无机化学第二十一章铝族锗分族精.ppt

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1、无机化学第二十一章铝族锗分族第1页，本讲稿共39页21-2 铝镓分族n n21-2-1 铝及其化合物n n21-2-2 周期表中的对角线关系n n21-2-3 镓分族第2页，本讲稿共39页21-3 锗分族n n21-3-1 锗、硒、铅的存在和冶炼（自学）n n21-3-2 锗、硒、铅的单质n n21-3-3 锗、硒、铅的化合物第3页，本讲稿共39页21-4 锑和铋n n21-4-1 锑、铋的单质n n21-4-2 锑、铋的化合物第4页，本讲稿共39页21-6 p区元素6s2电子的稳定性p p区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳区各主族元素由上

2、至下与族数相同的高氧化态的稳区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳定性依次减小，比族数小定性依次减小，比族数小定性依次减小，比族数小定性依次减小，比族数小2 2的低氧化态最为稳定。的低氧化态最为稳定。的低氧化态最为稳定。的低氧化态最为稳定。一般认为是由于一般认为是由于一般认为是由于一般认为是由于nsns2 2电子对不易参加成键，特别不活电子对不易参加成键，特别不活电子对不易参加成键，特别不活电子对不易参加成键，特别不活泼，常称为泼，常称为泼，常称为泼，常称为“惰性电子对效应惰性电子对效应惰性电子对效应惰性电子对效应”。如：如：如：如：Bi(V)Bi(V)、Pb(IV)Pb(IV)、Tl(

3、III)Tl(III)、Hg(II)Hg(II)的氧化性比其的氧化性比其的氧化性比其的氧化性比其相应的：相应的：相应的：相应的：Bi(III)Bi(III)、Pb(II)Pb(II)、Tl(I)Tl(I)、Hg(0)Hg(0)要强得要强得要强得要强得多。多。多。多。如：如：NaBiO3、PbO2能把能把Mn2+、氧化为氧化为MnO4-,Tl2O3能把能把HCl氧化成氧化成Cl2,Hg2+能把能把Sn2+氧化成氧化成Sn4+。关于原因有现在有好多方面的讨论，对于我们现在关于原因有现在有好多方面的讨论，对于我们现在来说并非重点，因此不做讲述。来说并非重点，因此不做讲述。第5页，本讲稿共39页p区金

4、属概论 p p区金属包括区金属包括区金属包括区金属包括AlAl、GaGa、InIn、TlTl、GeGe、SnSn、PbPb、SbSb、BiBi和和和和PoPo。与与与与s s区金属元素相似，区金属元素相似，区金属元素相似，区金属元素相似，p p区同族金属元素从区同族金属元素从区同族金属元素从区同族金属元素从上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素的金属性逐渐增强。但总的看来，的金属性逐渐增强。但总的看来，的金属性逐渐增强。但总的看来，的金属性逐

5、渐增强。但总的看来，p p区金属元素的金属性区金属元素的金属性区金属元素的金属性区金属元素的金属性较弱，部分金属如较弱，部分金属如较弱，部分金属如较弱，部分金属如AlAl、GaGa、InIn、Ge Ge、SnSn和和和和PbPb的单质、的单质、的单质、的单质、氧化物及其水合物均表现出两性，它们在化合物中还往氧化物及其水合物均表现出两性，它们在化合物中还往氧化物及其水合物均表现出两性，它们在化合物中还往氧化物及其水合物均表现出两性，它们在化合物中还往往表现出明显的共价性。相对而言，往表现出明显的共价性。相对而言，往表现出明显的共价性。相对而言，往表现出明显的共价性。相对而言，TlTl、PbPb和

6、和和和BiBi的金属的金属的金属的金属性较强。十种元素中，性较强。十种元素中，性较强。十种元素中，性较强。十种元素中，PoPo为放射性元素。为放射性元素。为放射性元素。为放射性元素。p p区金属元素的价电子构型为区金属元素的价电子构型为区金属元素的价电子构型为区金属元素的价电子构型为nsns2 2npnp1414 ，内层为饱和内层为饱和内层为饱和内层为饱和结构。由于结构。由于结构。由于结构。由于nsns、npnp电子可同时成键，也可仅由电子参与成电子可同时成键，也可仅由电子参与成电子可同时成键，也可仅由电子参与成电子可同时成键，也可仅由电子参与成键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值

7、相键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相差为差为差为差为2 2。p p区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分p p区金属元素区金属元素区金属元素区金属元素在化

8、合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易水解。水解。水解。水解。第6页，本讲稿共39页p区金属概论 元素元素元素元素性质性质性质性质AlAlGaGaInInTlTlGeGeSnSnPbPb原子半径原子半径原子半径原子半径/pmpm125125125125150150155155122122140140154154离子半径离子半径离子半径离子半径/pmpmMM4+4+535371718484MM3+3+5151626281819595MM+81811

