第二十一章p区金属.ppt

《第二十一章p区金属.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二十一章p区金属.ppt（92页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、第二十一章 P区金属,教学要求,1掌握 Al、Sn、Pb 的单质及其化合物的性质，了解其用途。 2了解锗分族、锑和铋单质及化合物的性质及变化规律。 3了解铝的冶炼原理及方法。 4. 掌握周期表中的对角线关系, 惰性电子对效应.,教学重点,1铝的氧化物、氢氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。 2Pb 的氧化物、氢氧化物、卤化物的性质。 3. 周期表中的对角线关系, 惰性电子对效应.,教学难点,惰性电子对效应, Ge、Sn、Pb、Sb、Bi 的氢氧化物的性质。,主要内容,1p 区金属概述。 2单质铝的性质及冶炼，铝的氧化物、氢氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。 3Ge、Sn、Pb 的冶炼、单质的性质、氧化物、氢

2、氧化物、卤化物的性质。 4锑和铋的氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物的性质。,p区金属的特性：,同族金属元素从上到下元素的金属性逐渐增强。,Tl、Pb和Bi的金属性较强，其它的单质、氧化物及其水合物均表现出两性。,p区金属元素常有两种氧化态，且其氧化值相差为2；高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧化态的化合物中部分离子性较强。,21-1 p区金属概论,p区金属共有十种: Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi和Po；其中Po为放射性元素。,铝族元素的熔点 以镓的最低，但 它的沸点却很高,这两分族元素中以铝的密 度最小，铊和铅的最大,元素的自然存在和基本性质,元素 丰度 主要矿物,

3、铝 8.05 铝矾土矿(不纯的水合三氧化二铝),镓 0.0019,主要存在于铝矾土矿中, 镓和锗 也存在于煤矿中, 所以烟道灰是提取它们的原料之一。,铟 2.510-5 主要存在于闪锌矿中 铊 110-4 主要存在于长石、云母和闪锌矿中,锗 1.410-4,存在于硅酸盐矿硫化物矿和煤矿中，在烟道灰中的含量是煤中的1001000倍,锡 2.510-4 锡石矿(SnO2)、硫化物矿,铅 0.0016 硫化铅矿、白铅矿和硫酸铅矿,铝的丰度居于 第三位，在金 属中居于首位,21-2 铝族元素,原子成键特征:,ns2,np1,共价特点,缺电子特点,最高氧化数+3,Cl,Al,Cl,Cl,Cl,Al,Cl

4、,Cl,铝族元素的原子为缺电子原子，与硼类似，在铝和镓的化合物中同样表现出缺电子特点。而随原子半径的增大，铟铊逐渐过渡为金属性质。,Al2Cl6中的氯桥键,铝是优良的导电体，镓和铟是制半导体的重要材料。,少数表现离子性,铝是活泼金属，它的离子有很高的水合能，因此不能从水溶液中提取这个金属。但从干态的化合物制备铝又需要更活泼的金属如钠作还原剂，在经济上和操作上都是不利的。近代工业是用电解熔融氧化物的方法制备金属铝。 加入冰晶石做助熔剂。,金属铝的冶炼,熔融金属铝,铁槽阴极,石墨阳极,电解金属铝示意图,从铝矾土矿(Al2O3)冶炼金属铝的步骤:,碱溶铝矾土矿,通CO2于滤 液析出Al(OH)3,过

5、滤,纯氧化铝 Al2O3,冰晶石 Na3AlF6,灼烧,电解混合 熔液,金属铝,Al2O32NaOH3H2O2NaAl(OH)4 2NaAl(OH)4+CO22Al(OH)3+Na2CO3+H2O Al(OH)3=Al2O3+H2O,灼烧,2Al2O3 =4Al（ 阴极） + 3O2（阳极）,电解,P区元素的性质,概述： Al、Ga、In、Tl与非金属反应，易形成氧化物、硫化物、卤化物。 2M(s) + 3X2 = 2MX3(s) 4M(s) +3O2 (g) = 2M2O3(s) 2M(s) + 3S(l) = M2S3(s), 铝族元素易溶于稀酸和碱液中。 反应如下: 2M(s) + 6H

