大学无机化学p区元素二大连理工.pptx

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1、14.1.5 砷、锑、铋的 化合物14.1.4 磷的化合物14.1.3 氮的化合物14.1.2 氮族元素的单质14.1.1 氮族元素概述14.1 氮族元素氮族元素第1页/共77页 氮气是无色、无臭、无味的气体。沸点为 -195.8C。微溶于水。常温下化学性质极不活泼，加热时与活泼金属Li，Ca，Mg等反应，生成离子型化合物。14.1.2 氮族元素的单质氮族元素的单质第2页/共77页白磷 红磷磷的同素异形体 P4化学性质活泼，空气中自燃，溶于非极性溶剂。较稳定，400以上燃烧，不溶于有机溶剂。磷的燃烧第3页/共77页 氮、磷为非金属，砷、锑为准金属，铋为金属。白磷的结构红磷的结构黑磷的结构第4页

2、/共77页14.1.3 氮的化合物氮的化合物结构：N：sp3杂化，三角锥形1.氮的氢化物100.8pm107.3o氨(NH3)第5页/共77页工业：制备：实验室：性质：易溶于水，易形成一元弱碱 强还原性_OHNH OHNH OHNH42323+第6页/共77页 取代反应催化NH2-NH2联氨(肼)，NH 亚氨基，N 氮化物 加合反应第7页/共77页铵盐一般为无色晶体，绝大多数易溶于水铵盐石蕊试纸法 (红蓝)的结构：现象：红棕到深褐Nessler试剂法 (K2HgI4)N：sp3杂化，正四面体的鉴定：O3H7II(s)NH HgHg O4OH2HgINH22244+-+水解：+H2O H3O+N

3、H3(奈斯勒）第8页/共77页挥发性非氧化性酸铵盐非挥发性，非氧化性酸铵盐 热稳定性差第9页/共77页氧化性酸铵盐催化剂第10页/共77页2.氮的氧化物铂丝网 一氧化氮(NO)制备：性质：无色气体，水中溶解度较小。第11页/共77页 二氧化氮(NO2)N：价电子2s22p3 sp2杂化后 有毒，有特殊臭味的红棕色气体 溶于水 用碱吸收结构：性质：（无色）（红棕色）422ON 2NO冷却第12页/共77页3.氮的含氧酸及其盐N：sp2杂化后：亚硝酸（HNO2）制备：结构：第13页/共77页亚硝酸(HNO2)NO+NO2性质：弱酸(蓝色)不稳定22_NOH HNO+4_100.6=223222NO

4、NOOH ONOH 2HNO+第14页/共77页亚硝酸盐制备：碱吸收法 性质：绝大部分无色,易溶于水,(AgNO2 浅黄色不溶)极毒是致癌物。金属活泼性差,对应亚硝酸盐稳定性差主AgNO2MNO31.04V/NO)(HNO2=E0.96V/NO)(NO-3=E第22页/共77页14.1.4 磷的化合物磷的化合物1.磷的氢化物 (膦 PH3)结构：与NH3相似性质：无色气体，似大蒜臭味，剧毒 强还原性：制备：次磷酸钾22324PO2KHPHO3H3KOHP+第23页/共77页2.磷的氧化物O2(足)第24页/共77页性质：P4O6白色易挥发的蜡状晶体，易溶于有机溶剂。P4O10白色雪花状晶体，强

5、吸水性。歧化第25页/共77页次磷酸(H3PO2)及其盐性质：一元中强酸3.磷的含氧酸及其盐结构：AgNO3 HgCl2 CuCl2 NiCl2AgHgCuNi-0.499V)PO/HPO(H2333=-.565V1)PO/H(HPO2223-=强还原剂=1.010-2第26页/共77页亚磷酸 (H3PO3)及其盐性质：二元中强酸：结构：2106.3-=7100.2-=-0.76V)PO/HPO(H3343=-1.12V)/HPO(PO-23-34+2H2AgPOHOH2AgPOH43233强还原性：第27页/共77页磷酸 H3PO4特性：脱水缩合后形成 焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸。结构：性

