无机化学-主族元素.ppt

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1、P区元素概述理学院化学系：张霞讲授内容P区元素概述。P区同族元素性质递变规律。P区同周期元素性质递变规律。同一元素不同氧化数化合物的性质。P区含氧酸及其盐的酸性、稳定性及氧化性。氧族元素概述。卤族元素概述。丰富的碳家族P区元素概述一、价层电子构型IIIAIVAVAVIAVIIABCNOFAlSiPSClGaGeAsSeBrInSnSbTeITlPbBiPoAtns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5原子半径增大非金属性减弱金属性增强低氧化数稳定性增强高氧化数稳定性减弱P区元素概述惰性电子对效应：IIIA~VA元素自上往下，低氧化数化合物稳定性增强，高氧化数化

2、合物的稳定性减弱。例如：高氧化数低氧化数Si+4稳定+2不稳定Ge+4稳定+2不稳定Sn+4稳定性减弱+2稳定性增强Pb+4不稳定，表现强氧化性+2稳定产生惰性电子对效应的原因？(ns2电子的稳定性）P区同族元素性质递变规律（1）各族第一排（第二周期）元素具有反常性质。例如：N-N(N2H4)O-O(H2O2)F-F键能E/kJ·mol-1159142158P-P(P4)S-S(H2S2)Cl-Cl键能E/kJ·mol-1209264244增加?“通常情况下，同族元素单键键能自上而下递减”P区同族元素性质递变规律（2）中间排（第四周期）元素表现“特殊”性质。例如：VANPAsS

3、bBi（AsCl5不存在，而PCl5和SbCl5均存在）VIIAFClBrIAt（HBrO3、HBrO4氧化性最强）引起As、Br元素特殊性质的原因？有效核电荷数增加P区同族元素性质递变规律（3）各族最后两个元素的部分性质相似。第四周期Ga3+Ge4+As5+离子半径/pm625347第五周期In3+Sn4+Sb5+离子半径/pm817162第六周期Tl3+Pb4+Bi5+离子半径/pm958474原因？P区同族元素性质递变规律（4）同族、同一氧化数的氧化物及其水合物的酸碱性：从上而下酸性减弱，碱性增强。例如：HClOHBrOHIO酸性依次减弱碱性增强应用ROH规则解释原因？（

4、R-O-H规则）用R(OH)n代表氧化物的水合物，R-O-H在水中有两种离解方式：RO-+H+←R-O-H→R+＋OH-(酸式离解)(碱式离解)R-O-H采取何种离解方式与阳离子的极化作用有关。GHCartledge提出以“离子势”衡量阳离子极化作用强弱：酸性两性碱性R-O-H酸碱性>107~10<7值fP区同周期元素性质递变规律（1）卤化物NaFMgF2AlF3SiF4PF5SF6ΔfHmӨ/kJ·mol-1-569-1121-1301-1548-1596-1209熔点/℃99512501040-90-83-51沸点/℃169322391260-86-75-63.8电负性差3

5、.12.82.52.21.91.5晶体类型离子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体分子晶体键的极性极性减弱P区同周期元素性质递变规律（2）氧化物及水合物氧化物的熔、沸点、键的极性与卤化物具有相似的规律。氧化物（最高氧化数）水合物的酸碱性：从左往右，酸性增强，碱性减弱KOHCa(OH)2Ga(OH)3Ge(OH)4H3AsO4H2SeO4HBrO4强碱强碱两性两性偏酸中强酸强酸强酸P区同周期元素性质递变规律（3）氧化还原能力电对Na+/NaMg2+/MgAl3+/AlSiO2/SiH3PO4/PSO42-/SClO4-/Cl2EӨ/V-2.714-2.37-1.66-0.86-0

6、.4120.3561.39氧化型物种的氧化能力增强其它周期主族元素存在类似规律。P区同周期元素性质递变规律（4）氢化物LiH(BeH2)xB2H6CH4NH3H2OHFH氧化数-1-1-1+1+1+1+1主族元素氧化数+1+2+3-4-3-2-1电负性差1.10.60.10.40.91.41.9键的极性极性较强弱极性强极性氢化物类型离子型聚合型共价型P区同周期元素性质递变规律（4）氢化物氢化物与水的反应：氢的氧化数为-1的氢化物与水反应生成氢气：LiH+H2O→LiOH+H2(g)B2H6+4H2O→2H3BO3+6H2(g)氢的氧化数为+1的氢化物与水反应：（1）不与水反应：

7、CH4；（2）与水中H+发生加合反应：NH3；（3）溶于水，离解产生H+。同一元素不同氧化数化合物的性质比较（1）同一元素不同氧化数氧化物的水合物中，通常高氧化数的酸性较强，低氧化数酸性减弱。例：HClOHClO2HClO3HClO4lgKaӨ-7.55-1.9618例外：H5IO6比HIO3酸性弱；H6TeO6比H2TeO3酸性弱。同一元素不同氧化数化合物的性质比较（2）对于非金属性较强的元素，如Cl、Br、N，通常，不稳定酸的氧化性较强，稳定酸的氧化性较弱。例如：HClO4/Cl-HCl