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1、非金属都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物： B2H6 CH4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2S HCl AsH3 H2Se HBr H2Te HI 通常情况下为气体或挥发性液体。 同一族，沸点从上到下递增，但NH3、H2O及HF的沸点由于存在分子间氢键异常高。,第11章 非金属元素化学,11-1 非金属氢化物,1. 热稳定性： 从热力学角度看，氢化物的标准生成自由能或标准生成焓越负(K越大)，氢化物越稳定。 在同一周期中，从左到右热稳定性逐渐增加。 B2H6 CH4 NH3 H2O HF 分解温度 373K下 873 1073 1273 不分解 在同一族中，自上而下热稳定
2、性逐渐减小。 HF HCl HBr HI 分解温度 不分解 3273 1868 1073,热稳定性变化规律与非金属元素电负性的变化规律是一致的。 非金属与氢的电负性(H=2.2)相差越大，所生成的氢化物越稳定；反之，不稳定。 例如As=2.18，AsH3很不稳定，它不能由As与H2直接合成；而F=3.98，HF很稳定，加热至高温也不会分解。,2. 还原性 除HF以外，其它分子型氢化物都有还原性，其变化规律与稳定性的增减规律相反，稳定性大的氢化物，还原性小。,原因：氢化物AHn的还原性来自An-，周期表中，从右向左，从上而下，A的半径增大，电负性减小，故An-失电子的能力递增，氢化物的还原性递增
3、。,3. 酸性 非金属元素氢化物在水溶液中的酸碱性和该氢化物在水中给出或接受质子能力的相对强弱有关。 中心原子的电荷越低，半径越大，电子密度越小，对H+的束缚能力越低，所以氢化物给出 H+ 的能力即酸性就越强。,规律：同族从上而下，酸强度增加； 如： H2S H2Se H2Te 同周期从左到右，酸强度增加。 如：NH3 H2O HF,1. 酸性 ROH规则：中心原子的半径较小，电荷较高，即离子势越大时，它的酸性越强，反之越弱。 同一类型的非金属元素含氧酸，在同一周期中，从左到右，酸性逐渐增强。 如：H4SiO4 HBrO4 HIO4 对同一种非金属元素，随氧化数降低，酸性减弱。 如： HClO
4、4 HClO3 HClO2 HClO,11-2 含氧酸和含氧酸盐,Pauling规则 含氧酸可记作ROn(OH)y (1) 多元含氧酸的逐级电离常数之比约为10-5，即K1:K2:K31:10-5:10-10，或pKa的差值为5。 (2) 含氧酸的K1与非羟基氧原子数n有如下关系： K1105n-7，即pKa1 7-5n,例如H2SO3，可记作SO(OH)2，n=1，Ka1=10-2,通常n0，为弱酸，如HClO；n1，为中强酸，如H2SO3；n2，为强酸，如HNO3；n3，为最强酸，如HClO4。,2. 氧化还原性,规律： (a) 同一周期各元素最高氧化态含氧酸的氧化性从左到右大致递增。 如
5、：H4SiO4 H5IO6 HClO HBrO HIO,(c)同一元素不同氧化态的含氧酸，低氧化态的氧化性较强。 如： HClO4 HClO3 HClO2 HClO H2SO3 稀 H 2SO4 HNO2 稀 HNO3 (d) 浓酸的氧化性比稀酸强，酸比相应的盐的氧化性强，溶液的酸性越强，氧化性越强。 如：浓 HNO3 稀 HNO3 硝酸盐,影响氧化能力的因素,(a) 中心原子结合电子的能力 若中心原子的原子半径小、电负性大、获得电子的能力强，其含氧酸（盐）的氧化性也就强；反之，氧化性则弱。 解释规律(1)和(2)。,(b)中心原子和氧原子之间 RO 键的强度,含氧酸还原为低氧化态或单质的过程