9、47147第一电离势第一电离势第一电离势第一电离势KJ/KJ/molmol577.4577.4578.578.8 8588.588.1 1589.589.1 1762.762.2 2708.708.4 4715.4715.4第二电离势第二电离势第二电离势第二电离势1816.1816.1 11971979 918201820197019701537.1537.4 41411.1411.3 31449.1449.9 9第三电离势第三电离势第三电离势第三电离势2744.2744.8 82962963 327042704287528753301.3301.9 92942294230813081电负性电

10、负性电负性电负性1.611.611.81.81 11.781.782.042.042.012.011.961.962.332.33标准标准标准标准电极电极电极电极电势电势电势电势MM3+3+3e+3e-MM-1.0761.076-0.50.56 6-0.330.338 8+0.7+0.72 2MM+e+e-MM-0.330.336 6MM2+2+2e+2e-MM-0.15-0.15-0.130.136 6-0.1260.126第7页，本讲稿共39页p区金属概论元素的氧化态元素的氧化态元素的氧化态元素的氧化态电子构型电子构型电子构型电子构型氧化态氧化态氧化态氧化态AlAl He3sHe3s2 2

11、3p3p1 1+3+3GaGa He4sHe4s2 24p4p1 1+1,+1,+3+3InIn He5sHe5s2 25p5p1 1+1,+3+1,+3TlTl He6sHe6s2 26p6p1 1+1+1,+3,+3GeGe He4sHe4s2 24p4p2 2+2,+2,+4+4SnSn He5sHe5s2 25p5p2 2+2,+4+2,+4PbPb He6sHe6s2 26p6p2 2+2+2,+4,+4第8页，本讲稿共39页铝及其化合物一、单质铝的冶炼及性质一、单质铝的冶炼及性质一、单质铝的冶炼及性质一、单质铝的冶炼及性质1.1.铝的冶炼铝的冶炼铝的冶炼铝的冶炼 从铝土矿出发制取金

12、属铝，一般要经过从铝土矿出发制取金属铝，一般要经过从铝土矿出发制取金属铝，一般要经过从铝土矿出发制取金属铝，一般要经过AlAl2 2OO3 3的纯制和的纯制和的纯制和的纯制和AlAl2 2OO3 3的熔融电解两步。的熔融电解两步。的熔融电解两步。的熔融电解两步。2.2.铝的性质铝的性质铝的性质铝的性质 AlAl为为为为银白色，质软、轻而富有延展性的金属银白色，质软、轻而富有延展性的金属银白色，质软、轻而富有延展性的金属银白色，质软、轻而富有延展性的金属。铝的密度小，。铝的密度小，。铝的密度小，。铝的密度小，延展性、导电性、导热性好，有一定的强度，又能大规延展性、导电性、导热性好，有一定的强度，

13、又能大规延展性、导电性、导热性好，有一定的强度，又能大规延展性、导电性、导热性好，有一定的强度，又能大规模地生产，所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建模地生产，所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建模地生产，所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建模地生产，所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。大量铝用于制造轻质合金或新的金属复合材料，用于大量铝用于制造轻质合金或新的金属复合材料，用于大量铝用于制

14、造轻质合金或新的金属复合材料，用于大量铝用于制造轻质合金或新的金属复合材料，用于汽车、汽车、汽车、汽车、飞机飞机飞机飞机、火箭以及宇航飞行器的制造。由于铝是光和热的良、火箭以及宇航飞行器的制造。由于铝是光和热的良、火箭以及宇航飞行器的制造。由于铝是光和热的良、火箭以及宇航飞行器的制造。由于铝是光和热的良好反射体，可以用它制反射望远镜中的镜子。铝粉用于冶金，制好反射体，可以用它制反射望远镜中的镜子。铝粉用于冶金，制好反射体，可以用它制反射望远镜中的镜子。铝粉用于冶金，制好反射体，可以用它制反射望远镜中的镜子。铝粉用于冶金，制油漆、涂料和焰火等。油漆、涂料和焰火等。油漆、涂料和焰火等。油漆、涂料和

15、焰火等。第9页，本讲稿共39页铝及其化合物（1 1）铝的亲氧性）铝的亲氧性）铝的亲氧性）铝的亲氧性 铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空气表面立即氧铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空气表面立即氧铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空气表面立即氧铝与氧反应的自发性程度很大，铝一接触空气表面立即氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐腐蚀。铝能夺取化合物中的氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐腐蚀。铝能夺取化合物中的氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐腐蚀。铝能夺取化合物中的氧化，生成一层牢固的氧化膜而耐腐蚀。铝能夺取化合物中的氧且放出大量的热，致使反应时不必向体系供热。如且放出大量的热，致使反应时不必向体系供热

