无机与分化-非金属元素.ppt

在H3BO3的晶体中，每个B 原子以三个sp2杂化轨道与三个O 原子结合成平面三角形结构（平面三角形的BO3是构成B2O3，硼酸和多硼酸的基本结构单元），每个O 原子除以共价键与1个B原子和1个H原子相结合外，还通过氢键与另一个H3BO3单元中的H原子结合而连成片层结构，层与层之间则以微弱的范德华力相吸引。所以硼酸晶体是片状的，有滑腻感，可作润滑剂。 (1)H3BO3是白色片状晶体，微溶于水（273K时溶解度为6.35g/(100gH2O)），加热时，由于晶体中的部分氢键断裂，溶解度增大（373K时溶解度为27.6 g/(100gH2O)）。 (2)H3BO3是个一元弱酸，Ka=5.8×10-10，它之所以有弱酸性并不是它本身电离出质子，而是由于B是缺电子原子，它加合了来自H2O分子中的OH（其中O原子上的孤对电子对向B原子的空的P轨道上配位）而释放出离子： (3)硼酸的这种电离方式表现出了硼化合物是缺电子特点。所以硼酸是一个典型的路易士酸，它的酸性可因加入甘露醇或甘油（丙三醇）而大为增强，例如硼酸溶液的pH≈5~6，加入甘油后，pH≈3~4。表现出一元酸的性质，可用强碱来滴定。 2H2BO3-硼酸二氢根 当太阳光通过大气层的时候，CO2吸收波长13~17m的红外线，着如同给地球罩上一层硕大无比的塑料薄膜，留住温暖的红外线，不让它散失掉，使地球成为昼夜温差不太悬殊的温室。CO2的温室效应为生命提供了舒适的生活环境。它还为生命提供了基本的材料，它是绿色植物进行光和作用的原料。绿色植物每年通过光和作用，将大气里CO2含的15 000亿吨碳，变成纤维素、淀粉和蛋白质，并且放出O2气，供给动物和人类食用。 绿色植物一直维持着大气中O2和CO2的平衡，但近年来随着全世界工业的高速发展和由此带来的海洋污染，使大气中CO2越来越多，据估计每年约增加百万分之二到四。这被认为是对世界气温普遍升高有影响的一个重要因素。 CO2是酸性氧化物，它能与碱反应。工业上，纯碱Na2CO3、小苏打NaHCO3、碳酸氢氨NH4HCO3、铅白颜料Pb(OH) 2PbCO3、啤酒、饮料、干冰等生产中都要食用大量的CO2 。 一般讲， CO2不助燃，空气中含CO2量达到2.5%时，火焰就会熄灭。所以CO2是目前大量使用的灭火剂。但着火的镁条在CO2气中能继续燃烧，说明CO2不助燃也是相对的： CO2不活泼，但在高温下能与碳或活泼的金属镁、铅等反应： CO2虽然无毒，但若在空气中的含量过高，也会使人因为缺氧而发生窒息的危险。人进入地窖时应手持燃着的蜡烛，若烛灭，表示窖内CO2浓度过高，暂不宜进入。 在工业上可利用煅烧石灰石生产石灰以及通过酿造工业而得到大量的CO2副产物。 在实验室中则常用碳酸盐和盐酸作用来制备CO2： CO2临界温度高，加压时易液化，液态CO2的汽化热很高，217K时为25.1kJ·mol。当液态CO2自由蒸发汽化时，一部分CO2被冷凝成雪花状的固体，这固体俗称“干冰”。它是分子晶体。在常压下，干冰不经熔化，于194.5K时直接升华气化，因此常用来做制冷剂 在同极强的酸性氧化物(如P2O5或AsO5)或酸反应时, H3BO3被迫表现出弱碱性： 羰基化合物一般是剧毒的。CO对动物和人类的高度毒性亦产生于它的加合作用，它能与血液中的血红素（一种Fe的配合物）结合生成羰基化合物，使血液失去输送氧的作用，导致组织低氧症，如果血液中50%的血红素与CO结合，即可引起心肌坏死。空气中只要有1/800体积比的CO就能使人在半小时内死亡。 碳酸盐：铵和碱金属（Li除外）的碳酸盐易溶于水。其它金属的碳酸盐难溶于水。例如(NH4)2CO3、Na2CO3、K2CO3等易溶于水，CaCO3、MgCO3等难溶于水。 碳酸氢盐：对于难溶的碳酸盐来说，其相应的碳酸氢盐却有较大的溶解度。例如难溶的碳酸钙矿石在CO2和水的长期侵蚀下，可以部分地转变为Ca(HCO3)2而溶解： 对于易溶的碳酸盐来说，其相应的碳酸氢盐却有相对较低的溶解度。例如向浓的碳酸氨溶液通入CO2至饱和，便可沉淀出NH4HCO3，这是工业上生产碳铵肥料的基础。 溶解度的反常是由于HCO3 离子通过氢键形成双聚或多聚链状有关： 把等摩尔的NO和NO2的混合物溶解在冰冻的水中或者向亚硝酸盐的冷溶液中加入强酸时，都可以在溶液中生成亚硝酸： HNO2很不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至冷时便会分解成NO、NO2和H2O。 硝酸盐的热稳定性不如亚硝酸盐，硝酸盐受热易分解，硝酸盐的热分解情况复杂，主要分为以下几种： ⑴ 碱金属和碱土金属的无水硝酸盐热分解生成亚硝酸盐和放出O2气： ⑵ 电位顺序在Mg与Cu之间的金属元素的无水硝酸盐热分解时生成相应金属的氧化物，如： (电