6、+(aq) = 2M3+(aq) + 3H2(g) 2M(s) +2OH-(aq) + 6H2O(l) = 2M(OH)4-(aq) + 3H2(g) M=Al，Ga 铝还与N2形成AlN ，与碳形成Al4C3。,铝族元素在形成固态化合物时，少数为离子型的，大部分为共价型的。,Why?,因为它们失去所有的价电子的电离势总和相当大。, 从AlTl，随着半径的加大，化合物的共价性减弱，离子性增强。Al、Ga化合物为共价性；In、Tl化合物为离子性。 在水溶液中，+III氧化态的本族元素，电荷高，半径小，水合焓较大，很容易离子化。这些离子平常皆为配离子，它们极易发生水解作用。,通性：, 本族元素变为

7、+III氧化态的趋势是从铝到铊递减。 Tl3+离子是较强的氧化剂，很易被还原为Tl+离子，因此Tl+ 离子稳定。 Al+、Ga+、In+在水溶液中稳定性极差，很易歧化为母体金属和该金属的+III氧化态化合物。,氧化物和氢氧化物： 除了低氧化态的Tl2O和TlOH是碱性、易溶于水以外，其他的都是难溶于水的两性物质。 酸性： Ga(OH)3Al(OH)3或In(OH)3, 铝的亲氧性表现在： * 铝一接触空气即形成致密的氧化膜； * 氧化铝有很高的生成焓（-1676 kJ/mol）； * 可用做许多氧化物的还原剂，且反应放出大量的热。铝热法 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe, 铝

8、是亲氧物质，又是典型的两性元素。,铝的性质, 两性表现在：金属铝、氧化铝和氢氧化铝都能与酸、碱反应：, 铝能被冷的浓H2SO4及浓、稀HNO3所钝化。所以常用铝桶装运浓H2SO4、浓HNO3。, 铝能同热的浓H2SO4反应。,2Al+6H2SO4(浓)=Al2(SO4)3+3SO2+6H2O, 铝比较易溶于强碱中！ 2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)-4 +3H2,还原剂铝热法 脱氧剂 制取耐高温金属陶瓷 (亲氧性) 4Al+3TiO2 +3C=2Al2O3 +3TiC 结构材料，导电材料,金属用途,铝是丰度最大的金属，具有延展性强，导电性能优良，密度轻，应用最广泛的金属。,金属铝用于

9、制电缆、电线,镓、铟多用于电子工业，如作半导体材料,铝用于制日常用品,二、氧化铝和氢氧化铝,一)、三氧化二铝,-Al2O3不溶于水，也不溶于酸和碱，熔点高，硬度大，由铝和氧气燃烧或高温灼烧Al(OH)3得到。自然界存在的刚玉是指这种氧化铝。,-Al2O3不溶于水，溶于酸，具有很强的吸附能力和催化活性，所以又称活性氧化铝，用于作吸附剂和催化剂。由氢氧化铝或铝铵矾加热分解得到。把它强热至1273K时，转变为-Al2O3。,-Al2O3具有离子传导能力，用于作钠硫蓄电池的电解质，这种电池蓄电量大，具有广阔的应用前景。,二、氢氧化铝,铝盐：Al3+,白 水合 Al(OH)3,铝酸盐 Al(OH)4-,

10、白 结晶 Al(OH)3,加入氨水,通入CO2,在铝盐中加入氨水或在铝酸盐中通入CO2，都可得到Al(OH)3 沉淀:,水合氢氧化铝易溶于酸，也溶于碱，加热易脱水。但结晶氢氧化铝难溶于酸，加热到373K时也不脱水。在573K时转变为偏氢氧化铝AlOOH，灼烧得电解铝用的氧化铝,放置,偏铝酸盐 AlO(OH),氧化铝 Al2O3,加热,灼烧,金属铝,电解,Al3+ + 3NH3 + H2O = Al(OH)3 + 3NH4+ 2Al(OH)4- + CO2 =2Al(OH)3 + CO32- +H2O,氢氧化铝是两性化合物。,酸：Al(OH)3+3HNO3=Al(NO3)3+3H2O,碱：Al(

11、OH)3+KOH=KAl(OH)4 +2H2O,氢氧化铝易溶于酸也易溶于碱：,三、铝盐和铝酸盐,金属铝Al,酸,+,铝盐,氯化铝Al2Cl6,硫酸铝Al2(SO)3,硝酸铝Al(NO3)3,HCl,H2SO4,HNO3,金属铝或 氧化铝,碱,+,铝酸盐 Al(OH)4-,Al(OH)3 +OH-,H+,OH-,OH-,H+,金属铝、氧化铝、氢氧化铝等都表现出典型的两性。,铝盐和铝酸盐 的突出性质就 是水解性,Al(H2O)63+H2O = Al(H2O)5(OH)2+ H3O+ Al(H2O)5(OH)2+ +H2O = Al(H2O)4(OH)2+ +H3O+ Al(OH)4- = Al(O