6、质：三元中强酸第28页/共77页焦磷酸 H4P2O7+H2O第29页/共77页聚磷酸聚磷酸(n个磷酸脱n-1个H2O)n=2 焦磷酸 n=3 三(聚)磷酸第30页/共77页(聚)偏磷酸(聚)偏磷酸 (n个H3PO4脱n个H2O)偏磷酸：HPO3(n=1)，四(聚)偏磷酸：(HPO3)4+4H2O第31页/共77页酸性变化一般规律缩合度增加，酸性增强。同一元素不同氧化态，高价偏酸，但磷酸的含氧酸例外。第32页/共77页磷酸盐第33页/共77页聚磷酸盐具有配位性：或六偏磷酸钠(格氏盐)硬水软化第34页/共77页4.磷的卤化物 PX3PX5结构：三角锥 三角双锥 分子晶体 离子晶体PCl3 PCl5

7、杂化类型：不等性sp3sp3d第35页/共77页PCl5离子晶体PCl5固体中含有PCl4+和PCl6-离子PCl4+：P：sp3杂化 四面体PCl6-：P：sp3d2杂化 八面体同样：PBr5晶体中有PBr4+和Br-离子，分子构型为三角双锥。第36页/共77页重要性质：水解(制备H3PO3或HBr)关于五氯化磷(PCl5)，下列说法中不正确的是()A.它在气态时很稳定 B.它容易水解生成磷酸(H3PO4)C.它由氯与 PCl3反应制得 D.它的固体状态是结构式为 PCl4PCl6的晶体第37页/共77页14.1.5 砷、锑、铋的砷、锑、铋的 化合物化合物熔沸点 低 高 AsH3SbH3Bi

8、H3碱性 强 弱自燃：化学性质：稳定性 高 低月 月胂 弟 必缺氧分解：1.砷、锑、铋的氢化物第38页/共77页AsH3的性质应用：马氏试砷法：试样、锌和盐酸混合，产生气体导入热玻璃管。砷镜古氏试砷法：第39页/共77页M(III)的氧化物和氢氧化物2.砷、锑、铋的氧化物及其水合物第40页/共77页两性：第41页/共77页M(V)的氧化物和氢氧化物对应水合物极不稳定三元中强酸 一元弱酸 第42页/共77页小结：(两性偏酸)(两性)(碱性)(酸性)(两性偏酸)第43页/共77页M(III)的还原性(由As到Bi还原性减弱)可用H2O2代替Cl23.砷、锑、铋的化合物的氧化还原性 第44页/共77

9、页M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增强)(鉴定Mn2+)第45页/共77页 H3AsO4在强酸性的溶液中才有明显氧化性。=0.5748VI2+2e-2I-=0.5345V第46页/共77页小结：As()Sb()Bi()As()Sb()Bi()碱性增强还原性增强酸性增强氧化性增强碱性增强酸性增强第47页/共77页4.砷、锑、铋的盐盐类水解氧化性(弱)(鉴定Sb3+)(鉴定Bi3+)第48页/共77页5.砷、锑、铋的硫化物均不溶于水和稀酸。As2S3、As2S5不溶性质：氧化性酸(HNO3)溶解(浓HCl)配位溶解第49页/共77页NaOH(M=As，Sb)Na2S(M=As，Sb)Bi2S3

10、不溶碱溶氧化碱溶(M=As，Sb)2MS3SSM-33-232+2MS3SSM-34-252+第50页/共77页14.2 氧族元素氧族元素14.2.3 硫及其化合物14.2.2 氧及其化合物14.2.1 氧族元素概述第51页/共77页 2.臭氧(O3)：O2的同素异形体结构：中心O：sp2杂化形成键角：117o =1.810-30Cm性质：不稳定性惟一极性单质第52页/共77页3.过氧化氢（H2O2）不稳定性 性质：弱酸性-12222mol-196kJOO2H O2H=+O2HBaOBa(OH)OH22222+10，102.0 HHO OH-25-12-222=+结构：第53页/共77页可见：

