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1、下一頁下一頁上一頁上一頁節目錄下一頁上一頁性質 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望下一頁下一頁上一頁上一頁9-1氫9-1.1氫氣的性質與製備9-1.2氫的反應與用途章目錄章目錄下一頁下一頁上一頁上一頁週期表中的非金屬元素週期表中的非金屬元素節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫的存在宇宙中：存在最多的元素，太空中大部分星球的主要組成是氫。地球上：元素：很少，在較高的大氣層以及火山爆發冒出的氣體。化合物：如水及構成生物體的主要物質醣類、蛋白質、脂肪之中，

2、均有氫的存在。反應：可失一個電子，也可獲一個電子。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁補充資料-氫的同位素名稱 中子數符號原子量含量氫(H)01H1.00783 99.985氘(D)12H2.014000.015氚(T)23H3.016051017節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫氣的物理性質氫氣的物理性質 無色、無味、無臭之氣體，難溶於水。溶點、沸點分別為259、252.7。沸點甚低，難液化，僅次於。氫氣密度為0.08987克升，一切物質中之最者。輕He節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫氣的化學性質氫氣的化學性質氫氣有可燃性而無助燃性，燃燒產生淡色火焰及爆鳴聲；空氣中氫氣的濃度達47

3、5%時，點燃後會急速燃燒，產生爆炸。氫可吸附於上，如Au、Pt、Pd、Ni等，而呈現化學活性，這項特性有助於氫進行化學反應。在和存在時，氫的化性較活潑，可與非金屬元素反應生成分子化合物。藍高溫催化劑金屬催化劑節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫的製備氫的製備(1)-工業上工業上焦碳與水蒸氣的反應(水煤氣)1000C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)水蒸氣與碳氫化合物重整反應節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫的製備氫的製備(2)-金屬與酸金屬與酸活潑金屬(Zn、Mg、Fe、Al)與稀酸(稀鹽酸、稀硫酸)作用產生氫氣。Zn(s)+2HCl(aq)ZnCl2(aq)+H2(g)節目錄節目錄

4、下一頁下一頁上一頁上一頁氫的製備氫的製備(3)-電解法電解法陽極產生氧氣陰極產生氫氣節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫與非金屬的反應在常溫時，分子狀態的氫(H2)是很安定在高溫和催化劑存在時，氫的化性較活潑，可與非金屬元素反應生成分子化合物。燃燒：2H2(g)+O2(g)2H2O(l)照光：H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)加壓、加熱：3H2+N22NH3節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫與金屬的反應氫在高溫時，可與鹼金屬（1A族）及鹼土金屬（2A族）反應，生成化合物。2Na(s)+H2(g)2NaH(s)Ca(s)+H2(g)CaH2(s)金屬氫化物中，氫的氧化數為，電解熔融態的

5、金屬氫化物時，可在極得到氫氣。金屬氫化物與水反應產生氫氧化物及氣，NaH(s)+H2O(l)NaOH(aq)+H2(g)氫離子1陽節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫的用途氫的用途製造無機化合物：合成氨，氯化氫等無機化合物製造有機化合物：合成甲醇等有機化合物。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氫的用途氫的用途節目錄節目錄還原劑：冶金時作為金屬氧化物的還原劑。氫氧焰：氫與氧一起燃燒，所得之氫氧焰溫度高，可用於熔接金屬。下一頁下一頁上一頁上一頁9-2液態空氣與惰性氣體章目錄章目錄下一頁下一頁上一頁上一頁液態空氣製法製法：將空氣加大：將空氣加大 和降低和降低 ，可將其液，可將其液化成液體。化成液

6、體。液態空氣的儲存：存於液態空氣的儲存：存於 瓶瓶。杜瓦壓力溫度節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁液態空氣的性質液態空氣的性質 外觀似水，呈淡藍色。密度(0.875g/mL)，比水小。混合物，沒有固定的沸點。主要成分為氮(沸點196)與氧(沸點183)，將液態空氣徐徐蒸發時，氮的沸點較低先氣化。此為工業上製備氮氣與氧氣的方法。液態氮常作為冷劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁稀有氣體的發現稀有氣體的發現稀有氣體(raregas)包括氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)等六元素，其化學性質非常不活潑，所以又稱為惰性氣體。1894年，拉姆塞和雷利合作，發現氬

