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Rainy days make me sad(Section A2).ppt

1、无机及分析化学实验无机及分析化学实验B P P区常见区常见元素元素化合物的性质化合物的性质 内容提要 I. P区元素概 况 II. P区常见金属元素性质介 绍 铝、锡、铅、锑、铋铝、锡、铅、锑、铋 III. P区常见非金属元素性质介绍 氮、磷、氧、硫氮、磷、氧、硫 I I. P. P区元素概区元素概 况况 P区 P区包括硼族(IIIA)、碳族(IVA)、氮族(VA)、氧族(VIA) 、卤素(VIIA)、稀有气体(VIIIA)共6个族的元素,目前 共有36种元素。元素的价层电子构型通式为ns2np16 。因为p亚层上具有3条原子轨道,可容纳6个电子, 所以p区包括6个族。 P区各族元素从上到下,

2、因有长周期元素和短周期元 素之分,再加之长周期元素外层ns轨道上惰性电子 对(即不容易成键)的出现,不仅造成了族内元素 的理化性质短周期元素相互接近、长周期元素相互 接近、短周期元素与长周期元素差别较大,且从上 至下高价化合物越来越不稳定、低价化合物越来越 稳定。但总的趋势仍然是同一周期的元素从左到右 金属性渐弱、非金属性渐强;同一族的元素从上到 下金属性渐强、非金属性渐弱共同造成的。 P区的金属元素没有S区金属元素活泼,它们的代表 氧化物及其化合物,除铊和钋的呈弱碱性,其余大 多数呈两性,锑和铋甚至还呈弱酸性。 P区的非金属元素多数既具有氧化性又具有还原性。 当它们与比自己电负性低的金属元素

3、化合时,都表 现出氧化性,但因电负性差值的大小不同而异:电 负性差值小于1.7的,容易形成共价型化合物;电负 性差值大于1.7的,容易形成离子型化合物。当非金 属元素之间相互化合时,电负性大的就表现为氧化 性,电负性小的就表现为还原性,但都是形成共价 化合物。非金属元素中的代表氧化物,绝大多数都 呈酸性。 电负性数据 增 减 II II. P. P区区常见金属常见金属元素性质元素性质介介 绍绍 :3s23p1,常表现为+3价态,活泼金属 典型的两性元素:纯铝在冷浓HNO3、H2SO4中钝化,表 面形成氧化物膜,可被NaCl和NaOH所蚀。和稀酸和碱溶 液反应: 2Al + 6H+ 2Al3+

4、+ 3H2 2Al + 2OH- + 6H2O 2Al(OH)4- + 3H2 碱性条件下与NaNO3的反应: 1. 氢氧化铝: Al(OH)3 两性: Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH Al(OH)4 8Al + 5OH + 3NO3 + 18H2O 8Al(OH)4 + 3NH3 2. 铝的卤化物:AlX3 Al3+的极化能力强,与不易变形的F-形成离子化合 物,与Cl-、Br-、I-形成极性共价化合物。 AlCl3水解激烈 : Al 3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ 潮湿空气中的AlCl3,白雾为HCl 3. 铝的含氧酸 盐 铝盐

5、中均含Al3+, 水溶液中以Al(H2O)63+存在,加入 CO32-或S2-,可促进水解: 2Al 3+ + 3CO3 (S2-)+ 6H2O 2Al(OH)3 + 3CO2(H2S) 2 锡和铅 Sn、Sn(II)的还原性 Pb(IV)的氧化性 3Sn + 2Sb3+ 3Sn2+ + 2Sb 5PbO2 + 2Mn2+ + 4H+ 2MnO4 + 5Pb2+ + 2H2O ( PbSO4 + H2SO4() Pb2+ + 2HSO4 ) 3Sn2+ + 2Bi3+ + 18OH 3Sn(OH)6 + 2Bi 2 2PbO2 + 2H2SO4() 2PbSO4 + O2 + 2H2O PbO

6、2 + 4HCl () PbCl2 + Cl2 + 2H2O 酸碱性与氧化性的递变规律: Sn(OH)4 Pb(OH)4 PbO2 氧化性减弱,酸性增强 Sn(OH)2Pb(OH)2 酸 性 增 强 碱 性 增 强 碱性增强,还原性减弱 1. 氢氧化 物 适量OH- H+ 适量OH- H+ 适量OH- HNO3或HAc 过量OH- 过量OH- 过量OH- 放置 浓HNO3 2. 锡、铅的盐 类 (1) 水解 : (2) 铅(II)的难溶盐: 少数可溶:Pb(NO3)2, Pb(Ac)2 多数难溶: 浓HCl PbSO4(白) PbCl2(白) PbI2(黄) PbCrO4 (黄) Pb(HSO

