堿金屬和堿土金屬

1、精選課件第一章 堿金屬與堿土金屬 A Li Na K Rb Cs ns1 +1A BeMgCa SrBans2+2 Humphry Davy (17781829) 利用電解法制取了金屬K、Na、Ca、Mg、Sr、Ba，確認(rèn)氯氣是一種元素，氫是一切酸類不可缺少的要素，為化學(xué)做出了杰出貢獻(xiàn)。1.1 概述精選課件1.2 單質(zhì)的性質(zhì)(g)H2NH2M (l)2NH2M(s)2231.2.1 堿金屬、堿土金屬與液氨的作用M1(xy)NH3 = M1(NH3)y e(NH3)x（藍(lán)色）（藍(lán)色）M2(2xy)NH3 = M2(NH3)2y 2e(NH3)x（藍(lán)色）（藍(lán)色）1.2.2 離子型氫化物（除Be、M

2、g） LiH NaH KH RbH CsH NaC90.4 57.3 57.7 54.3 49.3 4411. 1. 均為白色晶體均為白色晶體, , 熱穩(wěn)定性差熱穩(wěn)定性差fH2. 2. 還原性強(qiáng)還原性強(qiáng)V)23.2)/H(H(2=E2LiOHTiTiO2LiH2242H4NaClTiTiCl4NaH A A 金屬活潑，可與氫形成離子性氫化物，有以下特點(diǎn)：金屬活潑，可與氫形成離子性氫化物，有以下特點(diǎn)：3. 3. 劇烈水解劇烈水解(g)HMOHOHMH22(g)H2Ca(OH)OH2CaH22224. 4. 形成配位氫化物形成配位氫化物3LiClLiAlHAlCl4LiH43（無水）乙醚氫化鋁鋰L

3、iAlH4受潮時(shí)強(qiáng)烈水解23244HAl(OH)LiOHO4HLiAlH精選課件 1.3 對(duì)角線規(guī)則 Li Be B C Na Mg Al Si1. 3.1 B、Si的相似性 2B + 6NaOH = 2Na3BO3 +3H2 Si+2NaOH+H2O = Na2SiO3+2H2 其單質(zhì)為原子型晶體，BO、SiO十分穩(wěn)定。原因：Z / r 比較相似。 Al 、Be金屬可與濃硝酸形成鈍化膜。金屬可與濃硝酸形成鈍化膜。 Al(OH)3+OH = Al(OH)4 Be(OH)2+2OH= Be(OH)42 Al3+ 、Be2+易水解。 均有共價(jià)性：在蒸氣中，氯化物兩分子締合。AlAlAlClClCl

4、ClClClClClClClBeBe1.3.2 Be、Al相似性 4Li + O2 = 2Li2 O 2Mg + O2 = 2MgO2Mg(NO3)2 = 2MgO + 4NO2 + O2 4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2 LiClH2O = LiOH + HClMgCl26H2O = Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O 6Li + N2 = 2Li3N 3Mg + N2 = Mg3N2 MgO + HCl1.3.3 Li、Mg的相似性精選課件1.4 氫氧化物酸堿性判斷標(biāo)準(zhǔn)R拉電子能力與離子勢有關(guān):=Z/r (r以pm 為單位） LiOH Be(OH)2 NaOH

5、Mg(OH)2 KOH Ca(OH)2 RbOH Sr(OH)2 CsOH Ba(OH)2ROHRO + H+ = R+ + OH解離方式與拉電子能力有關(guān) 0.22 堿性 0.22 0.32 兩性 0.32 酸性酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)精選課件 1.5 鹽類 1. 5.1 共同特點(diǎn) 1. 基本上是離子型化合物。 2. 陽離子基本無色，鹽的顏色取決于陰離子的顏色。 3.A鹽類易溶， A鹽類難溶，一般與大直徑陰離 子相配時(shí)易形成難溶的A鹽。A易溶難溶: K2PtCl6、 NaSb(OH)6、KClO4、 Li3PO4 、K2NaCo(NO2)3A難溶MCO3 、MC2O4、M3(PO4)2、MSO4、MC

6、rO41.5.2. 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性Be2+Mg2+Ca2+Sr2+ Ba2+ OM2+ O C 2 O碳酸鹽的熱穩(wěn)定性取決于M離子的反極化能力 MCO3(s) MO(s) +CO2愈來愈難分解LiNaKCaSrBa1.5.4 焰色反應(yīng)精選課件1.6 專題討論 1. 鋰的水合數(shù)與水合能(kJ/mol) r rM+M+ r rM+(aq)M+(aq) n水合水合 H H水合水合 Li+ 78 340 25.3 530 Na+ 98 276 16.6 420 K+ 133 232 10.5 340 Rb+ 149 228 10.0 315 Cs+ 165 228 9.9 280 2.E Li+/L