12、H)3 + OH-,加碱或弱酸强碱盐 于铝盐溶液中,都会 促进水解完全进行,2Al3+ + 3CO32- +3H2O =2Al(OH)3 + 3CO2,物理性质,氟化物的熔点最高，其它的较低，这是因为氟化物为离子晶体，其他的是以共价键为主的卤化物,水溶液中析出来的氯化铝是AlCl36H2O，由于Al3+的极化能力很强，不能用加热的方法使它脱水，无水盐是下列反应制备的： 高温 Al2O33C3Cl2 2AlCl33CO,无水三氯化 铝的制备,2、几种重要的盐,（1）卤化物,AlCl3溶于有机溶剂或处于熔融状态时都以共价的二聚分子 Al2Cl6形式存在。,为什么?,因为AlCl3为缺电子分子, A

13、l 倾向于用sp3 杂化轨道接受电子对形成四配位化合物。,两个AlCl3 分子间发生 ClAl 的电子对授予而配位，形成 Al2Cl6 分子。 在这种分子中有氯桥键(三中心四电子键)，与B2H6的桥式结构形式上相似，但本质上不同。, 当Al2Cl6溶于水中时，立即解离为Al(H2O)63+和Cl-离子并强烈的水解。 AlCl3还容易与电子对给予体形成配离子(如AlCl4-, Al2(OH)nCl6-nm)和加合物(如AlCl3NH3)。AlCl3是有机合成中常用的催化剂（与BF3类似）。 AlBr3 和AlI3 在结构和性质上与AlCl3相似。,制法： 工业上：用熔融的Al与Cl2反应制取无水

14、AlCl3。 通Cl2于Al2O3和炭的混合物中制取AlCl3。 Al2O3+3C+3 Cl2 =2 AlCl3 +3CO 用湿法只能制得AlCl36H2O。,无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末。 从水溶液中得到的为Al2(SO4)3 18H2O，它是无色针状结晶。,(2) 硫酸铝和明矾,制法： 将纯铝溶于热的浓的H2SO4 2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O 用H2SO4直接处理铝土矿或粘土制得Al2(SO4)3. Al2O32SiO22H2O(粘土)+ 3H2SO4= Al2(SO4)3+2H4SiO4+H2O,通式：MAl(SO4)212H2O。 结构：6个

15、H2O分子与Al3+配位，形Al(H2O)63+离子；余下的为晶格中的水分子，在Al(H2O)63+与SO42-之间形成氢键。 明矾：铝钾矾 KAl (SO4)212H2O ，无色晶体。,硫酸铝易与碱金属（除锂外）及铵的硫酸盐可形成溶解度相对较小的复盐，称为矾。,硫酸铝或明矾易溶于水，Al3+在水中水解形成的碱式盐到Al(OH)3 的胶状沉淀均有吸附和凝聚作用, 因此硫酸铝和明矾被用做净水剂或絮凝剂。,21-2-2 铝和铍的相似性 铝和铍有许多相似的化学性质： 原因：在元素周期表中处于对角线位置，两者的离子势相近， Ea0 (Al3+/Al)=-1.706V Ea0 (Be2+/Be)=-1.

16、85V 。 表现： 1、两者都是活泼金属，在空气中， 均形成致密的氧化膜保护层而不易被腐蚀，与酸的作用也比较缓慢，都为浓硝酸所钝化。 2、两者都是两性元素，其氢氧化物也属两性。,3、两者的氧化物的熔点和硬度都很高。 4、两者都有共价型的卤化物。它们的卤化物都是路易斯酸，易与电子给予体形成配合物或加合物；本身则通过桥键形成聚合分子(这两种聚合分子的结构是不同的)。 5、铍盐、铝盐都易水解。 6、Be2C象Al4C3，与水反应而生成甲烷： Be2C + 4H2O =2Be(OH)2 + CH4 Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4,21-3-1 金属的冶炼,21-3 锗