16、。如且放出大量的热，致使反应时不必向体系供热。如且放出大量的热，致使反应时不必向体系供热。如AlAl2 2OO3 3粉与粉与粉与粉与铝粉的反应，用引燃剂点燃后，反应即猛烈进行，放出的热可铝粉的反应，用引燃剂点燃后，反应即猛烈进行，放出的热可铝粉的反应，用引燃剂点燃后，反应即猛烈进行，放出的热可铝粉的反应，用引燃剂点燃后，反应即猛烈进行，放出的热可使铁熔化。故铝是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为使铁熔化。故铝是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为使铁熔化。故铝是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为使铁熔化。故铝是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为铝热铝热铝热铝热法法法法。（2 2）铝的两性）铝的两

17、性）铝的两性）铝的两性 铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：2 2Al(s)+6HAl(s)+6H+(aq)=2Al(aq)=2Al3+3+(aq)+3H(aq)+3H2 2(s)(s)2Al(s)+2OH2Al(s)+2OH-(aq)+6H(aq)+6H2 2O(l)=2Al(OH)O(l)=2Al(OH)4 4-(aq)+3H(aq)+3H2 2(g)(g)第10页，本讲稿共39页铝及其化合物二、铝的氧化物及其水合物二、铝的氧化物及其水合物二、铝的氧化

18、物及其水合物二、铝的氧化物及其水合物（1）、三氧化二铝）、三氧化二铝Al2O3有多种变体，其中最为人们所熟悉的是有多种变体，其中最为人们所熟悉的是 Al2O3和和 Al2O3它们是白色晶形粉末。它们是白色晶形粉末。自然界存在的自然界存在的刚玉刚玉为为 Al2O3。它也可以由金属铝在它也可以由金属铝在O2中燃烧或者灼烧中燃烧或者灼烧Al(OH)3和某些铝盐和某些铝盐Al(NO3)3、AlCl3而得到。而得到。Al2O3的晶体属于六方紧密堆积构型，由于这种紧密堆积的晶体属于六方紧密堆积构型，由于这种紧密堆积结构，加上晶体中结构，加上晶体中Al3+离子与离子与O2-离子之间的吸引力强，晶格能大，所离

19、子之间的吸引力强，晶格能大，所以以 Al2O3的熔点的熔点(2288 15K)和硬度和硬度(8.8)都很高。都很高。它不溶于水，它不溶于水，也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性。也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性。无定型无定型Al2O3则具有两性。则具有两性。第11页，本讲稿共39页铝及其化合物（2 2）、氢氧化铝）、氢氧化铝）、氢氧化铝）、氢氧化铝AlAl2 2OO3 3的水合物一般都称为氢氧化铝。加氨水的水合物一般都称为氢氧化铝。加氨水的水合物一般都称为氢氧化铝。加氨水的水合物一般都称为氢氧化铝。加氨水或碱于铝盐溶液中，得一种或碱于铝盐溶液中，得一种或碱于铝盐溶液中，得一种或碱于铝盐溶液中，得一

20、种白色无定形凝胶沉淀白色无定形凝胶沉淀白色无定形凝胶沉淀白色无定形凝胶沉淀。它的含水量不定，组成也不均匀，统称为它的含水量不定，组成也不均匀，统称为它的含水量不定，组成也不均匀，统称为它的含水量不定，组成也不均匀，统称为水合氧水合氧水合氧水合氧化铝化铝化铝化铝。若只有在铝酸盐溶液中通人若只有在铝酸盐溶液中通人若只有在铝酸盐溶液中通人若只有在铝酸盐溶液中通人COCO2 2，才能得到真正才能得到真正才能得到真正才能得到真正的氢氧化铝白色沉淀，称为正氢氧化铝。结晶的正的氢氧化铝白色沉淀，称为正氢氧化铝。结晶的正的氢氧化铝白色沉淀，称为正氢氧化铝。结晶的正的氢氧化铝白色沉淀，称为正氢氧化铝。结晶的正氢

21、氧化铝与无定形水合氧化铝不同，它难溶于酸，氢氧化铝与无定形水合氧化铝不同，它难溶于酸，氢氧化铝与无定形水合氧化铝不同，它难溶于酸，氢氧化铝与无定形水合氧化铝不同，它难溶于酸，而且加热到而且加热到而且加热到而且加热到373373KK也不脱水；在也不脱水；在也不脱水；在也不脱水；在573573KK下，加热两小时，下，加热两小时，下，加热两小时，下，加热两小时，才能变为才能变为才能变为才能变为AlO(OH)AlO(OH)。氢氧化铝是典型的氢氧化铝是典型的氢氧化铝是典型的氢氧化铝是典型的两性化合物两性化合物两性化合物两性化合物。新鲜制备的氢氧化。新鲜制备的氢氧化。新鲜制备的氢氧化。新鲜制备的氢氧化铝易