7、i特別負(fù)，為什么? E Li+/Li = 3.05v E Na+/Na= 2.72vE K+/K = 2.93v1.6.1 鋰的特殊性 Li Na KrH 279 239 251rS 51.3 74.6 104.7rG 294 261 282 E池 +3.05 +2.71 +2.92EM+/M 3.05 +2.71 2.92 H升 I1 HhLi 161 520 522Na 108.5 496 406 K 90 419 322M(s)+H+(aq) M+(aq)+1/2 H2M(g)+ H+(g) M+(g)+ H (g) H升升(M)Hh(H+)+I1(M) I1(H)+ Hh(M+)1/2

8、DH2 =H升(M)+I1(M) + Hh(M+) Hh(H+)+I1(H)+1/2DH2=H升+I1 + Hh(M) 438 rH=1.6.2. 離子晶體鹽類溶解性的判斷標(biāo)準(zhǔn) 1. 1. 溶解自由能變?nèi)芙庾杂赡茏儯?MX(s) = M+(aq) + X sG sG MX(s) M+(aq) + X (aq) 2. 2. 半定量規(guī)則：半定量規(guī)則：M+(g) + X (g)G1G2sG = G1 +G2 = H1+H2T(S1+S2) U +Hh 比較U與Hh絕對(duì)值 Hh U 溶解度 KI -826 763 12.2 NaI -711 703 11.8 LiF -1034 1039 0.1 Cs

9、F -779 730 24.2溶解度增大溶解度減小3. 3. 巴索洛規(guī)則：巴索洛規(guī)則： 當(dāng)陰陽離子電荷絕對(duì)值相同, 陰陽離子半徑較為接近則難溶；否則，易溶。F、OHSO42、CrO42、IBaSO4 BeSO4LiF LiICsI CsF AMClO4NaSb(OH)6K2PtCl 6A精選課件第二章第二章 硼族元素硼族元素A B Al Ga In Tlns2np1-菱形硼2.1 概述B為非金屬單質(zhì)，為非金屬單質(zhì)，Al、Ga、In、Tl是金屬是金屬氧化態(tài)：氧化態(tài)：B，Al，Ga（+3 ） In （+1，+3） Tl （+1）最大配位數(shù)： B： 4 例：HBF4 其他 6 例：Na3AlF6 精

10、選課件2.2 硼族元素的缺電子性最簡單的硼烷是B2H6 2BH3(g)=B2H6(g) H=148kJmol12.2.1 乙硼烷的成鍵特征及反應(yīng)性點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫精選課件B2H62L均裂2BH3L異裂BH2L2+BH4三中心兩電子氫橋鍵精選課件 B2H6+2NaH2NaBH4 B2H6+2:PF32H3B:PF3B2H6+2:CO2H3B:COB2H6+2:NH3BH2(NH3)2+BH4B2H6+H2O = H3BO3+H2B2H6+O2 = B2O3+H2O rH =504.6kJmol-1 =2026kJmol-1rH精選課件 硼氫鍵硼氫鍵 BH 硼硼鍵硼硼鍵 BB閉合的閉合的3中心中心-2

11、電子硼橋鍵電子硼橋鍵 B B B開放的開放的3中心中心-2電子硼橋鍵電子硼橋鍵 B B B硼烷中有五種鍵型 氫橋鍵氫橋鍵 H B B精選課件B4H10分子結(jié)構(gòu)精選課件2.2.2 AlCl3的成鍵特征(GaCl3)2 (InCl3)2 (AlBr3)2 (AlI3)2 (GaBr3)2除B的鹵化物及A的氟化物以外,均為二聚形式。AlCl3中鋁為SP3雜化精選課件2.2.3 BX3的成鍵特征及路易斯酸性 BF3 (g) BCl3 (l) BBr3(l) BI3(s)熔點(diǎn)熔點(diǎn)( (K) ) 146 166 227 316沸點(diǎn)沸點(diǎn)(K) 172 285 364 483 鍵長鍵長(pm)(實(shí)測實(shí)測) 1