6、涉及 RO 键的断裂。因此，含氧酸 RO 键越强，数目越多，则酸越稳定，氧化性越弱。 解释规律(3)。,(c) 中心原子抵抗 H+ 的极化作用的能力,低氧化态含氧酸氧化性强还和它的弱酸性有关。弱酸分子中存在带正电性的氢原子，对酸中的R原子有反极化作用，使RO键易于断裂，所以氧化性较强。 稀的强酸以酸根离子的状态存在，不承受H+的极化作用，RO 键较强，氧化性较弱。 盐中不含H+ ，所以氧化性比酸弱。,3 含氧酸盐的热稳定性,在常见的含氧酸盐中，磷酸盐、硅酸盐都比较稳定，硝酸盐及卤酸盐一般稳定性较差，碳酸盐和硫酸盐居中。 例如： CaSO4 CaCO3 AgClO3 AgNO3 分解温度/K 1
7、422 1170 543 485 酸式盐同正盐比较，前者往往不及后者稳定。 同一酸根不同金属的盐，金属离子的极化作用越大，稳定性越差。 BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3,4. 含氧酸盐的溶解性 含氧酸盐属于离子化合物，它们的绝大部分钠盐、钾盐和铵盐以及酸式盐都易溶于水。其它含氧酸盐在水中的溶解性可归纳如下： (1) 硝酸盐、氯酸盐：都易溶于水，且溶解度随温度的升高而迅速地增加。 (2) 硫酸盐：大部分溶于水，但SrSO4、BaSO4及PbSO4难溶于水，CaSO4、Ag2SO4及Hg2SO4微溶于水。 (3) 碳酸盐：大多数都不溶于水，其中又以Ca2+、Sr2+、Ba
8、2+、Pb2+的碳酸盐最难溶。 (4) 磷酸盐：大多数都不溶于水。,阴阳离子半径匹配规则： 盐中阴阳离子半径相差较大时，溶解度较大。 晶格能较小，水合热占优势。 如 NaClO4 KClO4 RbClO4 盐中阴阳离子半径相差不大时，溶解度较小。 晶格能大。 如 RbF KF NaF LiF,11-3 次级周期性 p区元素的次级周期性是指每族元素的物理化学性质，从上到下并非单调的直线式递变，而是呈现锯齿形变化。 一、第二周期p区元素的特殊性 最高配位数为4；易形成键和氢键；单键键能比第三周期的小，而多重键的键能比第三周期的大。 二、第四周期p区元素的特殊性 最高氧化态氧化物、含氧酸及其盐的稳定
9、性小，而氧化性很强。 二、第六周期p区元素的特殊性 惰性电子对效应。,11-4 对角线规则 Li和Mg，Be和Al，B和Si,11-5 镧系收缩的影响 Zr和Hf、Nb和Ta、Mo和W,11-6 代表性试题 1. 比较各对化合物的热稳定性并说明原因。 （1）CuO与HgO （2）K2SO3与K2SO4 （3）K2CO3与Li2CO3 （4） BaCO3与PbCO3 （5）BaCO3与Ba(ClO4)2 （6）NH3、PH3、AsH3 2. 比较下列化合物的性质。 氧化性：H2SO4 HClO4；HNO2 HNO3；SnO2 PbO2 还原性：H2S H2Se ；Sb(OH)3 Bi(OH)3
10、酸性：HBrO3 HIO3；H2SO3 H2SO4 H2S2O7 水溶性：CsI LiI；MgSO4 BaSO4 熔沸点：NH3 PH3; FeCl3 FeCl2,3. 鉴别下列各组物质 (1) NaNO2与NaNO3 (2)NaNO3和NH4NO3 (3) 有5瓶白色固体分别为NaHSO4, Na2HPO4, NaH2PO4, NaHCO3, NH4HCO3，鉴别。,4. 解释下列现象 (1) H3AsO4、H2SeO4、HBrO3的氧化性比同组上下两元素同类化合物的强。 (2) 为什么HF溶液的电离度随溶液浓度增大而增大 (3) HNO3的氧化性弱于HNO2。 (4)浓H2SO4和HClO