22、溶于酸也易溶于碱铝易溶于酸也易溶于碱铝易溶于酸也易溶于碱铝易溶于酸也易溶于碱例如：例如：例如：例如：Al(OH)Al(OH)3 3+3HNO+3HNO3 3=Al(NO=Al(NO3 3)3 3+3H+3H2 2OOAl(OH)Al(OH)3 3+KOH=KAl(OH)+KOH=KAl(OH)4 4 第12页，本讲稿共39页铝及其化合物三、铝盐和铝酸盐三、铝盐和铝酸盐三、铝盐和铝酸盐三、铝盐和铝酸盐1.1.铝盐和铝酸盐的形成及水解性铝盐和铝酸盐的形成及水解性铝盐和铝酸盐的形成及水解性铝盐和铝酸盐的形成及水解性金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应得到铝盐，与碱反应生成金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应

23、得到铝盐，与碱反应生成铝酸盐。铝酸盐。铝酸盐水解使溶液显碱性，水解反应式如下：铝酸盐水解使溶液显碱性，水解反应式如下：Al(OH)4-Al(OH)3+OH-在这溶液中通人在这溶液中通人CO2,将促进水解的进行而得到真正的氢氧化铝沉淀。将促进水解的进行而得到真正的氢氧化铝沉淀。工业上利用此反应从铝土矿制取纯工业上利用此反应从铝土矿制取纯Al(OH)3和和Al2O3。方法是：方法是：先将铝土矿与烧碱共热，使矿石中的先将铝土矿与烧碱共热，使矿石中的Al2O3转变为可溶性的偏铝酸转变为可溶性的偏铝酸钠钠NaAl(OH)4而溶于永，然后通人而溶于永，然后通人CO2，即得到即得到Al(OH)3沉淀，滤出沉

24、淀，滤出沉淀，经过煅烧即成沉淀，经过煅烧即成Al2O3。第13页，本讲稿共39页铝及其化合物2.2.几种重要的盐几种重要的盐几种重要的盐几种重要的盐（1）、卤化物）、卤化物除除Tl(III)价碘化物尚未发现外，其余每一个元素的四种卤化物价碘化物尚未发现外，其余每一个元素的四种卤化物均都知道。均都知道。TlI+I2=TlI3不是不是Tl的三价化合物的三价化合物,而是而是Tl(I)的三碘化物的三碘化物TlI(I3),有意思的是有意思的是Tl(I)、Tl(III)的碘化物的化学计量正好相同。的碘化物的化学计量正好相同。三氯化铝的结构与性质：三氯化铝的结构与性质：三氯化铝溶于有机溶剂或处于熔融状态时都

25、以共价的二聚分子三氯化铝溶于有机溶剂或处于熔融状态时都以共价的二聚分子Al2Cl6形式形式存在存在。在这种分子中有。在这种分子中有氯桥键氯桥键（三中心四电子键三中心四电子键），与），与B2H6的桥式结构形式上相似，但本质不同。的桥式结构形式上相似，但本质不同。因为因为AlCl3为缺电子分子，为缺电子分子，Al倾向于接受电子对形成倾向于接受电子对形成sp3杂杂化轨道。两个化轨道。两个AlCl3分子间发生分子间发生ClAl的电子对授予而配位，形的电子对授予而配位，形成成Al2Cl6分子。分子。氯化铝中有氯桥键氯化铝中有氯桥键（三中心四电子键）（三中心四电子键）第14页，本讲稿共39页铝及其化合物当

26、当当当AlAl2 2ClCl6 6溶于水中时，它立即解离为溶于水中时，它立即解离为溶于水中时，它立即解离为溶于水中时，它立即解离为Al(HAl(H2 2O)O)6 63+3+和和和和ClCl-离子并离子并离子并离子并强烈地水解。强烈地水解。强烈地水解。强烈地水解。AlClAlCl3 3还容易与电子对给予体形成配离子还容易与电子对给予体形成配离子还容易与电子对给予体形成配离子还容易与电子对给予体形成配离子(如如如如AlClAlCl4 4-)和加合物和加合物和加合物和加合物(如如如如AlClAlCl3 3 NHNH3 3)。这一性质使它成为有机合成中这一性质使它成为有机合成中这一性质使它成为有机合

