第十五章 p区元素三精选文档.ppt

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1、第十五章 p区元素三本讲稿第一页，共四十一页15.1.1 卤素概述卤素概述15.1.2 卤素单质卤素单质15.1.3 卤素的氢化物卤素的氢化物15.1.4 卤化物卤化物 多卤化物多卤化物 15.1.5 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物15.1 卤族元素卤族元素本讲稿第二页，共四十一页卤族元素的性质变化：卤素(VII)F Cl Br I价电子构型 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5共价半径/pm6499114133电负性3.982.962.66第一电离能/kJmol-116811251114010083.16电子亲和能/kJmol-1-328 -349 -325 -295氧化

2、值 -1-1，1，3，5，715.1.1 卤素概述卤素概述本讲稿第三页，共四十一页1.卤素单质的物理性质：聚集状态分子间力b.p./m.p./颜色g g l s小大-188 -34 59 185 -220 -102 -7 114浅黄 黄绿 红棕 紫F2 Cl2 Br2 I215.1.2 卤素单质卤素单质本讲稿第四页，共四十一页氧化还原性2.卤素单质的化学性质：F2 Cl2 Br2 I2X2 氧化性：强弱X-还原性：弱强2.889 1.360 1.07740.5345：/V)/XX(2-氧化性最强的是F2，还原性最强的是I。结论：本讲稿第五页，共四十一页Cl2+Br-2Cl-+Br2单质氧化性:

3、本讲稿第六页，共四十一页歧化反应：可见：氯水,溴水,碘水的主要成分是单质。在碱存在下，促进X2在H2O中的溶解、歧化。与H2O反应：激烈程度氧化反应：本讲稿第七页，共四十一页歧化反应产物：Cl2常温加热低温Br2I2ClO-ClO-本讲稿第八页，共四十一页Cl2(g)实验室:工业(电解):(氧化手段的选择)3.卤素单质的备：F2 (g)电解:+HF本讲稿第九页，共四十一页Br2(l)氧化剂:(反歧化)纯化：I2(s)海藻为原料：智利硝石为原料：+-+12H10Cl2IOI2)(5ClO6H322过量O2HIMn2I4HMnO2222+-本讲稿第十页，共四十一页常温下,卤化氢都是无色具有刺激性气

4、味的气体。15.1.3 卤素的氢化物卤素的氢化物HFHClHBrHI分解温度/键能/kJmol-1酸性6.373.572.761.40*-83.57-114.18-86.87-50.80*19.52-85.05-66.71-35.1-271.1-92.3-36.4-26.515001000300570432366298弱强分子极性熔点沸点稳定性m.p./b.p./(10-30cm)/kJmol-11.卤化氢性质本讲稿第十一页，共四十一页HClHF复分解反应直接合成法工业：复分解反应实验室：2.卤化氢的制备本讲稿第十二页，共四十一页(X=Br,I)不能用复分解反应卤化物水解HBr和HI实际上能否

5、选用其他酸用复分解反应制备HBr和HI?本讲稿第十三页，共四十一页1.卤化物：2.卤化物的分类:非金属卤化物：等金属卤化物：(A,A,镧系)15.1.4 卤化物卤化物 多卤化物多卤化物 卤素互化物卤素互化物卤素与电负性比较小的元素生成的化合物。本讲稿第十四页，共四十一页性质：熔点：溶解性：导电性：水解性：离子型共价型高低大多易溶于水易溶于有机溶剂水溶液,熔融导电无导电性对应氢氧化物不是强碱的都易水解,产物为氢氧化物或碱式盐易水解,产物为两种酸BX3,SiX4,PCl3金属卤化物非金属卤化物3.卤化物的性质:记：Sn(OH)Cl SbOCl BiOCl本讲稿第十五页，共四十一页卤化物的键型及性质

6、的递变规律：同一周期：从左到右，阳离子电荷数增大，离子半径减小，离子型向共价型过渡，熔沸点下降。例如：NaCl MgCl2 AlCl3 SiCl4b.p./1465 1412 181(升华)57.6 同一金属不同卤素：AlX3 随着X半径的增大，极化率增大，共价成分增多。例如：离子键 共 价 型 AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 b.p./1272 181 253 382本讲稿第十六页，共四十一页 A 的卤化物均为离子键型，随着离子半径的减小，晶格能增大，熔沸点增大。例如：NaF NaCl NaBr NaIm.p./996 801 755 660 同一金属不同氧化值：高氧化值的卤化物

7、共价性显著，熔沸点相对较低。例如：SnCl2 SnCl4；SbCl3 SbCl5m.p./247 -33 73.4 3.5本讲稿第十七页，共四十一页-3I为直线型-4.多卤化物本讲稿第十八页，共四十一页+1HXO次卤酸+3HClO2亚卤酸+5HXO3卤酸+7HXO4高卤酸1.各类卤素含氧酸根的结构(X为sp3杂化)15.1.5 卤素的含氧化合物卤素的含氧化合物本讲稿第十九页，共四十一页2.次卤酸及其盐次卤酸：HClO HBrO HIO2.810-8 2.610-9 2.410-11酸性弱酸()1.495 1.3410.983氧化性稳定性:大小)/VX/XO(-本讲稿第二十页，共四十一页重要反应

