉淀沉淀 FeS,PbS,CuS FeS,PbS,CuS等等4 4）还原性还原性 酸液中酸液中 S+2H S+2H+2e=H+2e=H2 2S ES E0 0=0.142v=0.142v 碱液中碱液中 S+2e=S S+2e=S2-2-E E0 0=-0.447v=-0.447v5 5）金属硫化物的难溶性金属硫化物的难溶性第十六页，本课件共有22页 原原因因：S S2-2-的的半半径径较较大大，因因此此变变形形性性较较大大，在在与与重重金金属属离子结合时，金属

14、硫化物就显有共价性，离子结合时，金属硫化物就显有共价性，难溶于水。难溶于水。凡是金属离子极化能力大的，其硫化物溶解度小。凡是金属离子极化能力大的，其硫化物溶解度小。Ksp:Ag Ksp:Ag2 2S 5.510S 5.510-51-51 HgS 1.610 HgS 1.610-54-54 PbS 710 PbS 710-29-29 ZnS 2.510 ZnS 2.510-22-22 CuS 810 CuS 810-37-37 FeS 410 FeS 410-19-19第十七页，本课件共有22页 分类：分类：1 1、溶于稀盐酸、溶于稀盐酸 ZnS MnS ZnS MnS 2 2、不溶于稀，溶于浓

15、盐酸、不溶于稀，溶于浓盐酸 CaS PbS CaS PbS 3 3、不溶浓盐酸，溶于硝酸、不溶浓盐酸，溶于硝酸 CuS Ag CuS Ag2 2S S 4 4、不溶于硝酸，溶于王水、不溶于硝酸，溶于王水 HgS HgS 5 5、溶于硫化钠或多硫化钠、溶于硫化钠或多硫化钠 SnS SnS SnS SnS2 2 Sb Sb2 2S S3 3 SbS SbS3 3第十八页，本课件共有22页要使金属硫化物溶解：要使金属硫化物溶解：C C(M2+)(M2+)CC(S2-)(S2-)Ksp10 Ksp10-24-24溶于盐酸（溶于盐酸（1 1）Ksp:10 Ksp:10-25-251010-30-30溶于

16、浓盐酸（溶于浓盐酸（2 2）Ksp10 Ksp10-30-30 降低降低SS2-2-使沉淀溶解使沉淀溶解 S S2-2-S(3)S(3)热热浓浓硝硝酸酸 使使HgSHg(NOHgSHg(NO3 3)2 22HgS2HgS沉沉淀淀王王水水溶溶解解 硝硝酸酸氧化，盐酸配位氧化，盐酸配位 9HgS+8HNO 9HgS+8HNO3 3=3Hg(NO=3Hg(NO3 3)2 22HgS+3S+2NO+4H2HgS+3S+2NO+4H2 2O O 3HgS+2HNO 3HgS+2HNO3 3+12HCl=3HgCl+12HCl=3HgCl4 42-2-+6H+6H+3S+2NO+4H+3S+2NO+4H2

17、 2O O第十九页，本课件共有22页二、二、硫的含氧酸及盐硫的含氧酸及盐第二十页，本课件共有22页 l l亚硫酸处于中间价态亚硫酸处于中间价态 具有氧化性或还原性具有氧化性或还原性 H H2 2SOSO3 3HH2 2SOSO4 4+S+H+S+H2 2O O l l亚硫酸钠或硫代硫酸钠，还原性亚硫酸钠或硫代硫酸钠，还原性 S S2 2O O3 32-2-+4Cl+4Cl2 2+10OH+10OH-=2SO=2SO4 42-2-+8Cl+8Cl-+5H+5H2 2O O 2S 2S2 2O O3 32-2-+I+I2 2=S=S4 4O O6 62-2-+2I+2I-碘量滴定反应碘量滴定反应

18、l l硫酸硫酸 氧化性氧化性 被还原为被还原为SOSO2 2或或H H2 2S S l l过硫酸过硫酸 H H2 2S S2 2O O8 8第二十一页，本课件共有22页作业：试解释下列现象作业：试解释下列现象a a、在实验室为何不能长期保存硫化氢水溶液？、在实验室为何不能长期保存硫化氢水溶液？b b、为何不用硝酸同、为何不用硝酸同FeSFeS作用制备硫化氢？作用制备硫化氢？c c、H H2 2S S通通入入MnSOMnSO4 4溶溶液液中中不不能能产产生生MnSMnS沉沉淀淀，而而MnSOMnSO4 4溶溶液液中中含有一定量氨水，则通入含有一定量氨水，则通入H H2 2S S就有就有MnSMnS沉淀。沉淀。d d、CuSCuS不溶于不溶于HClHCl，溶于，溶于HNOHNO3 3第二十二页，本课件共有22页