17、分 族,Sn的冶炼,Pb的冶炼,以锡石为原料，先焙烧，使砷和硫变成氧化物除去，然后加盐酸溶解其它金属氧化物，再以焦碳为还原剂，在高温下可制得粗锡；以氟硅酸和硫酸做电解液，经过电解可得到纯锡。 SnO2 + C =Sn +2CO,2PbS + 3O2 =2PbO +2SO2 PbO + C =Pb + CO PbO + CO =Pb +CO2 或PbS + Fe =Pb + FeS,GeS23O2GeO22SO2 GeO24HClGeCl42H2O GeCl42H2OGeO24HCl GeO22H2 Ge2H2O,Ge的冶炼,锗分散地存在于其它矿物中,它是硫化物矿石、煤、高温冶金所得中间产物或废

18、渣、烟道灰为原料的工厂副产物。这些原料所提供的锗通常为二氧化锗，用盐酸处理并蒸馏得四氯化锗。,将温度升至1373K，锗粉熔化，注入模中得锗锭。最后用物理方法区域熔融法来进一步提纯可以得到高纯锗。,通过精馏提纯GeCl4，并加水水解得到二氧化锗,然后用氢在813K923K还原 GeO2，得到金属粉末,锗是主要的半导体材料之一，锗半导体广泛地用于电子计算机、雷达、火箭、导弹、导航控制设备、电子通讯以及自动化设备中。, Ge和Sn的化合物为共价化合物； Pb()有离子化合物，Pb为亲硫元素。 它们属于中等活泼的金属（电极电势小于0），但却表现出一定的化学惰性。,一、物理性质及用途 二、化学性质：,2

19、1-3-2 锗、锡、铅的单质,Ge,(1)Ge不与非氧化性酸作用； (2) Ge与氧化性酸反应生成Ge(IV)化合物； Ge+4HNO3(浓)=GeO2H2O + 4NO2+2H2O Ge+4H2SO4(浓) = Ge(SO4)2 + 2SO2+4H2O,363K,Sn,Sn与非氧化性酸反应生成Sn(II)化合物 Sn+2HCl=SnCl2+H2 4Sn+10HNO3(稀)=4Sn(NO3)2+ NH4NO3+3H2O (2)Sn与氧化性酸反应生成Sn(IV)化合物； Sn+ 4HNO3(浓)= SnO2H2O+ 4NO2 Sn+4H2SO4 (浓)=Sn(SO4)2+2SO2+4H2O,Pb

20、, Pb 与酸反应，由于产物难溶，使它不能继续与酸反应，所以化工厂和实验室常用它做耐酸反应器的衬里和制储存或输送酸液的管道设备。 铅在有氧存在的条件下可溶于醋酸，生成易溶的醋酸铅。,方程式 ： 2Pb+O2=2PbO PbO+2CH3COOH=Pb(CH3COO)2+H2O,(1)锗同硅相似，与强碱反应放出H2。 Ge+2OH-+H2O=GeO32-+2H2 (2)锡和铅也能与强碱缓慢地反应得到亚锡酸盐和亚铅酸盐MO22- M + 2OH- =MO22-+ H2 M=Sn, Pb,与碱的反应：,21-3-3 氧化物和氢氧化物,氧化物 氢氧化物, MO2 MO M(OH)4 M(OH)2,GeO

21、2 白色 GeO 黑色 Ge(OH)4 棕色 Ge(OH)2 白色 SnO2 白色 SnO 黑色 Sn(OH)4 白色 Sn(OH)2白色 PbO2 棕黑 PbO 黄红 Pb(OH)4 棕色 Pb(OH)2 白色,酸性增强,碱性增强,酸性增强,氧化性增强,碱性增强,还原性增强,MO2是两性偏 酸的共价物,MO是两性偏 碱的共价物， 离子性略强,酸碱性和氧 化还原性的 变化规律,氧化物及其水 合物都是不溶 于水的固体。,1、 锡的氧化物 二氧化锡 SnO2（锡石）：为非整比化合物 (1)不溶于水； (2)难溶于酸或碱的水溶液； (3)NaOH或Na2CO3+S共熔, 可溶盐 SnO2+2NaOH

22、=Na2SnO3+H2O SnO2+2Na2CO3+4S = Na2SnS3+ Na2SO4+2CO2 制备：锡在空气中燃烧 Sn + O2 =SnO2,气敏元件 毒气报警器,易溶盐醋酸铅不是离子化合物，而是配合物,CH3C Pb CCH3,O,O,O,O,PbO2HAcPb(Ac)2H2O PbO2HNO3Pb(NO3)2H2O,高价铅的氧化物加热会逐渐分解为低价氧化物： 563-593K 663-693K 803-823K PbO2Pb2O3Pb3O4PbO, Pb(IV)为强氧化剂，例如：,2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3= 2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O PbO2