8、：漂白粉本讲稿第二十一页，共四十一页3.卤酸及其盐卤酸：HClO3 HBrO3 HIO3酸性：强 强 近中强 酸性1.458 1.513 1.209已获得酸的浓度:40%50%晶体稳定性:大小)/VX/XO(2-3本讲稿第二十二页，共四十一页主要反应:氧化制备鉴定I-、Br-混合溶液本讲稿第二十三页，共四十一页氧化性6V3.1)/ClCl(1.513V)/Br(BrO-22-3=只有在高浓度Cl2气才能实现且难度很大。通常利用碱性条件：0.613V)Br/(BrO 0.89V)/Cl(ClO-3-=本讲稿第二十四页，共四十一页重要卤酸盐：KClO3强氧化性：(与各种易燃物混合后，撞击爆炸着火)

9、KClO3与C12H22O11的混合物的火焰火柴头中的氧化剂(KClO3)本讲稿第二十五页，共四十一页4.高卤酸及其盐偏高碘酸HIO44-=高卤酸：HClO4 HBrO4 H5IO6酸性：酸性 最强 强 弱1.226 1.763 1.60都是强氧化剂,均已获得纯物质,稳定性好。)104.4()/V/XO(XO34-本讲稿第二十六页，共四十一页重要反应：本讲稿第二十七页，共四十一页重要高卤酸盐：高氯酸盐 高氯酸盐多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸盐的溶解度都很小。KClO4稳定性好,用作炸药比KClO3更稳定。NH4ClO4：现代火箭推进剂。Mg(ClO4)2,Ca(ClO4)

10、2可用作干燥剂本讲稿第二十八页，共四十一页5.氯的各种含氧酸性质的比较稳定性:不稳 不稳 相对稳定 稳定可得40%溶液可得固体HClO HClO2 HClO3HClO4酸性：1.495 1.55 1.451.409氧化性(除HClO2)/V)X/(-氧化型本讲稿第二十九页，共四十一页15.2 稀有气体稀有气体15.2.1 稀有气体的发现稀有气体的发现15.2.2 稀有气体的性质和用途稀有气体的性质和用途15.2.3 稀有气体的存在和分离稀有气体的存在和分离15.2.4 稀有气体化合物稀有气体化合物本讲稿第三十页，共四十一页15.2.1 稀有气体的发现稀有气体的发现稀有气体:He Ne Ar K

11、r Xe Rn价层电子构型：ns2np6Ar“第三位小数的胜利”空气分馏氮：1.2572 gL-1化学法制备氮：1.2505gL-1本讲稿第三十一页，共四十一页15.2.2 稀有气体的性质和用途稀有气体的性质和用途 He Ne Ar Kr Xe RnI1/kJmol-1 2372 2087 1527 1357 1176 1043 m.p./-272 -249 -189 -157 -112 -71S/ml/kgH2O 8.6 10.5 33.6 59.4 108 230临界温度临界温度/K 5.25 44.5 150.9 209.4 289.7 378.1 稀有气体的物理性质：本讲稿第三十二页，

12、共四十一页15.2.4 稀有气体化合物稀有气体化合物1.合成：XePtF6(红色晶体)思路：已合成 O2PtF6本讲稿第三十三页，共四十一页2.空间构型VSEPR理论：思考：XeF4和XeF2各为何种分子构型？本讲稿第三十四页，共四十一页15.3 p p区元素化合物性质的递变规律区元素化合物性质的递变规律15.3.1 p区元素氢化物性质的递变规律区元素氢化物性质的递变规律15.3.2 p区元素的氧化物及其水合物区元素的氧化物及其水合物15.3.3 p区元素化合物的氧化还原性区元素化合物的氧化还原性15.3.4 p区元素含氧酸盐的热稳定性区元素含氧酸盐的热稳定性本讲稿第三十五页，共四十一页CH4

13、NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClGeH4AsH3H2SeHBrSnH4SbH3H2TeHI稳定性增强还原性减弱水溶液酸性增强稳定性减弱还原性增强水溶液酸性增强15.3.1 氢化物性质的递变规律氢化物性质的递变规律本讲稿第三十六页，共四十一页以第四周期元素的氢氧化物或含氧酸为例：KOH Ca(OH)2 Ga(OH)3强碱 强碱 两性 Ge(OH)4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4 两性偏酸 中强酸 强酸 强酸酸性增强，碱性减弱15.3.2 p区元素的氧化物及其水合物区元素的氧化物及其水合物本讲稿第三十七页，共四十一页氢氧化物或含氧酸，可记作：(OH)mROnm：羟基氧的个数 n

14、：非羟基氧的个数例：HClO4 即 HOClO3 m=1，n=3酸性的强弱取决于羟基氢的释放难易，而羟基氢的释放又取决于羟基氧的电子密度。若羟基氧的电子密度小,易释放氢,酸性强。Pauling规则：(定性)本讲稿第三十八页，共四十一页H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 羟基氧的电子密度取决于中心原子R的电负性、半径、氧化值非羟基氧的数目 若 R 的电负性大、半径小、氧化值高则羟基氧电子密度小，酸性强；非羟基氧的数目多，可使羟基氧上的电子密度小，酸性强。例如：R电负性 1.90 2.19 2.58 3.16 半径 氧化值非羟基氧 0 1 2 3酸性本讲稿第三十九页，共四十一页酸性 HClO4 HNO3电负性 3.16 3.04n(非羟基氧)3 2酸性 H2S2O7 H2SO4n(非羟基氧)2.5 2缩合程度愈大，酸性愈强。酸性 HClO HClO2 HClO3 HClO4 n(非羟基氧)0 1 2 3 103)HClO4本讲稿第四十一页，共四十一页