7、(argon)1895年拉姆塞從鈾礦中分離出另一種稀有氣體，並將之命名為氦(helium)。後來氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)等陸續被發現。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁惰性氣體的性質惰性氣體的性質物理性質：物理性質：原子序原子序越大越大，熔、沸點，熔、沸點越高越高。化學性質：化學性質：稀有氣體的化性比氮氣更不活潑，皆為稀有氣體的化性比氮氣更不活潑，皆為單單原子分子。原子分子。活性順序：活性順序：氦氦(He)、氖、氖(Ne)、氬、氬(Ar)、氪、氪(Kr)、氙、氙(Xe)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁惰性氣體的性質惰性氣體的性質原子序越大熔沸點越高節目錄節目錄下一頁

8、下一頁上一頁上一頁氦的性質與製備氦的性質與製備性質：性質：無色、無味、無毒的氣體。STP下密度0.18g/L，僅次於氫的最輕氣體。元素中沸點最低，最接近理想氣體。製法：製法：油井天然氣油井天然氣含含氦氦2。將天然氣。將天然氣壓縮冷卻而液化。壓縮冷卻而液化。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氦的用途氦的用途裝填裝填飛船飛船及升空及升空氣球氣球。氦與氧混合供潛水者呼吸預防氦與氧混合供潛水者呼吸預防潛水伕潛水伕病。病。沸點最低的物質，也是最沸點最低的物質，也是最低溫低溫的冷劑的冷劑節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氖氖製法：可由液態空氣分餾時分離。用途：真空放電管中，生紅光，製造廣告牌霓紅燈。氖

9、的紅色光折射率甚小，能透過濃霧，可作機船入港領航之用。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氬氬存在：氬氣空氣中含有微量存在：氬氣空氣中含有微量(1%)外，亦外，亦發現於發現於溫泉溫泉和和火山火山噴出的氣體中。噴出的氣體中。用途：用途：空氣中含量最多之鈍氣。化學活性小，可用以灌充燈泡來保護鎢絲。焊接及高溫冶金時，氬用來保護金屬，不被空氣氧化。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氪氪(Kr)、氙、氙(Xe)製法：氪、氙的沸點比氦、製法：氪、氙的沸點比氦、氖、氬高，放在氖、氬高，放在分餾液態空分餾液態空氣氣時，最後殘留。時，最後殘留。用途：氪用途：氪(Kr)、氙、氙(Xe)在真在真空放電管中，發生空

10、放電管中，發生藍藍色光，色光，作為螢光燈管的填充氣體。作為螢光燈管的填充氣體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁惰性氣體的化合物惰性氣體的化合物 歷史性的發現：1962年加拿大巴勒特混合PtF6與Xe，發現黃色固體產物XePtF6第一個穩定的惰性氣體化合物：XeF4其他惰性氣體化合物：從1962年來相繼製成Kr、Xe、Rn的化合物，而He、Ne、Ar尚無化合物被製造出來。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁9-3鹵素章章目錄目錄9-3.1鹵素的通性9-3.2鹵素的製備與用途9-3.3氫鹵酸9-3.4氯的含氧酸及其鹽類9-3.5鹵化銀下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素的通性鹵素的通性 自然界存在：氟

11、主要存在自然界存在：氟主要存在氟石氟石(CaF2)及冰及冰晶石晶石(Na3AlF6)等礦石中。等礦石中。氯、溴、碘大部份存氯、溴、碘大部份存海水海水，氯氯含量最多。含量最多。通性：通性：電子組態較鈍氣少電子組態較鈍氣少一個一個電子，所以最典型電子，所以最典型化性是鹵陰離子化性。鹵素之價電子組態化性是鹵陰離子化性。鹵素之價電子組態均為均為ns2np5，元素狀態之鹵素以共價分子，元素狀態之鹵素以共價分子狀態存在，即狀態存在，即XX。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素的外觀鹵素的外觀節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素物性鹵素物性鹵素的熔沸點隨原子序增加而增高節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁

12、上一頁鹵素與水的反應鹵素與水的反應氟會將水氧化：2F22H2O4HFO2Cl2、Br2部分與水發生自身氧化還原反應，形成酸性的HX與HOX溶液。Cl2H2OHClHClOBr2H2OHBrHBrO節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素與水的反應鹵素與水的反應I2幾乎不溶於水，可溶於非極性或微極性溶劑鹵素皆可溶於鹼性溶液，Cl2、Br2、I2溶在鹼性中的反應為自身氧化還原反應。Cl22OHClClOH2O3I26OH5IIO33H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素活性大小鹵素活性大小為強氧化劑，有劇毒性，其氧化力F2Cl2Br2I2。故氯可以把溴離子氧化，而溴可以把碘離子氧化。Cl2