27、成中这一性质使它成为有机合成中常用的催化剂。常用的催化剂。常用的催化剂。常用的催化剂。AlBrAlBr3 3和和和和AlIAlI3 3往在结构和性质上与往在结构和性质上与往在结构和性质上与往在结构和性质上与AlClAlCl3 3相似。相似。相似。相似。464464370.6370.6463463*2.512.510 02 2kPakPa下下下下15641564熔点熔点熔点熔点/KK棕色片状晶棕色片状晶棕色片状晶棕色片状晶体（含向量体（含向量体（含向量体（含向量I I2 2）无色晶体无色晶体无色晶体无色晶体白色晶体白色晶体白色晶体白色晶体无色晶体无色晶体无色晶体无色晶体常温下状态常温下状态常温下

28、状态常温下状态633633536.4536.4455.9455.9-沸点沸点沸点沸点/KKAlIAlI3 3AlBrAlBr3 3AlClAlCl3 3AlFAlF3 3三卤化铝的一些物理性质三卤化铝的一些物理性质三卤化铝的一些物理性质三卤化铝的一些物理性质第15页，本讲稿共39页铝及其化合物（2 2）碱式氯化铝）碱式氯化铝）碱式氯化铝）碱式氯化铝工业上用下面方法制取工业上用下面方法制取AlCl3。Al（熔融）熔融）+2Cl2=2AlCl3Al2O3+3Cl2+3C=2AlCl3+3CO湿法：湿法：2Al+6HCl=2AlCl3+H2 用湿法只能制得用湿法只能制得AlCl36H2O。以铝灰和盐

29、酸以铝灰和盐酸(适量适量)为主要原料，在控制的条件下制得一为主要原料，在控制的条件下制得一种碱式氯化铝。它是由介于种碱式氯化铝。它是由介于AlCl3和和Al(OH)3之间一系列中间水之间一系列中间水解产物聚合而成的高分子化合物，且有桥式结构，它有强的吸解产物聚合而成的高分子化合物，且有桥式结构，它有强的吸附能力，用作高效净水剂。附能力，用作高效净水剂。Al+HCl+H2OAl2(OH)nCl6-nmTl(III)卤化物除卤化物除TlF3相对稳定以外，相对稳定以外，TlCl3、TlBr3不稳定。不稳定。TlCl3(TlBr3)=TlCl(TlBr)+Cl2(Br2)第16页，本讲稿共39页铝及其

30、化合物（3 3）、硫酸铝和明矾）、硫酸铝和明矾无水硫酸铝无水硫酸铝无水硫酸铝无水硫酸铝AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3为白色粉末。从水溶液中得到为白色粉末。从水溶液中得到为白色粉末。从水溶液中得到为白色粉末。从水溶液中得到的为的为的为的为AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3 18H18H2 2OO。将纯将纯将纯将纯Al(OH)Al(OH)3 3溶于热的浓溶于热的浓溶于热的浓溶于热的浓HH2 2SOSO4 4或者用或者用或者用或者用HH2 2SOSO4 4直接处理铝土矿或粘土都可以直接处理铝土矿或粘土都可以直接处理铝土矿或粘土都可以直接处理铝土矿或粘土都可以制得制得制得制得AlAl2

31、 2(SO(SO4 4)3 3。硫酸铝易与硫酸铝易与硫酸铝易与硫酸铝易与KK+、RbRb+、CsCs+、NHNH4 4+和和和和AgAg+等的硫酸等的硫酸等的硫酸等的硫酸盐结合形成矾，其通式为盐结合形成矾，其通式为盐结合形成矾，其通式为盐结合形成矾，其通式为MAl(SOMAl(SO4 4)2 2 12H12H2 2OO(M(M表示一表示一表示一表示一价金属离子价金属离子价金属离子价金属离子)。硫酸铝钾硫酸铝钾硫酸铝钾硫酸铝钾KAl(SOKAl(SO4 4)2 2 12H12H2 2OO叫做铝钾矾，俗称明叫做铝钾矾，俗称明叫做铝钾矾，俗称明叫做铝钾矾，俗称明矾矾矾矾，它是无色晶体。，它是无色晶体

32、。，它是无色晶体。，它是无色晶体。第17页，本讲稿共39页周期表中的对角线关系周期表相邻两族位于从左上到右下的对角线上的周期表相邻两族位于从左上到右下的对角线上的周期表相邻两族位于从左上到右下的对角线上的周期表相邻两族位于从左上到右下的对角线上的元素有许多相似之处。例如锂的碳酸盐在水中溶解元素有许多相似之处。例如锂的碳酸盐在水中溶解元素有许多相似之处。例如锂的碳酸盐在水中溶解元素有许多相似之处。例如锂的碳酸盐在水中溶解度不大，氟化锂也难溶，锂在空气中燃烧不会生成度不大，氟化锂也难溶，锂在空气中燃烧不会生成度不大，氟化锂也难溶，锂在空气中燃烧不会生成度不大，氟化锂也难溶，锂在空气中燃烧不会生成过

