大学化学第6章元素化学与无机材料.ppt

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1、第6章元素化学与无机材料Chapter6ElementChemistryandInorganicMaterial6.1单质的物理性质6.2单质的化学性质6.3无机化合物的物理性质6.4无机化合物的化学性质6.5配位化合物6.6无机材料第6章元素化学与无机材料6.1单质的物理性质元素(112)非金属(22)金属(90)普通:Fe(5.1%),Cu,Au(510-7%),Ag(110-5%),Al等(1/3)稀有(2/3)轻稀有金属：Li,Rb,Cs,Be等难熔稀有金属：Ti(1660C),V(1890C),W(3410C),Zr,Nb,Mo,Hf,Ta等稀散金属:Ga

2、,In,Tl,Ge(分散在Al,Si等矿石中)稀土金属:Sc,Y,镧系(共生)等贵稀有金属:Pt,Pd(钯)等放射性稀有金属:锕系,Ra,Po,Th,Pa,U等思考：单质的物理性质主要与什么因素有关？答：单质的物理性质与它们的原子结构或晶体结构有关。由于原子结构或晶体结构具有一定的规律性，因此单质的物理性质也有一定的规律性。6.1.1熔点、沸点和硬度单质的熔点、沸点和硬度一般具有相同的变化趋势，即熔点高的单质其沸点一般也高，硬度也较大。第2、3周期元素的单质从左到右，逐渐升高，第四主族的元素最高，随后降低；第4、5、6周期元素的单质从左到右，逐渐升高，第六副族的元素最高，随后

3、逐渐降低。即：高熔点、高硬度单质集中在中部，其两侧较低。6.1单质的物理性质1.单质的熔点单质的熔点(°C)6.1单质的物理性质2.单质的沸点图6.2单质的沸点(°C)6.1单质的物理性质3.单质的硬度图6.3单质的硬度(莫氏)6.1单质的物理性质4.主族元素的晶体类型6.1单质的物理性质5.非金属单质的晶体结构非金属单质的分子和晶体结构示意图金属晶体6.1单质的物理性质碳的同素异形体金刚石：sp3网格状硬度大石墨：sp2片层状润滑性、导电性C60：类sp2球烯多种优异性能碳的同素异形体石墨C60金刚石6.1单质的物理性质C60的发现C60结构图1996年Kroto,Smal

4、ley及Curl三位教授因首先发现（1985）C60而荣获瑞典皇家科学院颁发的诺贝尔化学奖。H.W.克鲁托HaroldW.KrotoR.E.史沫莱RichardE.SmalleyR.F.柯尔RobertF.Curl6.1单质的物理性质6.1.2单质的导电性导体：金属能三维导电，是电的良导体绝缘体：许多非金属单质不能导电，是绝缘体半导体：介于导体与绝缘体之间的是半导体，如Si、Ge等思考：单质中最好的导体是谁？答：(1)Ag、Cu、Au、Al等是最好的导电材料。(2)Ag、Au价格昂贵，只用于电子器件连接点等特殊场合；(3)Al、Cu广泛用于电器工业，Al的电导率低于Cu，但密

5、度小，因此Al代替Cu作高压电缆。6.1单质的物理性质图6.6单质的电导率(MS·m-1)6.1单质的物理性质6.1单质的物理性质6.2单质的化学性质6.3无机化合物的物理性质6.4无机化合物的化学性质6.5配位化合物6.6无机材料第6章元素化学与无机材料6.2.1金属单质的还原性思考1：金属单质的还原性主要与哪些因素有关？答：从结构因素考虑，主要与元素的核电荷数、原子半径和最外层电子数有关。思考2：金属单质的还原性主要体现在哪些反应上？金属与氧的作用金属置换氢的能力6.2单质的化学性质1.金属单质活泼性规律同一周期:短周期:左到右金属单质的还原性逐渐减弱。长周期:递变情况和

6、短周期一致，但较为缓慢，也有例外。同一族自上而下主副族变化规律相反（ⅢB与相邻的主族一致）。氧化性增强氧化性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强不明显还原性增强ⅠAⅡAⅢAⅦAⅢBⅣBⅡB金属单质活泼性规律6.2单质的化学性质2.温度对单质活泼性的影响*在873K时，单质与氧气结合的能力由强到弱的顺序大致为：Ca、Mg、Al、Ti、Si、Mn、Na、Cr、Zn、Fe、H2、C、Co、Ni、Cu这一顺序与常温时单质的活泼性递变情况并不完全一致。温度会影响金属与氧气反应的产物。对于氧化值可变的金属来说，高温下生成低氧化值的金属氧化物的倾向较大，而常温下生成高氧化值的金属氧

7、化物的倾向较大。例如，铁在高温下以生成FeO为主,常温时则以Fe2O3为主。rGm(T)≈rHm(298.15K)T.rSm(298.15K)一些单质与氧气反应的rGm(T)与温度的近似关系6.2单质的化学性质3.金属与氧的作用过氧化物和超氧化物都是固体储氧物质，它们与水反应会放出氧气，又可吸收CO2并产生O2气，所以较易制备的KO2常用于急救器或装在防毒面具中:正常氧化物：Li2O、BeO、MgO等，在空气中生成氧化物过氧化物：(除Li、Be、Mg外)，在纯O2中生成过氧化物。超氧化物：K、