13、(g)2Br(aq)Br2(l)2Cl(aq)Br2(l)2I(aq)I2(s)2Br(aq)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氟製備氟製備原理：氟是最強的氧化劑無法用氧化劑將氟離子F氧化而得所以只能經由電解熔鹽中的HF製造。反應式：2HF(l)(KF熔鹽)H2(g)F2(g)HF(l)為分子化合物，不能導電，故將其溶在KF熔鹽中，HF與KF形成K與HF2離子，在電解中扮演傳導電流的角色。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質用途性質用途極毒氣體，具刺鼻味，強腐蝕性。氟的活性最大沒有正的氧化數也沒有含氧酸。用途：同位素的分離：氣態六氟化鈾中的235UF6及238UF6，可藉由擴散法分離。氟

14、氫碳化物取代氟氯碳化物，作為冷媒或冷凍劑、噴霧推進劑，清洗IC等用途。製特夫綸teflon，為四氟乙烯(CF2=CF2)的聚合物：不沾鍋及電熱水瓶的塗附內膜。防止齲齒。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氯製備氯製備工業上：電解濃食鹽水實驗室：原理：利用氧化劑氧化Cl為Cl2。反應式：MnO24HClMnCl2Cl22H2O。2KMnO416HCl5Cl22MnCl22KCl8H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質有刺激臭味、性毒的黃綠色氣體。易與氫氣反應生成氯化氫，照光反應氯溶於水中時，少部分與水起自身氧化還原反應，生成鹽酸及次氯酸。有漂白作用Cl2H2OHClHClO氯在鹼性溶

15、液中可產生自身氧化還原。Cl22OHClClOH2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁用途用途具有消毒、殺菌的作用，可作為自來水、游泳池、醫藥用水、汙水處理的殺菌劑。大部分的氯用於製造各種不同的化學品，如氯化氫、殺蟲劑DDT、除草劑、冷凍劑、染料、藥品、塑膠(如聚氯乙烯PVC、合成橡膠等)、溶劑等。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁用途用途氯本身可充造紙與紡織時的漂白劑，因氯和水作用所產生的次氯酸為一種強氧化劑，可氧化有色物質使其褪色。製造(漂白粉)氯化次氯酸鈣Ca(OCl)Cl、(Ca(OCl)2)。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁溴製備溴製備工業上：先酸化苦滷或鹽井水再以氯氧化Br

16、。Cl22BrBr22Cl實驗室：與製造氯相似利用氧化劑氧化Br為Br2MnO24HBrMnBr2Br22H2O。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質用途性質用途在鹼液中發生自身氧化還原反應3Br26OH5BrBrO33H2O製造汽油添加劑二溴乙烷(C2H4Br2)、農藥、合成染料、醫藥、照相感光片(AgBr)。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁碘製備碘製備工業上：智利硝石中含有少量的碘酸鈉(NaIO3)以亞硫酸還原海藻燃燒後所得灰分含有0.51.5%的I以氯氣氧化。實驗室：與製Cl2相似，以氧化劑氧化IMnO24HIMnI2I22H2O。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質碘易

17、昇華。對水與NaI(aq)的溶解度：碘難溶於水，但易溶於KI(aq)形成I3棕色溶液。I2II3與澱粉的反應：易溶於鹼性溶液中而產生自身氧化還原反應。3I26OH5IIO33H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁碘用途碘用途醫藥用碘酒：製碘酒(I2+KI十C2H5OH)。人體中甲狀腺素的要素：食鹽中添加碘化鈉(NaI)，可預防甲狀腺腫。AgI可用於製造膠片及作為人造雨的晶種。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁實驗室鹵化氫製備實驗室鹵化氫製備HF、HCl：濃硫酸與其鹵化物共熱製得2NaClH2SO4Na2SO42HClHBr、HI：弱氧化力磷酸與其鹵化物共熱製取。NaBrH3PO4NaH2

18、PO4HBr不可用濃硫酸，因為濃硫酸具有較強的氧化力，會將HBr、HI氧化成元素態的Br2與I2。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質物理性質：室溫下皆為無色氣體HF具有很強的分子間作用力(氫鍵)沸點：HFHIHBrHCl化學性質：除氫氟酸為弱酸外，氫氯酸、氫溴酸、氫碘酸皆為強酸酸性強弱：HIHBrHClHF節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氟化氫氟化氫無色、有刺激臭的氣體，易溶於水，溶無色、有刺激臭的氣體，易溶於水，溶液稱為液稱為氫氟酸氫氟酸。氫氟酸能腐蝕氫氟酸能腐蝕玻璃玻璃，可用於玻璃或陶瓷，可用於玻璃或陶瓷藝品的蝕刻。藝品的蝕刻。矽晶圓製程中，也會利用到氫氟酸來浸矽晶圓製程中，