11、4有强氧化性，而稀H2SO4和HClO4没有氧化性。,5. Ag+、K+、S2O32-、Sn2+能不能大量共存，简述理由，并写出有关方程式。,6. ICl2-、ICl4-各为何种几何构型，中心原子采取什么杂化方式成键。,7. 常温下SiF4为气态，SiCl4为液态；而SnF4为固态，SnCl4为液态。,8. 为什么氟的电子亲和能比氯低，但F2比Cl2活泼。,9. SO2与Cl2的漂白机理有何不同。,10. 为什么CCl4不水解，而SiCl4水解？,11. 漂白粉长期暴露在空气中问什么会失效？,12. 常温下测得卤化氢气体对空气的相对密度分别是HF 1.78，HCl 1.26，HBr 2.79，
12、HI 4.44，由此计算卤化氢的相对分子质量。其中HF的与理论值20相差很大，说明其原因。,13. 有白色可溶于水的钠盐晶体A和B，A溶液与FeCl3作用，溶液变成棕色浑浊，A溶液与AgNO3溶液作用，生成黄色沉淀。晶体B与浓盐酸反应，有黄色刺激性气体生成，该气体与冷NaOH反应，可得含B的溶液。向A溶液滴加B溶液时，溶液变成棕红色，若继续加过量B，溶液又变无色，问A和B为何物？写出有关方程式。,14. 有一种盐A，溶于水后加入稀盐酸有刺激性气体B产生，同时生成乳白色胶态溶液。此溶液加热后有黄色沉淀C生成。气体B能使KMnO4溶液褪色。通氯气于A溶液中，氯气的黄绿色消失生成溶液D。D与可溶性钡
13、盐生成白色沉淀E。试确定A、B、C、D、E各为何物？写出有关方程式。,15. 一种无色气体A，能使热的CuO还原，并逸出一种相当稳定的气体B。将A通过加热的金属钠能生成一种固体C并逸出一种可燃性气体D。A能与Cl2分步反应，最后得到一种易爆的液体E。指出A、B、C、D、E各为何物？写出各步反应方程式。,16. 将SO2通入纯碱溶液中，生成无色无味的气体A和溶液B。将某非金属单质C加入溶液B中并加热，可得溶液D。取少量溶液D加入HCl又可生成沉淀C。另取少量溶液D，加入少许AgBr固体，则其溶解生成E。再取第三份溶液D，加入几滴溴水，溴水颜色消失，再加入BaCl2溶液，可得不溶于稀HNO3的白色
14、沉淀F。推断A、B、C、D、E、F各是什么物质，并写出各步的反应方程式。,17. 用水处理白色化合物A得到白色沉淀B和无色气体C。B溶于硝酸后经浓缩析出D的水合晶体。D受热分解得到白色固体E和棕色气体F，将F通过NaOH溶液后得到气体G，其体积变为原来F的20%。组成G的元素约占E的质量组成的40%。将C通入CuSO4溶液先有浅蓝色沉淀生成，C过量后沉淀溶解得深蓝色溶液H、推断A、B、C、D、E、F、G和H各是什么物质，并写出各步的反应方程式。,18. 有一易溶于水的钠盐A，加入浓硫酸并微热，有气体B生成；将气体B通入酸化的KMnO4溶液有气体C生成；将气体C通入H2O2溶液有气体D生成；将气
15、体D与PbS在高温下作用有气体E生成；将气体E通入KClO3的酸性溶液中，可得到极不稳定的黄绿色气体F；气体F浓度高时发生爆炸分解成气体C和D。推断A、B、C、D、E、F各是什么物质，并写出各步的反应方程式。,19. 白色固体A与油状无色液体B反应生成C，纯净的C为紫黑色固体，微溶于水，易溶于A的溶液中，得到红棕色溶液D。将D分成两份，一份中加入无色溶液E，另一份中通入黄绿色气体单质F，两份均褪色成无色透明溶液。无色溶液E遇酸生成淡黄色沉淀G，同时放出无色气体H。将气体F通入溶液E，在所得溶液中加入BaCl2，有白色沉淀I生成，I不溶于HNO3。推断A、B、C、D、E、F、G、H和I各是什么物质，并写出各步的反应方程式。,