[理学]第18章无机化学.ppt

1. 原子结构和氧化态方面特征： (1) 电负性大，价电子多 (氮族、氧族、卤族) (2) 半径小，易获得电子； (3) 多显 (n-8) 负价 (n为族数)：X－，O2－离子 同时也可形成 显正价化合物； (含氧酸/氧化物、卤化物) 3．单质的主要化学性质： (1) 易形成简单或多原子阴离子 (Cl-, S2-, Sx2-等 )； (2)氧化物多为酸性氧化物，易与碱形成含氧酸盐; (3) 单质不易与水 (F2除外) 及稀酸作用，可与氧化性酸及碱作用: P604 化学反应方程式 F2: 与H2O或碱反应放出O2 X2(Cl2, Br2, I2), S, P: 在碱溶液中发生歧化反应 准金属 (Si, B): 与浓碱反应产生H2 除碳氮氧外，非金属单质可和碱溶液反应，对于有变价的非金属元素主要发生歧化反应： 硅、硼则从碱中置换出氢气： 其他反应情况: 活泼的非金属(F2, Cl2, Br2, O2, P,S)与金属元素形成卤化物、氧化物、硫化物、氢化物或含氧酸盐等； 非金属元素之间形成各种化合物: 氧化物/卤化物等 大部分非金属单质不与水反应，卤素仅部分地与水反应，碳在赤热条件下才与水蒸气反应； 非金属一般不与非氧化性稀酸反应; 硼、碳、磷、硫、碘、砷等被浓HNO3，浓H2SO4 及王水氧化，硅在含氧酸中被钝化，只能在有氧化剂存在的条件下与氢氟酸 (HF) 反应。 非金属元素都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物 ( RHn )，在通常情况下它们为气体或挥发性液体； B2H6/ CH4/SiH4/ NH3/AsH3/PH3/ H2O/ H2Se/ HX 它们的熔点、沸点都按元素在周期表中所处的族和周期呈周期性的变化。 影响无氧酸强度的主要因素: 键能和电子亲合能。 即与H直接相连的非金属元素原子的电子云密度，若该原子的电子云密度越大，对质子的吸引力越强，酸性越小，反之则酸性越大。 HF HCl HBr HI H2O HF (电子亲和能) 1、含氧酸的形成： 非金属元素氧化物的水合物——含氧酸可看成含有一个或多个OH基团的氢氧化物，即 R(OH)n。 作为这类化合物的中心原子R，它周围能结合多少个OH，取决于R+n的电荷数及半径大小 2. 含氧酸酸强度的影响因素及变化规律 3、含氧酸及酸根的结构 第二周期：sp2杂化, 平面三角形 除σ键外，有p-p ?及大 ? ab 键 第三周期：sp3杂化，四面体，除σ键外(R?O配键)外，有d-p π键 第四、五周期: sp3或sp3d2 四面体或八面体结构 , σ键。 　第2周期的成酸元素没有d轨道，中心原子用sp2杂化轨道分别与3个氧原子形成?健。这些中心原子R的一个空2p轨道和氧原子有电子的2p轨道形成离域?键。RO3n-离子都是? 46大?键，为平面三角形(NO3-、CO32-)。 　 第3周期的成酸元素原子的价电子空间分布为四面体。形成的RO4n-为正四面体。在SiO44-中，Si原子以sp3杂化轨道与4个氧原子形成4个?键；氧原子上的孤电子对与R形成d-p?键 含氧酸ROm-n(OH)n强度的分类： 契劳尼斯(Cheronis, N.D.) 建议按pKa值大小将酸强度分为四类： RO3(OH)n : pKa, －8: 最强酸： RO2(OH)n: pKa≥ －3, 强酸； RO(OH)n: pKa ： 约 2；中强偏弱 R(OH)n pKa ： 7 ～ 14；极弱酸 例1：试推测下列酸的强度。(K1≈10 5N-7) HClO4 HClO3 HClO2 HClO 　105×3-7 105×2-7 105×1-7 105×0-7 　K1= 108 103 10-2 10-7 pKa -8 -3 2 7 　酸的强度为：HClO4 HClO3 HClO2 HClO 例2：试推测下列