19、也會利用到氫氟酸來浸蝕、清洗、刻畫蝕、清洗、刻畫矽晶矽晶片。片。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氯化氫氯化氫無色、有刺激臭的氣體，易溶於水，溶液稱為氫氯酸，俗稱鹽酸。工業用鹽酸因溶有少量氯化鐵，略帶黃色。鹽酸於室溫下能與活性金屬反應，產生氫氣Zn(s)2HCl(aq)ZnCl2(aq)H2(g)與碳酸鹽反應產生CO2CaCO3(s)2HCl(aq)CaCl2(aq)CO2(g)H2O(l)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹽酸用途實驗室：鹽酸是一種常用的強酸試劑。食品產業：味精、醬油以及轉化澱粉製成葡萄糖等，需用到鹽酸。電鍍工業：鹽酸溶鐵鏽，金屬表面清潔劑。家庭：用鹽酸作為浴盆、馬桶的除

20、垢劑。胃液：含有鹽酸，以便分解所吃的食物。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵素的含氧酸氧化數FClBrI+7無HClO4過氯酸 HBrO4過溴酸 HIO4 過碘酸+5HClO3氯酸HBrO3溴酸HIO3碘酸+3HClO2亞氯酸+1HClO次氯酸 HBrO次溴酸HIO次碘酸節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氯的含氧酸化學式HClOHClO2HClO3HClO4學名次氯酸亞氯酸氯酸過氯酸結構式氧化數+1+3+5+7酸之強度HClO4HClO3HClO2HClO節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁次氯酸（次氯酸（HClO）鹽（）鹽（ClO）製備通氯於冷水中，可反應生成次氯酸：Cl2H2OHCl

21、HClO通氯於鹼液中，可反應生成次氯酸鹽：Cl22NaOHNaOClNaClH2O性質：次氯酸是弱酸，但為極強氧化劑，具有漂白作用。用途：次氯酸鈉可為游泳池的消毒劑及脫臭劑，在家庭可用為漂白劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁亞氯酸（亞氯酸（HClO2）鹽（）鹽（ClO2）製備：通二氧化氯於鹼液中，則分解產生ClO22ClO22OHClO2ClO3H2O亞氯酸是不安定的化合物，但亞氯酸鹽卻是安定化合物。亞氯酸鈉（NaClO2）為白色粉末，是一種強且相當安定的氧化劑，可作造紙及紡織的漂白劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氯酸（氯酸（HClO3）製備：氯酸鋇與硫酸反應Ba(ClO3)2(

22、s)+H2SO4(aq)BaSO4(s)+2HClO3(aq)性質氯酸是一種強酸，其濃度高於40%時，較不安定，會分解出氯和氧。氯酸與有機物混合，可能引起爆炸。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氯酸鉀（氯酸鉀（KClO3）無色透明晶體或白色粉末。強氧化劑，與糖、硫或其他可燃物質相混合時，易發生爆炸。實驗室常使用二氧化錳為催化劑，以加速氯酸鉀的熱分解，而製得氧。氯酸鉀可用於製造炸藥、火柴。氯酸鈉則可作除草劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁過氯酸（過氯酸（HClO4）鹽（）鹽（ClO4）製備：製備：蒸餾過氯酸鉀與濃硫酸的混合液KClO4(s)+H2SO4(aq)KHSO4(aq)+HClO

23、4(aq)性質性質是氯含氧酸中最安定的，極強酸。過氯酸鹽在高溫或敲擊時容易爆炸，通常作為爆炸劑或起爆劑。過氯酸鎂Mg(ClO4)2可做乾燥劑。過氯酸鈉可做為除草劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵化銀鹵化銀 AgFAgClAgBrAgI不沉澱白色沉澱 淡黃沉澱黃色沉澱溶於氨水易不易不易節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁鹵化銀感光劑鹵化銀感光劑照相軟片是塑膠塗上AgBr薄膜，軟片曝光時銀原子沉積在軟片上，未感光的AgBr則用定影液(硫代硫酸鈉Na2S2O3)溶解除去AgBr(s)2S2O32(aq)Ag(S2O3)23(aq)Br(aq)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁9-4氧與硫章

