非金属单质的化学性质

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1、13.2.3非金属单质的化学性质●概况主要为氧化还原性：既可做氧化剂，也可做还原剂1.与氧(空气)的反应——卤素　不能直接与氧化合——磷　白磷可自燃成P2O5，红磷加热与氧生成P2O5——B、C、S加热，与氧反应生成相应的氧化物：B2O3、CO2、SO2；常温下都是自发的放热反应——氮　与氧在常温下是吸热反应，不自发；3000K以上，自发：雷电、电弧和汽车引擎可引起空气中的氮氧反应N2(g)+O2(g)=====2NO（g）H=180.74kJ/mol;S=0.0248kJ/（mol·K）8/18

2、/202112.与水的反应——卤素常温下即能与水反应X2+H2O=====2H++2X-+1/2O2(1)X2+H2O=====H++X-+HXO(2)F2只发生(1)式，其它卤素主要(2)式，即歧化反应(氧化数部分升高，部分降低)。两类反应进行的程度随原子序数的增大而降低。加酸利于逆反应，加碱利于正反应——硼、碳、硅　高温才与水蒸气作用(注意，非岐化反应)1103K2B+6H2O(g)======2B(OH)3+3H2(g)1273KC+H2O(g)======CO(g)+H2(g)水煤气——氮、磷、氧

3、、硫　高温也不与水反应8/18/202123.与酸的反应——一般不与稀的非氧化性酸反应——碘、硫、磷、碳和硼均能被硝酸或热的浓硫酸氧化，生成氧化物或含氧酸3I2+10HNO3=====6HIO3+10NO(g)+2H2OS+2HNO3=====H2SO4+2NO(g)3P+5HNO3+2H2O=====3H3PO4+5NO(g)3C+4HNO3=====3CO2+4NO(g)+2H2OB(无定型)+HNO3(浓)+H2O=====B(OH)3+NO(g)C+2H2SO4(浓,热)=====CO2+2SO2

4、(g)+2H2O2B+3H2SO4(浓,热)=====2B(OH)3+3SO2(g)8/18/202134.与碱的反应——卤素除氟以外，室温下能与碱溶液歧化反应X2+2OH-=====X-+XO-+H2O（1）3XO-====2X-+XO3-（2）氯室温按反应(1)，在343K时，反应(2)很快；溴常温(1)和(2)都很快，273K以下才生成次溴酸盐；碘与碱反应只能得到碘酸盐——硫和磷　在较浓强碱液能发生歧化反应(比较：与水不反应)3S+6NaOH========2Na2S+Na2SO3+3H2OpH=

5、14,P4+3NaOH========PH3+3NaH2PO28/18/20214——硅与硼　与较浓的强碱溶液作用放出氢气Si1.8+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H22B2.0(无定型)+2NaOH+6H2O===2Na[B(OH)4]+3H2——C、N2、O2、F2无上述类型的反应8/18/2021513.2.4稀有气体1.稀有气体的性质●概况稀有气体属0ⅧA族，包括He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。核外电子层具有2或8电子稳定结构，电离能居同周期元素之首，电子亲核和能小于大于零，难

6、形成化学键，不活泼。1962年前一直称为“惰性气体”。除氡是放射性元素外，另五种气体以总共不足1%体积量存在于大气中，故称稀有气体8/18/20216●物理性质——稀有气体以单原子分子状态存在，原子间仅存在弱的范德华力，主要为色散力，作用力随相对原子质量增大。密度、熔点、沸点、汽化热和临界温度相当低（液化空气有用），随原子序数逐渐升高——He的临界温度最低，最难液化。在2.2K时，液态He会从一种状态相变到另一种状态，2.2K以上的液态He具有一般液体的通性，而低于2.2K的液He有许多反常性质：表面张力

7、极小，黏度只有液氢的1%，流动时几乎无摩擦，该状态称为超流体（Superfluid）。其导热系数是铜的800倍，并且进入了电阻为零的超导状态，也不能在常压下固化8/18/20217化学性质——1962年巴特莱（N.Bartllet）受PtF6氧化O2制得O2[PtF6]的启发，联想到Xe的第一电离能(1170kJ/mol)小于O2的第一电离能(1177kJ/mol)，得出了可能制备Xe[PtF6]的结论。并成功制备了橙黄色固态Xe[PtF6]——进一步发现，相对原子质量较大的稀有气体都能与F2直接化合，

8、并可依物质量的比例控制反应产物（但Kr只能得到KrF2），生成不同氧化态的氟化物，如XeF2、XeF4、XeF6、XeOF4、CsXeF7、XeO3、Na4XeO6、KrF2等。鉴于此，尽管He、Ne和Ar的化合物至今还未曾制得，但已将此类单质由“惰性气体”改名为“稀有气体”8/18/202182.稀有气体的用途——作为“惰性气体”焊接活泼金属、拉制半导体单晶和石英光纤时，He和Ar是重要的保护气体，在气相色谱中He可用作载气