非金属元素通论和硼

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1、第十二章非金属元素通论和硼12-1元素的发现、分类及其在自然界的存在12-2非金属元素的通论12-3硼及其化合物12-1元素的发现、分类及其在自然界的存在12-1-1元素的发现和分类金属非金属稀有气体元素发现的时期和分类LrNoMdFmEsCfBkCmAmPuNpPaLuEuPmFrAtReHfTcAsPPbHgAuSbSnAgCuFeSCThErTbCeIrOsTaLaBaICdPdRhRuNbBrVCaKSiAlMgNaBBeLiYbTmHoDyGdSmNdPrAcRaRnPoTlCsXeInRbKrGeGaScArNeFHeUBiPtWTeMoZrYSrSeZnNiC

2、oMnCrTiClONH古代13~17世纪18世纪19世纪上半叶19世纪下半叶20世纪上半叶地壳中主要元素的丰度12-1-2元素在地壳、海洋和大气中的分布元素在地壳中的含量称为丰度，通常以质量分数和原子分数表示。元素OSiAlFeCaNaKMgHTi质量分数/%48.626.37.734.753.452.742.472.000.760.4212-2非金属元素通论非金属元素有22种12-2-1非金属单质的结构和性质一.非金属单质的结构8-N规则：第N族的非金属元素的每个原子可以提供8-N个价电子去与8-N个邻近原子形成8-N个共价（单）键。VII族N=78-N=1双原子分子(

3、F2,Cl2,Br2,I2)零族N=88-N=0单原子分子(He,Ne,Ar,Kr,Xe)VI族N=68-N=2V族N=58-N=3IV族N=48-N=4III族N=38-N=3非金属元素按其单质的结构和性质可分为三类：①小分子物质——单原子分子，双原子分子分子晶体②多原子物质——S8,Sex,P4……分子晶体③大分子物质——C,Si（含链、层）原子晶体二.非金属单质的化学性质(1)与H2O的反应常温下氧化型还原型F2+2e==2F-Eo=2.87VCl2+2e==2Cl-Eo=1.36VBr2+2e==2Br-Eo=1.07VI2+2e==2I-Eo=0.54V氧化性增强

4、还原性增强4H++O2+4e==2H2O(中性溶液)Eo=0.81V12-2-2非金属元素的氢化物12-2-3非金属含氧酸及其盐一、非金属含氧酸的酸性1、ROH规则也可以用ROH规则说明ⅦA中HClO,HBrO,HIO的酸性依次减弱。HClO3,HBrO3,HIO3的酸性也依次减弱2、鲍林规则二、非金属含氧酸及其盐的氧化还原性12-2-4非金属单质的一般制备方法阳极阴极1、氧化法3FeS(s)+12C(s)+8O2(空气)==Fe3O4(s)+12CO(g)+6S(g)4HCl(浓)+MnO2==MnCl2(aq)+2H2O(l)+Cl22、还原法2Ca3(PO4)2(s)

5、+10C(s)+6SiO2(s)==6CaSiO3(s)+10CO(g)+P43、置换反应2KBr(aq)+Cl2(g)==2KCl(aq)+Br2(l)2KI(aq)+Cl2(g)==2KCl(aq)+I2(s)4、电解法2KHF2(l)==2KF(s)+H2(g)+F2(g)12-3硼及其化合物单质硼的制备在1808年由英国的戴维、法国的盖·吕萨克和泰纳完成。自然界中并无天然单质硼存在，常与其他元素共生在一起，如硼镁矿、硼砂等，我国西部地区的内陆盐湖及辽宁、吉林等地都产硼。硼化学的独特性仅是在近40年来由于结构化学的发展才被发现的。近年来硼化合物的化学获得了迅速和多方面

6、的发展，硼化学领域的广阔几乎有可能同碳化学（有机化学）相比美。12-3-1硼的成键特征电子层结构ns2p1缺电子原子（价电子数少于价轨道数）原子半径小（88pm）第一电离能高（801kJ·mol-1）上述特征决定了硼化学的独特性。12-3-2硼的氢化物分类BnHn+4类：B2H6、B5H9、B6H10、B8H12、B10H14……BnHn+6类：B3H9、B4H10、B5H11、B6H14……2.B2H6的分子结构称“三中心二电子”键，用“3c—2e”表示，又称为氢桥。HB⌒B3.B2H6的性质含硼化合物燃烧时，火焰呈现绿色。(2)遇水易离解(1)自燃（3）可做高能（火箭）

7、燃料。（4）硼烷剧毒远超过氰化钾，光气（COCl)等。故常使用硼烷的衍生物，如：(C2H5)3B5H6是液体高能燃料；(C2H5)2B10H12和(C4H9)2B10H12等是固体高能燃料。12-3-3硼的重要化合物一、硼砂Na2B4O7·10H2O硼砂为无色透明晶体，在空气中容易失去部分水而风化，加热至380～400℃，完全失去水成为无水盐Na2B4O7，加热到878℃，则熔化为玻璃状物体。硼砂珠实验Na2B4O7+CoO==2NaBO2·Co(BO2)2(宝蓝色)Na2B4O7+NiO==2NaBO2·Ni(B