24、目錄章目錄9-4.1氧9-4.2元素硫9-4.3硫的化合物下一頁下一頁上一頁上一頁氧族元素包括五種元素：氧（O）硫（S）硒（Se）碲（Te）釙（Po，放射性）價電子組態：ns2np4。可奪取兩個電子，形成二價負離子或形成兩個共價鍵，以達成安定的鈍氣組態。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁元素氧元素氧存在：在大氣中氧氣的體積約佔大氣的21%，重量為23%。氧在地殼中約占50%。同位素：16O占99.76%，17O占0.04%，18O占0.20%。同素異形體：氧氣O2，臭氧O3。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁製備及性質製備及性質工業上：液態空氣分餾。實驗室：電解水電解水；雙氧水以二氧化錳催

25、化分解；氯酸鉀以二氧化錳催化分解。物理性質：無色，無味，無臭，微溶於水。沸點：183，以下為淡藍色液體。熔點218，以下為灰藍色固體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氧化物及氧的用途氧化物及氧的用途化性活潑，常見氧化態有0、1、2。金屬氧化物均屬於離子化合物，溶於水大多為鹼性。非金屬氧化物多為分子化合物，少數為網狀固體（如SiO2）溶於水大多為酸性。用途：採礦、消毒、殺菌或維持生物的機能；氧氣筒使用於急救、潛水；純氧治療肺炎、貧血、白喉、窒息等；液態氧則可當作火箭燃料。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁元素硫元素硫存在：硫礦分布很廣，常以存在：硫礦分布很廣，常以元素態元素態存在。存在。礦

26、物以礦物以硫化物硫化物或或硫酸鹽硫酸鹽存在。例如：石膏存在。例如：石膏CaSO42H2O、瀉鹽、瀉鹽MgSO47H2O、黃、黃鐵礦鐵礦FeS2節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁同素異形體同素異形體斜方硫(最安定)單斜硫彈性硫非晶體轉換成斜方硫節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硫的三種同素異形體比較硫的三種同素異形體比較節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硫的化合物硫的化合物節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硫酸製備硫酸製備接觸法鉛室法催化劑 V2O5(s)NO(g)NO2(g)反應S8+8O28SO22SO2+O22SO3SO3+H2SO4H2S2O7H2S2O7(焦硫酸)+H2O2H2

27、SO42NO+O22NO2SO2+NO2SO3+NOSO3+H2OH2SO4純度90%70%節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質硫酸是黏稠性的液體。熔點10.36，比重1.85。在338左右沸騰而分解出SO3。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質實驗室的濃硫酸實驗室的濃硫酸為為98%(18M)稀稀釋時會放出大量釋時會放出大量的熱的熱所以應將所以應將濃濃硫酸硫酸緩緩加入緩緩加入水水中。中。硫酸有硫酸有強脫水強脫水性，性，可做酸性氣體的可做酸性氣體的乾燥劑。乾燥劑。節目錄節目錄動畫連結：硫酸的製備下一頁下一頁上一頁上一頁與金屬反應與金屬反應稀硫酸(無氧化力、無脫水性)：與活性大的金

28、屬反應產生氫氣。ZnH2SO4ZnSO4H2濃硫酸氧化力比磷酸強，比硝酸弱。與不活潑金屬在高溫反應，產生SO2：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O與活潑金屬反應，產生S：3Zn4H2SO4(濃)3ZnSO4S4H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁焦硫酸H2S2O7，俗稱發煙硫酸。可視為兩個H2SO4脫去一分子水而得。吸水後變為硫酸，即逆反應。2H2SO4H2S2O7H2O氧化力比硫酸強。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硫代硫酸鈉硫代硫酸鈉Na2S2O3，俗稱海波(hypo)或大蘇打製備：亞硫酸金屬鹽(如Na2SO3)與元素硫共熱SO32SS2O32結構：SO42中一個氧原

29、子被硫原子取代。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁9-5氮與磷章目錄章目錄9-5.1氮9-5.2氮的化合物9-5.3磷9-5.4磷的化合物下一頁下一頁上一頁上一頁氮與磷氮與磷存在屬5A族（第15族）元素，此兩元素的價電子組態都是ns2np3，其氧化數最低為3，最高為+5。常溫常壓，氮為雙原子分子的氣體；不易與氧化合，多以元素態存在磷為固體，有同素異形體；易被氧化，磷主要是以化合物態存在於自然界中。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氮性質性質物理性質：物理性質：雙原子分子N2，內含三鍵。無色、無味、無臭、bp=-195.8，mp=-209.86難溶於水，STP下的密度為1.25g/L。化學性