7、4)2 PbCl42- PbI42- Pb2+ Cr2O72- I- OH- 浓H2SO4 HNO3 Pb(OH)3- Pb2+ Sn2+ + Cl + H2O Sn(OH)Cl + H+ SnCl4 + 6H2O -H2Sn(OH)6 + 4HCl 2Pb2+ + 2CO3 + H2O Pb(OH)2CO3 + CO2 2 3. 锡、铅的卤化 物 SnCl2、SnCl4、PbCl2都能和Cl- 形成配离子SnCl3- 、SnCl62-、PbCl42- Sn2+和X-形成配离子的稳定性次序是 F-Cl-Br- Pb2+和X-形成配离子的稳定性次序是 I-Br-Cl-F- 4. 锡、铅的硫化物

8、SnS(棕) SnS2(黄) PbS(黑) PbS2 (1) 均不溶于稀盐酸 (2)配位溶解(浓HCl) (3) 碱溶 (SnS, PbS不溶) (4) 氧化碱溶 (SnS2,PbS不溶) (硫代锡酸根) SnS32-不稳定,遇酸分解 (5)PbS与HNO3作用 3PbS + 2NO3 + 8H+ 3Pb2+ + 2NO + 3S + 4H2O SnS + 2H+ + 4Cl - SnCl4 + H2S 2 PbS + 2H+ + 4Cl - PbCl4 + H2S 2 Sn2S + 4H+ + 6Cl - SnCl4 + 2H2S 2 3SnS2 + 6OH SnO3 + 2SnS3 + 3

9、H2O 22 2 2 3SnS2 + S SnS3 2 2 SnS + S2 SnS3 2 SnS3 + 2H+ SnS2 (s,黄) + H2S 锑和铋 1. 氧化物及其水合 物 水 溶 性 晶体结构 对应水合物 分子晶体离子晶体 Sb2O3(白)Bi2O3(黄) Sb(OH)3 两性偏碱 Bi(OH)3 碱性(微两性) 难溶,两性 极难溶,碱性 Sb2O3 + 6H+ 2Sb3+ + 3H2O Sb(OH)3 + 3H+ 2Sb3+ + 3H2O Bi(OH)3在40%NaOH溶液中加热才溶解 Sb(OH)3 + OH Sb(OH)4 Sb2O3 + 6OH- 2SbO3 + 3H2O 3

10、 2. 氢氧化物或含氧酸盐的氧化还原 性 (可用H2O2代替Cl2 ) NaSb(OH)6 + 2I - + 6H+ I2 + Sb3+ + Na+ + 6H2O 3. 硫化 物 Sb2S3(橙) Bi2S3(黑色) Sb2S5(橙) Bi2S5 性质:(1) 均不溶于水和稀酸 5NaBiO3 + 2Mn2+ + 14H+ 2MnO4 + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O Bi(OH)3 + Cl2 + Na+ + 3OH NaBiO3(s,土黄) + 2Cl + 3H2O Sb(OH)4 + Cl2 + Na+ + 2OH NaSb(OH)6(s,白) + 2Cl (2) 配位溶解(浓

11、HCl) (3)碱溶 NaOH Na2S Sb2S3 + 12Cl + 6H+ 2SbCl6 + 3H2S 3 Bi2S3 + 8Cl + 6H+ 2BiCl4 + 3H2S Sb2S5 + 12Cl + 6H+ 2SbCl6 + 2S + 3H2S 3 (4)氧化碱溶 (5) 与氧化性酸(HNO3)作用 Bi2S3 + 2NO3 + 8H+ 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O IIIIII. P. P区区常见非金属常见非金属元素性质元素性质介绍介绍 氮 1. 氮的氢化 物 (1)氨 (NH3) 结构: N:sp3杂化,三角锥形 实验室制备 : 工 业制备 : NH3的性质 a. 易溶于水,易形成一元弱碱 b. 强还原性 c. 加合反应 d. 取代反应 2NH3 + 2Na 2NaNH2 + H2 350C H+ + NH3 NH4 + Ag+ + NH3 Ag(NH3)2+ (2)铵盐 a. 铵盐一般为无色晶体,绝大多数易溶于水 水解: NH4+ + H2O NH3 + H3O+ b. NH4+的鉴定 石蕊试纸法(红 蓝) Nessler试剂(K2HgI4) 红棕到深褐c. 热稳定性差 2. 氮的含氧酸及其盐 (1)亚硝酸(HNO2) a.不稳定 (蓝色 ) b. 弱酸 (2)亚硝酸盐 a. 绝

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