11、H2O2氧化性强，还原性弱；是不造成二次污染的杀菌剂。酸性：氧化还原性0.867V ,3OH 2eOHHO-2-2=+碱性：第54页/共77页结构：S：sp3杂化 形成环状S8分子。硫有几种同素异形体 斜方硫 单斜硫 弹性硫密度/gcm-3 2.06 1.99颜色 黄色 浅黄色 190的熔融硫稳定性 94.5 用冷水速冷1.单质硫弹性硫94.5oC14.2.3 硫及其化合硫及其化合物物物理性质：第55页/共77页硫的化学性质与许多金属 直接化合与氢、氧、碳、卤素(碘除外)、磷等直接作用与氧化性酸作用与碱的作用第56页/共77页2.硫化氢和硫化物 H2S是无色，有腐蛋味，剧毒气体。稍溶于水。水溶

12、液呈酸性，为二元弱酸。硫化氢结构：H2S结构与H2O相似性质：与空气(O2)反应最重要的性质是它的还原性：第57页/共77页与中等强度氧化剂作用与强氧化剂反应 产物：第58页/共77页金属硫化物颜色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆)SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄,Sb2S3橙,Sb2S5橙,MnS 肉,ZnS 白，CdS 黄。易水解：最易水解的化合物是 Cr2S3和Al2S3溶解性：第59页/共77页易溶：NH4+和碱金属硫化物微溶：MgS，CaS，SrS(但BeS难溶)其余难溶。稀酸溶性：水溶性：第60页/共77页配位酸溶解(浓HCl)：第61页/共77页氧化性酸

13、溶解(HNO3)：氧化配位溶解(王水)：第62页/共77页碱溶（用NaOH或Na2S）第63页/共77页氧化碱溶：（Na2S2）第64页/共77页3.多硫化物62 xS)(NH ,SNax24x2=S-2X2-制备：现象：黄橙红红 x性质：遇酸不稳定氧化性还原性第65页/共77页SO2的性质：气体、无色，有强烈刺激性气味，易溶于水，溶于水后形成亚硫酸。4.二氧化硫、亚硫酸及其盐SO2的结构：S：sp2杂化，OSO=119.5，S-O键长143pm，SO2是极性分子第66页/共77页H2SO3的性质：二元中强酸（只存在水溶液中）氧化性还原性漂白-使品红褪色-2-332101.7 HSOH SOH

14、=+8-23-3106.0 SOH HSO=+-2-2-=-2=0.1576V)SO/HSO(3240.9362V)/SOSO(34第67页/共77页强氧化性与非金属反应：与不活泼金属反应：与活泼金属反应：O4HS3ZnSO)(SO4H3Zn2442+浓O4HSH4ZnSO)(SO5H4Zn22442+浓第68页/共77页 硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O，海波，大苏打。硫代硫酸及其盐6.硫的其他含氧酸及其盐制备：性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性；遇酸分解：OHSOSOSH2HOS22322-232+第69页/共77页I I还原性：配位性：第7

15、0页/共77页思考题：在往AgNO3溶液中滴加Na2S2O3溶液时，可观测到先生成白色沉淀，随后沉淀的颜色变深，最后变成黑色。如果往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液你能观测到什么现象？用化学方程式解释之。2AgNO3+Na2S2O3=Ag2S2O3(白)+2NaNO3Ag2S2O3+H2O=Ag2S(黑)+H2SO4 往往Na2S2O3溶液中滴加AgNO3溶液将得到无色透明的溶液AgNO3+2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2+NaNO3 第71页/共77页冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体 H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强。焦硫酸盐可作为溶剂焦硫酸及其盐第72页/共77页过氧化氢：H-O-O-H过二硫酸过一硫酸过硫酸及其盐磺酸基过二硫酸盐：OS)(NH8224OSK822强氧化剂：稳定性差：1.939V)/SOOS(-24-282=第73页/共77页连二亚硫酸：(H2S2O4)亚硫酸：二元中强酸：遇水分解：=-110 4.5-310 3.5=第74页/共77页连二亚硫酸盐：保险粉还原剂：稳定性比相应的酸强：1.12V)O/S(SO2423-=-第75页/共77页作业：P548：2、8、9、15第76页/共77页感谢您的观看！第77页/共77页