30、質：化學性質：化性安定，不活潑，不自燃，不助燃。高溫下可與氧、鎂，鋰，碳化鈣等反應。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氮的製備製備實驗室：亞硝酸鈉與氯化銨共熱：NaNO2+NH4ClN2(g)+NaCl(s)+2H2O(l)工業：液態空氣分餾，氮氣沸點較氧低，會先蒸出而留下氧氣。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氮的製備製備節目錄節目錄動畫連結：氮氣的製備下一頁下一頁上一頁上一頁用途用途氮氣可用以保持食品新鮮或防止物品及器材被氧化作低溫冷卻劑，因沸點低(一195.8)。化學工業上製造氨、硝酸及氮肥、硝酸銨及硫酸銨、炸藥(三硝基甲苯TNT)、聯胺(N2H4，可做為火箭燃料)。節目錄節目錄下一

31、頁下一頁上一頁上一頁氨氨製備：實驗室：氫氧化鈣(熟石灰)與氯化銨共熱2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O工業上：哈柏法製氨。N23H22NH3N2H2純化器純化器及及乾燥器乾燥器加壓室加壓室200atm催化室催化室精研的精研的鐵粉鐵粉NH3節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氨性質與用途氨性質與用途性質性質常溫常壓下，為無色有刺激臭的氣體，易溶於水，呈弱鹼性。動植物的蛋白質、動物的尿以及其他含氮的有機物，均會分解而產生氨。用途用途製造硝酸及氮肥(尿素NH2CONH2、硝酸銨及硫酸銨等)。製造耐綸、塑膠、染料、清潔劑等。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁氮的化合物氮的化合物製備

32、：奧士華法製備：HNO3（硝酸）（硝酸）HNO2（亞硝酸）（亞硝酸）性質：性質：鹽類：鹽類：強氧化劑：強氧化劑：Cu亞硝酸鈉亞硝酸鈉(NaNO2)可當肉類防腐劑，但可當肉類防腐劑，但會致癌。會致癌。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硝酸工業製法硝酸工業製法以Pt-Rh合金為催化劑，從NH3製硝酸，稱為奧士華法。4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO淨反應：NH32O2HNO3H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質純硝酸為無色，有刺激性氣味的發煙液體。實驗室中常用的硝酸為重量百分率68，比重1.4，濃度15M的濃硝酸。為強酸，解離度約1

33、00。照光或受熱容易分解：放久，呈紅棕色，即溶有NO2之故。所以硝酸皆裝在深色瓶中。4HNO34NO2O22H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硝酸與金屬反應硝酸與金屬反應銅與稀硝酸加熱反應，即產生無色的一氧化氮。3Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O銅與濃硝酸加熱反應，即產生紅棕色約二氧化氮。Cu4HNO3(濃)Cu(NO3)22NO22H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁硝酸與金屬反應硝酸與金屬反應活性大於氫的金屬，如鋅，與稀硝酸反應產生銨根離子（其中氮的氧化數為3）。4Znl0HNO3(稀)4Zn(NO3)2NH4NO33H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上

34、一頁王水王水體積比1：3的硝酸與鹽酸混合物，俗稱王水，可溶解金、鉑等貴重金屬。Au+4H+4Cl+NO3AuCl4+NO+2H2O單獨硝酸不能溶解金、鉑，但王水可以溶解金、鉑，這並不是鹽酸增加硝酸的氧化力，而是與氯離子生成穩定的錯離子，因而增加金屬還原力。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質與用途性質與用途硝酸遇蛋白質會起作用，生成黃色的蛋白黃酸，故皮膚遇硝酸變為黃色。硝酸鹽：幾乎所有的硝酸鹽都可溶於水。用途：製硝酸銨等肥料。製炸藥，如硝化甘油、三硝基甲苯TNT及硝化纖維素等。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁磷磷人體構造中不可或缺的元素，大部分存在於牙齒或骨骼中，亦是生物遺傳物質核酸的

35、重要成分。自然界中主要以磷酸鹽形態存在氟磷灰石（主成分為Ca5(PO4)3F）氫氧磷灰石（主成分為Ca5(PO4)3OH）。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁磷磷製備工業上製取元素磷，是將磷酸鹽礦石與二氧化矽，煤焦的混合物在高溫爐中加熱。將所產生的氣體通入水中，磷蒸氣及冷凝成白色的固體。2Ca(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(l)+10CO(g)+P4(g)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁同素異形體同素異形體 白磷（黃磷）紅磷（赤磷）分子式 P4(小分子)Px(聚合物)結構外觀白色蠟狀紅色粉末燃點44590保存存於水中不必存於水中節目錄節目錄下一頁下一頁上