12、31 174 189 210共價(jià)半徑和共價(jià)半徑和(pm) 153 180 195 214鍵能鍵能(kJmol1) 646 444 368 267 精選課件BXBX3 3是以形成大是以形成大鍵來滿足鍵來滿足對(duì)電子的要求對(duì)電子的要求由于有空軌道由于有空軌道, ,可接受外來可接受外來電子電子, ,均為均為LewisLewis酸酸C5H5N(l)+BX3(g)C5H6N: BX3rH(kJmol1) BF3(g) = 143 BCl3(g) = 189 BBr3(g) = 217BF3+NH3 = F3B:NH3 BF3+ HF = H+BF4酸性強(qiáng)酸性強(qiáng):BF:BF3 3BClBCl3 3BBrBB

13、r3 3BI精選課件 既可以作氧化劑，又可作還原劑 2NH2OH+2AgBr =2Ag+N2(N2O)+2HBr+2H2O N2H4+4CuO = 2Cu2O+N2+2H2O N2H4(l) + O2 (g) = N2 (g) + 2H2O rH= 621.5kJmol1 N2H4(l)+2H2O2(l) = N2 (g)+4H2O(g)NH2OH可與醛、酮形成肟，是聚酰胺纖維或尼龍的中間體NH3 N2H4 NH2OH形成配合物 Pt(NH3) 2(N2H4) 2Cl Zn(NH2OH) 2Cl形成配合物的能力強(qiáng)弱？精選課件 4.2.3 氫疊氮酸 HN3 無色液體或氣體無色液體或氣體 AgN3

14、 Cu(N3) 2 Pb(N3)2 Hg(N3) 2撞擊撞擊 NaOH NaN3N2 +H2 ZnZn(N3)2+H2N2H4+HNO2 = HN3+2H2O 1 2 3 NNN Hsp2 雜化雜化 2 ,3 sp雜化雜化 34精選課件 NCl3: NH3+3Cl2 = NCl3+3HCl 在在90：爆炸分解：爆炸分解： NCl3 = N2+ 3/2Cl2 rH= 295.5kJmol14.3 鹵 化 物NF3 NCl3 sp3雜化，角錐形雜化，角錐形FFF N. . 精選課件4.4.1氮氧化物：N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4, N2O5, NO3NO2 sp2雜化雜化4.4

15、 氮的含氧化合物NO：(2s)2 (*2s)2 (2px)2 (2py)2 (2pz)2 (*2py)1 順磁性 2NO 3I2 4H2O = 2NO3 8H 6I 4NO2 H2S = 4NO SO3 H2O10NO2 2MnO4 2H2O = 2Mn2 10NO3 4H3 4精選課件N：sp2雜化雜化N2O3 H2O 2HNO2(藍(lán)色)NO NO2 H2O4.4.2 亞硝酸及其鹽HNO2的結(jié)構(gòu) 亞硝酸及其鹽既具有氧化性又具有還原性，以氧化性為主。精選課件 2HNO2 + 2I + 2H+ = 2NO + I2+ 2H2O5NO2 + 2MnO4+ 6H+ = 5NO3 + 2Mn2+ +

16、3H2O NO2+Cl2+H2O = 2H+ 2Cl+NO3亞硝酸鹽絕大部分無色亞硝酸鹽絕大部分無色, 易溶于水易溶于水, (AgNO2淺黃色不溶淺黃色不溶)金屬活潑性差,對(duì)應(yīng)亞硝酸鹽穩(wěn)定性差。亞硝酸鹽遇到仲胺可形成亞硝酸鹽遇到仲胺可形成亞硝酰，可引起消化系統(tǒng)癌癥亞硝酰，可引起消化系統(tǒng)癌癥精選課件N：sp2雜化N：sp2雜化4.4.2 硝酸及其鹽 HNO3的結(jié)構(gòu) NO3-的結(jié)構(gòu)3 4 46精選課件HNO3越稀，金屬越活潑， HNO3 被還原的氧化值越低。Zn(NO3)2 2NO2+2H2 OZn 4HNO3（濃）=3Zn(NO3)2+2NO+4H2O3Zn 8HNO3（稀1:2）=4Zn(NO

17、3)2+N2O+5H2O4Zn+10HNO3(較稀2mol/L) =4Zn+10HNO3(很稀1:10) =4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O活潑金屬O2H10NO6HIO3I10HNO5NO(g)PO3H3P5HNO2323433非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì) + HNO3 = 相應(yīng)的高價(jià)酸相應(yīng)的高價(jià)酸 + NO精選課件4.5 磷的化合物 PPP=60 具有張力紅磷紅磷：4.5.1 單質(zhì)黑磷：黑磷：石墨狀的片狀 結(jié)構(gòu)，可導(dǎo)電。白磷（黃磷）白磷（黃磷）：精選課件 2P 3X2 = 2PX3 （PX3 X2 = PX5） P43NaOH3H2O = PH3 3NaH2PO2 冷11P 15CuSO