33、氧化物，同时却会生成氮化锂，这些性质跟其他过氧化物，同时却会生成氮化锂，这些性质跟其他过氧化物，同时却会生成氮化锂，这些性质跟其他过氧化物，同时却会生成氮化锂，这些性质跟其他碱金属元素相去甚远，却跟处于周期表右下方对角碱金属元素相去甚远，却跟处于周期表右下方对角碱金属元素相去甚远，却跟处于周期表右下方对角碱金属元素相去甚远，却跟处于周期表右下方对角线上的镁相似线上的镁相似线上的镁相似线上的镁相似对角线规则。这种相似性比较明显对角线规则。这种相似性比较明显对角线规则。这种相似性比较明显对角线规则。这种相似性比较明显地表现在地表现在地表现在地表现在LiLi和和和和MgMg、BeBe和和和和AlAl

34、、B B和和和和SiSi三对元素之间。三对元素之间。三对元素之间。三对元素之间。第18页，本讲稿共39页周期表中的对角线关系由于由于Mg2+的电荷较高半径又小于的电荷较高半径又小于Na+，它的离子它的离子极化力与极化力与Li+接近，于是接近，于是Li+便与它右下方的便与它右下方的Mg2+在性在性质上显示出某些相似性。质上显示出某些相似性。第19页，本讲稿共39页镓分族镓、铟和铊这三种元素是在研究光谱时发现的。镓、铟和铊这三种元素是在研究光谱时发现的。镓、铟和铊这三种元素是在研究光谱时发现的。镓、铟和铊这三种元素是在研究光谱时发现的。由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受到了限由于镓较昂贵，毒性又

35、很大，故其应用受到了限由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受到了限由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受到了限制。约有制。约有制。约有制。约有80%80%的镓和铟用于电子工业。的镓和铟用于电子工业。的镓和铟用于电子工业。的镓和铟用于电子工业。它们是它们是它们是它们是P P型半导体的掺杂剂型半导体的掺杂剂型半导体的掺杂剂型半导体的掺杂剂,也可以制也可以制也可以制也可以制IIIIIIV V族族族族元素的半导体化合物元素的半导体化合物元素的半导体化合物元素的半导体化合物,如砷化镓如砷化镓如砷化镓如砷化镓GaAs,GaAs,它是继砷、它是继砷、它是继砷、它是继砷、硅之后的硅之后的硅之后的硅之后的第三种重要

36、的半导体材料第三种重要的半导体材料第三种重要的半导体材料第三种重要的半导体材料,可作为光电管使可作为光电管使可作为光电管使可作为光电管使用。用。用。用。镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制易熔合镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制易熔合镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制易熔合镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制易熔合金，含铟金，含铟金，含铟金，含铟25%25%的镓合金在的镓合金在的镓合金在的镓合金在289289KK时熔化，用于自动喷时熔化，用于自动喷时熔化，用于自动喷时熔化，用于自动喷水灭火装置中。水灭火装置中。水灭火装置中。水灭火装置中。含铟量较高的焊接剂含铟量较高的焊接剂含铟量较高的焊接

37、剂含铟量较高的焊接剂,具有特殊性具有特殊性具有特殊性具有特殊性,用它可把金属用它可把金属用它可把金属用它可把金属焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接到非金属部焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接到非金属部焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接到非金属部焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接到非金属部件上。件上。件上。件上。InInPbPb、InInSnSn合金抗碱腐蚀，用于化工器械合金抗碱腐蚀，用于化工器械合金抗碱腐蚀，用于化工器械合金抗碱腐蚀，用于化工器械的焊接。的焊接。的焊接。的焊接。第20页，本讲稿共39页镓分族铊主要用于制造各种合金。如铊主要用于制造各种合金。如铊主要用于制造各种合金。如铊主要用于制造各种

38、合金。如:Tl-AgTl-Ag合金具有韧性大合金具有韧性大合金具有韧性大合金具有韧性大,摩擦系数低及抗腐蚀好等特点摩擦系数低及抗腐蚀好等特点摩擦系数低及抗腐蚀好等特点摩擦系数低及抗腐蚀好等特点,被用于制造轴承。被用于制造轴承。被用于制造轴承。被用于制造轴承。TlTlHgHg合金合金合金合金(含含含含8.7%8.7%铊铊铊铊)的凝固点比汞的凝固点低的凝固点比汞的凝固点低的凝固点比汞的凝固点低的凝固点比汞的凝固点低2020KK，故可用在温度计上以替代汞。故可用在温度计上以替代汞。故可用在温度计上以替代汞。故可用在温度计上以替代汞。在灯泡用钨丝中加人很少量的铊，可延长灯丝的寿命。在灯泡用钨丝中加人很