36、一頁上一頁用途用途製造磷肥、磷酸。製造火柴(火柴盒表面塗磷及細砂的混合物，火柴棒為磷及氯酸鉀等)煙霧彈毒劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁P4O6 與與P4O10 P4O6P4O10學名六氧化四磷十氧化四磷結構製備P4(過量)3O2P4O6P45O2(過量)P4O10溶於水P4O66H2O4H3PO3P4O106H2O4H3PO4節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁H3PO3與與H3PO4H3PO3H3PO4學名亞磷酸酸磷酸結構製備P4O66H2O4H3PO3P4O106H2O4H3PO4節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁磷酸的縮合反應磷酸的縮合反應焦磷酸：二個H3PO4分子脫去一個水

37、分子，得焦磷酸。2H3PO4H4P2O7+H2O三聚磷酸：三個H3PO4分子脫去2個水分子，得三聚磷酸。3H3PO4H5P3O10+2H2O偏磷酸：當磷酸加熱至320以上，則聚合成偏磷酸(HPO3)n，n3、4.nH3PO4(HPO3)nnH2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁9-6碳與矽章目錄章目錄9-6.1碳9-6.2碳的化合物9-6.3矽9-6.4矽的化合物下一頁下一頁上一頁上一頁4A族元素4A族包括：碳（C）、矽（Si）、鍺（Ge）、錫（Sn）、鉛（Pb）。價電子組態：ns2np2，可失去或得到四個電子，形成鈍氣組態。碳與矽，可形成四個共價鍵結。碳可形成多種含雙鍵或參鍵的化合物，C

38、O2為分子氣體。矽大多形成單鍵的化合物；SiO2為網狀共價固體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁4A族元素碳（C）為非金屬：地殼中占0.03%(重量比)；大氣中占0.03%(體積比)。碳也會形成種類繁多的共價化合物，其中最重要的即是各類有機化合物。矽（Si）為類金屬：地殼中佔有28.5%(重量比)，僅次於氧，主要以矽氧化合物或矽酸鹽的狀態存在分布於岩石、砂礫中。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁石墨石墨製造製造焦碳焦碳和和細沙細沙在電在電爐中加熱製造。爐中加熱製造。結構：結構：同層每一個碳與其他三個碳鍵結，形成同平面的六角形網狀結構。但層與層間的吸引力很弱。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁

39、上一頁性質用途性質用途軟滑性，潤滑劑。層中有可移動的價電子，有導電性，作為電極。碳纖維，質輕強韌，良好的彈性，製作釣魚桿、運動器材的良好材料。石墨和黏土混合，則可製作鉛筆芯。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁金剛石製造天然：產於南非及巴西。工業：石墨在高溫(1200)高壓下(50000atm)和催化劑存在下製得。結構：每個碳原子以共價鍵與其周遭的四個碳原子鍵結，形成安定的三度空間網狀固體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁金剛石性質用途金剛石性質用途性質：性質：為無色透明的固體熔點極高(高於3500)，是所有已知物質中硬度最大者。用途：用途：高貴的飾物。人造金剛石在工業上的主要用途為做切割

40、工具或研磨材料。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁富勒烯富勒烯60 個碳原子組成。個碳原子組成。每個碳原子與鄰近每個碳原子與鄰近三個三個碳碳原子鍵結。原子鍵結。形成三十二面體，其中形成三十二面體，其中含有交錯的含有交錯的十二個十二個五邊五邊形和形和二十個二十個六邊形。六邊形。最對稱的球狀分子，又最對稱的球狀分子，又稱稱巴克球巴克球。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁奈米碳管彈性極高，其張力比同質量的鋼絲強上百倍，但重量卻極輕。依結構之不同，奈米碳管可具金屬的性質或半導體的性質，故其應用範圍極廣。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁無定形的碳主要有煤焦、活性碳、碳黑等。煤焦可由煤的乾餾而得，

41、為煉鐵時的還原劑。活性碳對許多有機物的吸附力很強，可做除臭脫色劑。碳黑可作為墨水原料和橡膠的添加劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁一氧化碳一氧化碳來源：來源：石油和煤的不完全燃燒。由水煤氣（CO和H2的混合氣體）中分離而得。在高溫時，碳和二氧化碳反應可生成一氧化碳。性質：性質：(mp：199，bp：192)無色、無臭、有劇毒的氣體，比氧易和血紅素結合。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁二氧化碳二氧化碳製備：製備：實驗室：灰石與鹽酸作用。CaCO3(s)2HCl(aq)CO2(g)CaCl2(aq)H2O(l)工業上：灰石加熱CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)性質性質為無色、無味、