18、4 24H2O = 5Cu3P 6H3PO4 15H2SO4 P4 10CuSO4 16H2O = 10Cu 4H3PO4 10H2SO4 P4 6H2 = 4PH3精選課件4.5.2 磷的鹵化物PX3分子晶體PX5離子晶體PCl5固體中含有PCl4+和PCl6離子ClPClClClP：sp3d2雜化 PClClClClClClP：sp3雜化 精選課件 P4O10+6H2SO4 = 6SO3+4H3PO4 P4O10+12HNO3 = 6N2O5 +4H3PO44.5.3 磷的氧化物P4+3O2 = P4O6點(diǎn)擊右圖點(diǎn)擊右圖觀看動(dòng)畫觀看動(dòng)畫 +2O2 = P4O10精選課件 H3PO2 H3P

19、O3 H3PO4 次次 亞亞 正正P4O6+6H2O(冷)=4H3PO3 4H3PO3=3H3PO4+PH3P4+Ba(OH) 2+H2O PH3+Ba(H2PO2) 2 H2SO4 H3PO2+BaSO4 O|PHO | H H一元酸 +1 +3 +5 4.5.4 磷的含氧酸及鹽O|PHO | OHH二元酸精選課件 O | HO POH | OHP: sp3雜化雜化3s 3p 3dO:O:O:O:HHH O HOPOH OH兩個(gè)兩個(gè)d-p反饋反饋H3PO4結(jié)構(gòu)SO42、ClO4含含d-p反饋反饋精選課件H3PO4 H2O2H3PO4H4P2O7+H2O3H3PO4H5P3O10+2H2ONa

20、5P3O10(NaPO3)n格氏鹽點(diǎn)擊方程式，觀看動(dòng)畫HPO3 (偏）(HPO3)nOPOOOPOOOPOOOPOOCaCa焦磷酸、焦磷酸、 聚磷酸、偏磷酸聚磷酸、偏磷酸精選課件 復(fù)雜磷酸鹽：可以是直鏈,支鏈, 環(huán)狀, PO四面體基本結(jié)構(gòu)單元 PO43HPO42 + Ag+ Ag3PO4 (黃黃) 可溶于硝酸可溶于硝酸H2PO4 2PO43 + 3 Ca2+ = Ca3(PO4)2 HPO42 + Ca2+ = CaHPO4 H2PO4 + Ca2+ = 不沉淀不沉淀磷磷 酸酸 鹽鹽(加入加入NH3H2O沉淀沉淀)（AgI (黃) 不溶于硝酸）不溶于硝酸）精選課件雄黃雄黃 As4S4 雌黃雌黃

21、 As2S3輝銻礦 Sb2S3輝鉍礦 Bi2S34.6.1 存在及成鍵特征4.6 砷、銻、鉍自然界以硫化物形式存在 氧化態(tài)通常是3和5，由于惰性電子對(duì)效應(yīng)加強(qiáng)，鉍的5氧化態(tài)化合物是強(qiáng)氧化劑。 砷、銻、鉍能與堿金屬和堿土金屬組成氧化態(tài)為3的化合物（有的類似合金）。 砷、銻、鉍可以生成一系列簇狀離子，如Bi53、Bi42、Bi73、Sb73、As53等。精選課件As2S3(黃黃) As2S5(淡黃淡黃)Sb2S3(橙橙) Sb2S5(橙黃橙黃)Bi2S3 (棕黑棕黑)As4O6(白白) As2O5Sb4O6(白白) Sb2O5(淡黃）淡黃）Bi2O3(紅棕紅棕)兩性偏酸堿性酸性兩性偏酸堿性酸性4.

22、6.2 氧化物與硫化物的酸堿性精選課件As2O3+6Zn+6H2SO4 =2AsH3+6ZnSO4+3H2O As+H2 -馬氏試砷法-古氏試砷法12Ag(s)12HNOOAs O3H12AgNO2AsH3322334.6.3 氫化物精選課件 M2S3 6OH = MO33 MS33 + 3H2O （M=As、Sb） 3M2S5 6OH = MO3 5 MS3 3H2O （M=As、Sb） M2S3 3Na2S = 2 Na3MS3 (M=As、Sb) M2S5 3Na2S = 2 Na3MS4 (M=As、Sb) 2(NH4)3SbS4 6HCl = Sb2S5 3H2S 6NH4Cl4.6