39、少量的铊，可延长灯丝的寿命。在灯泡用钨丝中加人很少量的铊，可延长灯丝的寿命。在灯泡用钨丝中加人很少量的铊，可延长灯丝的寿命。TlTl+离子的大小和性质与碱金属离子和离子的大小和性质与碱金属离子和离子的大小和性质与碱金属离子和离子的大小和性质与碱金属离子和AgAg+离子相似。离子相似。离子相似。离子相似。如如如如TlOHTlOH的水溶液呈的水溶液呈的水溶液呈的水溶液呈强碱性强碱性强碱性强碱性，能吸收，能吸收，能吸收，能吸收COCO2 2；TlXTlX和和和和AgX(XAgX(X为卤素为卤素为卤素为卤素)都难溶于水；都难溶于水；都难溶于水；都难溶于水；TlClTlCl和和和和AgClAgCl都有都

40、有都有都有光敏性光敏性光敏性光敏性等。等。等。等。TlBrTlBr和和和和TlITlI用作红用作红用作红用作红外光纤材料，外光纤材料，外光纤材料，外光纤材料，TlTl2 2S S用于制光电管。用于制光电管。用于制光电管。用于制光电管。TlTl及其化合物都有毒，可制杀鼠药和灭虫药，但它们对及其化合物都有毒，可制杀鼠药和灭虫药，但它们对及其化合物都有毒，可制杀鼠药和灭虫药，但它们对及其化合物都有毒，可制杀鼠药和灭虫药，但它们对人体也有毒害，误食少量钠盐可使毛发脱落，工业废水人体也有毒害，误食少量钠盐可使毛发脱落，工业废水人体也有毒害，误食少量钠盐可使毛发脱落，工业废水人体也有毒害，误食少量钠盐可使

41、毛发脱落，工业废水中不容许含铊。中不容许含铊。中不容许含铊。中不容许含铊。第21页，本讲稿共39页锗、锡、铅的单质一、一、一、一、锗、锡、铅单质的物理性质及用途锗、锡、铅单质的物理性质及用途锗、锡、铅单质的物理性质及用途锗、锡、铅单质的物理性质及用途锗为银白色的硬金属。锗为银白色的硬金属。铅为暗灰色，重而软的金属。铅为暗灰色，重而软的金属。锡有三种同素异性体，常见的为锡有三种同素异性体，常见的为白锡白锡，它有较好的延展性。白，它有较好的延展性。白锡只在锡只在286-434K温度范围内稳定，它在低于温度范围内稳定，它在低于286K时转变为粉末状的时转变为粉末状的灰锡，高于灰锡，高于434K时，转

42、变为脆锡。时，转变为脆锡。这三种元素的常见这三种元素的常见氧化态为氧化态为+IV和和+II。+4氧化态化合物的稳定性是：氧化态化合物的稳定性是：GeSnPb+2氧化态化合物的稳定性是：氧化态化合物的稳定性是：GeSn623623KK升华升华升华升华白色晶体白色晶体白色晶体白色晶体无色晶体无色晶体无色晶体无色晶体11281128KK1563K1563KClCl无色液体无色液体无色液体无色液体223.7223.7KK357K357K无色液体无色液体无色液体无色液体240240KK387.3K387.3K黄色油状液体黄色油状液体黄色油状液体黄色油状液体258258KK378K378K爆炸分爆炸分爆炸

43、分爆炸分解解解解白色粉末升华白色粉末升华白色粉末升华白色粉末升华分解为分解为分解为分解为GeGe和和和和GeCIGeCI4 4白色固体白色固体白色固体白色固体519519KK925K925K白色晶体白色晶体白色晶体白色晶体774774KK1223K1223KBrBr灰白色晶体灰白色晶体灰白色晶体灰白色晶体299.3299.3KK459.7K459.7K无色晶体无色晶体无色晶体无色晶体304304KK475K475K无色晶体无色晶体无色晶体无色晶体395395KK分解分解分解分解淡黄色固淡黄色固淡黄色固淡黄色固体体体体488.7488.7KK893K893K白色晶体白色晶体白色晶体白色晶体646

44、646KK1189K1189KI I橙色晶体橙色晶体橙色晶体橙色晶体417417KK713K713K分解分解分解分解红黄色晶红黄色晶红黄色晶红黄色晶体体体体417.7417.7KK637.7K637.7K黄色晶体黄色晶体黄色晶体黄色晶体分解真分解真分解真分解真空空空空513513KK升华升华升华升华橙色晶体橙色晶体橙色晶体橙色晶体593593KK990K990K金黄色晶金黄色晶金黄色晶金黄色晶体体体体675675KK1227K1227K上表中每格内，第一行为状态第二行为熔点，第三行为沸点。上表中每格内，第一行为状态第二行为熔点，第三行为沸点。第30页，本讲稿共39页锗、锡、铅的化合物GeGe、