42、無臭的氣體，不可燃、不自燃、不助燃，比空氣重。固態二氧化碳俗稱乾冰，於78昇華為氣體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁檢驗檢驗CO2通入澄清石灰水，產生白色碳酸鈣沉澱。CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O通入過多CO2則沉澱溶解，生成可溶性的碳酸氫鈣(暫時硬水成分)。CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2將此澄清溶液加熱，則又生沉澱。Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁用途用途用途：滅火劑、製作清涼飲料、冷卻劑、製造煙霧(乾冰)。冷卻劑清洗劑節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁矽價電子組態：3s23p2。存在：自然界中不以元素態存在，主

43、要是以二氧化矽或矽酸鹽存在地殼存量25.8%(重量比)僅次於氧。地殼的存量：OSiAlFe。矽為灰黑色具光澤的晶體，矽晶的導電性介於金屬與絕緣體之間，屬於半導體，其結構為類似金剛石的網狀固體。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁矽製備：元素矽可經由白砂(SiO2)的還原製得。石墨和白砂的混合物在電爐中反應。SiO2+2CSi+2CO欲製得高純度的矽，經過帶域熔化的精製程序。節目錄節目錄節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁性質性質三度空間網狀固體(似金剛石)，硬度大，熔點高(1420)。第三列元素中最高。在常溫下，矽相當安定，只與氟發生激烈的反應而生成四氟化矽。Si2F2SiF4在高溫下，可與鹵

44、素或氧反應。Si2X2SiX4(X2=Cl2、Br2、I2)SiO2SiO2節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁矽的應用矽的應用純矽添加純矽添加少少一個一個價電子價電子的元素如的元素如硼硼B純矽添加純矽添加多多一個一個價電子價電子的元素如的元素如磷磷P節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁正矽酸鹽(SiO44)自然界的矽化合物主要是以自然界的矽化合物主要是以SiO44為基本為基本單元所組成的各種矽酸鹽存在於礦物中。單元所組成的各種矽酸鹽存在於礦物中。橄欖石(Fe,Mg)2SiO4節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁SiO2SiO2為三度空間網狀固體，其硬度甚大，且具有很高的熔點。水晶(rockc

45、rystal)及石英(quartz)，就是高純度的二氧化矽。石英水晶節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁二氧化矽加工製品石英玻璃：高溫下熔化二氧化矽，若使其急速冷卻，則會生成。膨脹係數小，適用於耐熱玻璃。光纖維：高純度的石英玻璃可拉長成纖維狀。適用於光通信，或醫學用的內視鏡檢查儀器。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁二氧化矽反應安定的化合物，幾乎不與酸產生反應，氫氟酸作用，生成六氟矽酸SiO2(s)+6HF(aq)SiF62(aq)+2H3O(aq)和鹼作用，生成偏矽酸鈉x SiO2(s)+2NaOH(aq)Na2OxSiO2(aq)+H2O(l)x 0.54節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上

46、一頁水玻璃偏矽酸鈉（俗稱矽酸鈉）為玻璃狀固體，加水加熱後，即變為黏性很大的液體，稱為水玻璃。將其塗於器具或布上，乾後即成透明膜，可以防火，亦可作為玻璃或瓷器等的黏著劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁矽膠水玻璃加入酸，可得膠凍狀半透明矽酸(H2SiO3)。將矽酸乾燥脫水所成的粒狀固體稱為矽膠(silicagel)。矽膠粒中間有無數細微孔洞，吸溼性很強，可用作乾燥劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁玻璃非晶形玻璃的主成分是二氧化矽，其內並含有偏矽酸鈉與偏矽酸鈣。通常玻璃可藉由將大量矽砂與碳酸鈉、碳酸鈣在高溫熔化混融，再將之冷卻而製得Na2CO3(s)+SiO2(s)Na2SiO3(s)+CO2(g)CaCO3(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)+CO2(g)節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁碳化矽(SiC)俗稱金剛砂，工業上常用煤焦、砂、木屑和食鹽在電爐中施以強熱而製得。SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)Si(s)+C(s)SiC(s)加入木屑是增加空隙，便於導熱；又因砂的熔點很高，故以食鹽作為助熔劑。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁碳化矽的應用碳化矽的硬度極大，但較金剛石便宜，常用以代替金剛石，作切割玻璃、研磨物料之用。碳化矽亦可用來製作精密陶瓷，用於電磁及光學材料或汽機車引擎。節目錄節目錄下一頁下一頁上一頁上一頁圖片來源投影片22http:/