23、.4 硫化物精選課件4.6.5 氧化還原反應(yīng)H3AsO3+I2 H3AsO4+2IH+OH)AsOH()H()AsOH(lg20.0592V 33243cccEE=pH9E =0.54VI2/IE = 0.56VH3AsO4/H3AsO3精選課件 NaBiO3+6HCl(濃) = Bi3+ Cl2+ Na+ + 3H2O+ 4ClBi(OH)3+Cl2+3NaOH = NaBiO3+2NaCl+3H2O 5NaBiO3+2Mn2+14H+ = 2MnO4 +5Bi3+7H2O +5Na+ H3SbO4+2HCl = H3SbO3+Cl2+H2O 惰性電子對(duì)效應(yīng)惰性電子對(duì)效應(yīng) 2Sb3 + 3S

24、n = 2Sb + 3Sn22Bi3 +3Sn(OH)42 + 6OH = 2Bi + 3Sn(OH)62精選課件氧氧族族 (VIA) O S Se Te Po 元元素素 非非金金屬屬 準(zhǔn)準(zhǔn)金金屬屬 放放射射性性金金屬屬 存存在在 單單質(zhì)質(zhì)或或礦礦物物 共共生生于于重重金金屬屬硫硫化化物物中中 價(jià)價(jià)層層電電子子構(gòu)構(gòu)型型 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4 6s26p4 電電負(fù)負(fù)性性 3.44 2.58 2.55 2.10 2.0 氧氧化化值值 2, (1) 2,4,6 2,4,6 2,4,6 2,6 晶晶體體 分分子子 晶晶體體 分分子子 晶晶體體 紅紅硒硒 (分分子子晶晶

25、體體) 灰灰硒硒 (鏈鏈狀狀晶晶體體) 鏈鏈狀狀 晶晶體體 金金屬屬 晶晶體體 5.1 氮族元素概述第五章 氧族元素精選課件5.2 氧的化合物4.2.1 氧分子形態(tài) 激發(fā)激發(fā)： 單線態(tài)單線態(tài) 1O2光敏化劑光敏化劑(基態(tài)基態(tài)) h 光敏化劑光敏化劑 (激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài))基態(tài)：基態(tài)： 三線態(tài)三線態(tài) (S=2s+1)154.8kJ.mol92.0kJ.mol光敏化劑光敏化劑(激激)+ 3O2 能量傳遞 光敏化劑光敏化劑(基基) + 1O2O2: (1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)1(*2pz)1O2 O2 O22 O2+精選課件2Ag + 2O

26、3 = Ag2O2 + 2O2PbS + 4O3 = PbSO4+ O2 3KOH(s) + 2O3(g) = 2KO3(s) + KOHH2O(s) + (1/2)O2(g) KO2+O25.2.2 臭氧（ O3 ）有魚腥味的淡藍(lán)色氣體 731 鋁凡土鋁凡土 S+2CO2Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O精選課件 4Na2SO3 = 3Na2SO4+Na2S SO32+H2S+H+ = S+H2O SO32+Cl2+H2O = SO42+2Cl+2H+ 5SO32+2MnO4+6H+ = 2Mn2+5SO42+3H2O2. 2. 亞硫酸及鹽亞硫酸及鹽4223222422232SO2HO

27、SO2H)Br ,(Cl 2HISOHOHISOHH2SO3 二元中強(qiáng)酸，既有氧化性又有還原性，可以使品紅退色精選課件3. 3. 硫酸及其鹽硫酸及其鹽 硫酸根離子SO42是四面體結(jié)構(gòu)中心原子硫采用sp3雜化，形成四個(gè)鍵，其SO鍵長為144pm，比雙鍵的鍵長（149pm）短，這說明在SO鍵中存在額外的dp成份。 分子間存在氫鍵，使其晶體呈現(xiàn)波紋形層狀結(jié)構(gòu)。分子間存在氫鍵，使其晶體呈現(xiàn)波紋形層狀結(jié)構(gòu)。強(qiáng)吸水性、強(qiáng)氧化性 FeH2SO4 （稀） = FeSO4H2 Cu2H2SO4（濃）= CuSO4SO22H2O C2H2SO4（濃） = CO22SO22H2O精選課件 SO42易帶陰離子結(jié)晶水，以氫鍵與SO42結(jié)合CuSO45H2O脫水2H2O2H2OH2OCuSO4過渡金屬硫酸鹽加熱易分解 Ag2SO4 2Ag+SO2+O2 HgSO4 紅熱 Hg+SO2+O2精選課件4. 4. 硫代硫酸鹽硫代硫酸鹽 制備： Na2SO3+S = Na2S2O3 Na2S+N