45、SnSn、PbPb可形成可形成可形成可形成MXMX4 4和和和和MXMX2 2两种卤化物两种卤化物两种卤化物两种卤化物C C、SiSi只有只有只有只有MXMX4 4一种卤化物一种卤化物一种卤化物一种卤化物GeGe、SnSn、PbPb的卤化物易水解的卤化物易水解的卤化物易水解的卤化物易水解GeGe、SnSn、PbPb的卤化物在过量的卤化物在过量的卤化物在过量的卤化物在过量HXHX或或或或X X-存在下易形存在下易形存在下易形存在下易形成配合物。成配合物。成配合物。成配合物。1 1、四卤化物：常用的、四卤化物：常用的、四卤化物：常用的、四卤化物：常用的MXMX4 4为为为为GeClGeCl4 4和

46、和和和SnClSnCl4 4。这两这两这两这两种化合物在常况下均为种化合物在常况下均为种化合物在常况下均为种化合物在常况下均为液态液态液态液态，它们在空气中因水解，它们在空气中因水解，它们在空气中因水解，它们在空气中因水解而发烟。而发烟。而发烟。而发烟。SnClSnCl4 4用作媒染剂、有机合成上的氯化催化剂用作媒染剂、有机合成上的氯化催化剂用作媒染剂、有机合成上的氯化催化剂用作媒染剂、有机合成上的氯化催化剂及镀锡的试剂。及镀锡的试剂。及镀锡的试剂。及镀锡的试剂。第31页，本讲稿共39页锗、锡、铅的化合物2 2、二卤化物：重要的、二卤化物：重要的、二卤化物：重要的、二卤化物：重要的MXMX2

47、2为为为为氯化亚锡氯化亚锡氯化亚锡氯化亚锡SnClSnCl2 2，它是生产上它是生产上它是生产上它是生产上和化学实验中和化学实验中和化学实验中和化学实验中常用的还原剂。常用的还原剂。常用的还原剂。常用的还原剂。HgClHgCl2 2+SnCl+SnCl2 2=Hg=Hg2 2ClCl2 2(白色白色白色白色)+)+SnClSnCl4 4HgHg2 2ClCl2 2+SnCl+SnCl2 2=Hg(=Hg(黑色黑色黑色黑色)+)+SnClSnCl4 4此反应很灵敏，常用来检验此反应很灵敏，常用来检验此反应很灵敏，常用来检验此反应很灵敏，常用来检验HgHg2+2+和和和和SnSn2+2+的存在。的

48、存在。的存在。的存在。SnClSnCl2 2易水解，配制易水解，配制易水解，配制易水解，配制SnClSnCl2 2溶液时，溶液时，溶液时，溶液时，先将先将先将先将SnClSnCl2 2固体溶解在少固体溶解在少固体溶解在少固体溶解在少量浓盐酸中再稀释量浓盐酸中再稀释量浓盐酸中再稀释量浓盐酸中再稀释。为防止。为防止。为防止。为防止SnSn2+2+氧化，常氧化，常氧化，常氧化，常在新配制的在新配制的在新配制的在新配制的SnClSnCl2 2溶液中加少量金属溶液中加少量金属溶液中加少量金属溶液中加少量金属SnSn。SnClSnCl2 2+H+H2 2O=Sn(OH)Cl(O=Sn(OH)Cl(白色白色

49、白色白色)+)+HClHClPbClPbCl2 2难溶于冷水难溶于冷水难溶于冷水难溶于冷水,易溶于热水易溶于热水易溶于热水易溶于热水,也能溶解于盐酸中。也能溶解于盐酸中。也能溶解于盐酸中。也能溶解于盐酸中。PbClPbCl2 2+2HCl+2HClHH2 2PbClPbCl4 4 PbIPbI2 2为黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成为黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成为黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成为黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成配合物而溶解于配合物而溶解于配合物而溶解于配合物而溶解于KIKI的溶液中。的溶液中。的溶液中。的溶液中。PbIPbI2 2+

50、2KI+2KIKK2 2PblPbl4 4 第32页，本讲稿共39页锗、锡、铅的化合物【硫化物】自学：【硫化物】自学：【硫化物】自学：【硫化物】自学：问题：如何鉴别问题：如何鉴别问题：如何鉴别问题：如何鉴别Sn4+Sn4+和和和和Sn2+Sn2+，如何检验如何检验如何检验如何检验Pb2+Pb2+或或或或S2-S2-，什么用什么用什么用什么用作作作作“金粉金粉金粉金粉”涂料，涂料，涂料，涂料，PbSPbS如何变为如何变为如何变为如何变为PbSO4PbSO4。【铅的一些含氧酸盐】自学：铅的一些含氧酸盐】自学：铅的一些含氧酸盐】自学：铅的一些含氧酸盐】自学：简述：为什么现在山西省禁止汽车使用含铅汽油