第 10章 主族金属元素(二)铝锡铅砷锑铋

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1、第10章主族金属元素（二）铝锡铅砷锑铋【内容】10.1P区元素概述10.2铝10.3锡铅10.4砷锑铋10.5专题讨论惰性电子对效应【要求】1.了解P区元素的特点、共性和递变规律；2.掌握铝及其重要化合物的性质和用途；3.掌握锡和铅及其重要化合物的性质和用途；4.了解砷锑铋及其重要化合物的性质和用途；5.能用惰性电子对效应解释P区金属元素性质的递变规律；10.1P区元素概述p区元素是指元素周期表中ⅢA~ⅧA族的所有元素，分为金属元素(左下角)和非金属元素(右上角)两部分。见表10-1。表10–1

2、元素周期表中的p区元素族周期IAIIAⅢB～ⅧIBIIBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅧA1s　　　　　P区　HeNeArKrXeRn2区　　BCNOF3　　AlSiPSCl4　　　GaGeAsSeBr5d区ds区InSnSbTeI6　　　TlPbBiPoAt1.p区元素原子价层电子构型及性质递变规律p区元素原子的价层电子构型为ns2np1~6，价层除有2个s电子外，还有1~326个p电子，He只有2个s电子。p区元素全属于主族元素，每一族自上而下，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，第Ⅲ

3、A、ⅣA、ⅤA主族元素都是从非金属过渡到金属。p区元素从左到右原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强（稀有气体除外），F是最强的非金属元素。2.p区元素氧化数p区元素除F外，一般都有多种氧化数；除F和O外，其最高正氧化数均等于最外层电子数，即所在族序数，见表10-2。表10-2元素周期表中p区元素的氧化数族ⅢA硼族ⅣA碳族ⅤA氮族ⅥA氧族ⅦA卤族ⅧA稀有气体价层电子构型ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6氧化数+3,(+1)+4,+2+5,+3,(

4、+1)+6,+4,(+2),-2+7,+5,+3,+1,-1+8最高氧化数示例B2O3CO2N2O5SO3Cl2O7Na4XeO6过渡元素后的p区金属元素，由于ns2惰性电子对效应，使其低氧化态自上而下趋于稳定，ⅢA，ⅣA，ⅤA三族表现得特别突出，尤其是第6周期的Tl(﹢1)，Pb(﹢2)，Bi(﹢3)均很稳定，而其最高正氧化态Tl(﹢3)，Pb(﹢4)，Bi(﹢5)不稳定，具有较强的氧化性。3.p区金属元素的特性①熔点低表10-3p区金属的熔点金属AlGaInTlGeSnPbSbBitm/℃6

5、60.3729.78156.6303.5973.4231.88327.5630.5271.3周期表中的p区金属与ⅡB族的Zn(419.6℃)，Cd（320.9℃），Hg(-38.9℃)合称为低熔点元素区。这些金属相互能形成多种重要的低熔点合金.②p区准金属及其某些化合物具有半导体性质,其导电性介于金属和绝缘体之间，如硅、锗、硒、磷化铝、砷化镓等。32③p区金属元素的金属性较弱，Al、Ga、In、Ge、Sn和Pb的单质、氧化物及其水合物均表现出两性，其化合物表现出明显的共价行。④p区金属在自然界都

6、以化合态形式存在，除铝主要是氧化物矿外，其余多为硫化物矿。本章讨论铝、锡、铅，砷、锑、铋。其中砷不是金属，但砷、锑、铋通常称为砷分族元素，性质相似，且递变规律强，所以放在一起讨论。10.2铝10.2.1金属铝铝是地壳中分布最广的金属元素（质量分数为8.3%），在所有元素中仅次于O（45.5%）和Si（25.7%）。铝在自然界中以各种矿物存在，其中最重要的是铝土矿（矾土）Al2O3·xH2O，冰晶石Na3AlF6和明矾石KAl(SO4)2·2Al(OH)3。1．铝的性质铝是银白色的金属，最重要的性

7、质是质轻，密度为2.7g·cm-3，属轻金属，质软，硬度为1.5，熔点为660.37℃，沸点为2467℃。无毒，富有延展性（延性仅次于Au），具有很好的导电性、传热性（导电、导热能力仅次于Ag和Cu），抗氧化、抗酸碱（表面生成一层致密、惰性的氧化膜，最厚达10nm），不发生火花放电，无磁性。铝及其合金能被铸、辗、挤、锻、拉或用机床加工，易于制成各种形状的用材，如电线、包装用薄膜、炊具、建筑材料、航空航天材料等等，使它在国民经济中占有重要地位。铝表面有一层氧化物薄膜，经过阳极化处理，其具有更好的抗

8、腐蚀性和抗磨损性。表10-4常见铝制合金及其主要用途成分铝制合金AlMgCuMnFe、Si主要用途工业纯铝99.70.3铝箔、电缆、导电机件材料等硬铝95～960.2～0.82.0～3.50.2～0.8杂质≤1.3%做管、棒、板、线材以及自由锻件等坚铝93～950.5～22.5～5.50.5～1.20.2～1飞机中仪器零件、航空发动机气缸等镁铝70～9010～30飞机结构材料等32铝的化学性质活泼，具有较强的还原性，(Al3+/Al)=-1.676V，在不同温度下能与O2、Cl2、Br2、I2、