23、+4HCl=PbCl2+Cl2+2H2O 2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2+2H2O, PbO2是两性的，酸性碱性，与碱共热可得铅酸盐： PbO2+2NaOH=Na2PbO3 +2H2O,2PbO2 =2PbO + O2 PbO2也是非整比化合物，晶体中氧原子与铅原子的数量比为： O:Pb=1.881， 缺位O：空穴 导电：铅蓄电池的电极,803-823K,PbO2制备： Pb(OH)3-+ClO- PbO2+ Cl- + OH- +H2O PbO + KClO3= PbO2 + KCl + O2,Pb3O4：红色、粉末状，俗名“铅丹”或“红丹”。晶体中既有Pb(IV)又有Pb(I

24、I)，化学式可以写为2PbOPbO2，又可以写为PbII2PbIVO4。 Pb3O4与HNO3反应得到PbO2；,Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O,铅丹主要用于制铅玻璃和铁具涂料。,3、氢氧化物, 制法：向盐溶液中加碱，生成难溶于水的氢氧化物。 组成不定的氧化物的水合物。 通式：xMO2yH2O和xMOyH2O或写作： M(OH)4和M(OH)2 性质：两性、可进行两种方式的电离。 M2+ +2OH- M(OH)2 2H+ + M(OH)42- M4+ +4OH- M(OH)4 2H+ + M(OH)62-,+2H2O,-2H2O,+2H2O,-2H2O,Ge(O

25、H)4酸性最强，仍然是一个弱酸； Pb(OH)2碱性最强，也还是两性。 由此可知，锗分族元素的金属性很弱，但从Ge到Pb逐渐增强。 Sn(OH)2和Pb(OH)2既溶于酸又溶于碱（Ge(OH)2 易被氧化）：,酸：Sn(OH)2+2HCl=SnCl2+2H2O Pb(OH)2+2HCl = PbCl2+2H2O 碱：Sn(OH)2+2NaOH=Na2Sn(OH)4 Pb(OH)2+NaOH=NaPb(OH)3,在碱性溶液中Sn(OH)42-能将Bi3+还原为金属铋。,3Na2Sn(OH)4+2BiCl3+6NaOH= 2Bi+3Na2Sn(OH)6+NaCl,亚锡酸根离子是一种好的还原剂： S

26、n(OH)62-+2e-= Sn(OH)42-+2OH- B=-0.93V,在M(OH)4中，锗酸Ge(OH)4和锡酸Sn(OH)4比较常见， Pb(IV) 不稳定。制备： 在M(IV)的盐溶液中加碱; 由GeCl4和SnCl4水解; 将金属Ge和Sn分别与浓HNO3反应，都得到锗酸和锡酸。,锡酸 锡酸,有关方程式如下：,SnCl4+4NH3H2O=-Sn(OH)4+4NH4Cl Sn(OH)4+2NaOH=Na2Sn(OH)6 Sn(OH)4+4HCl=SnCl4+4H2O,锡酸,Sn+ 4HNO3(浓)= -SnO2H2O+ 4NO,二、卤化物,1、四卤化物,制 备,常用的是GeCl4和S

27、nCl4，制备： GeO24HClGeCl42H2O SnCl2Cl2SnCl4 M+2Cl2 =MCl4,性 质,GeCl4 +4H2O = Ge(OH)4 + 4HCl SnCl4 + 4HO = Sn(OH)4 + 4HCl,四卤化物均为共价物，与四氯化硅类似，极易水解，在空气中冒烟,因此配制四卤化物溶液必须在浓盐酸中溶解, 以氯配离子形式存在 GeCl4+2HCl = H2GeCl6 SnCl4+2HCl = H2SnCl6,2、二卤化物,重要的MX2为SnCl2，无色晶体。 将锡与盐酸反应可以得到SnCl2H2O，是常用的还原剂。,将汞（II）盐还原为亚汞盐： 2HgCl2 (过量)

28、 +SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2(白色) Hg2Cl2+ SnCl2(过量) = SnCl4+2Hg (黑色) 用于检验Hg2+或Sn2+的存在。, SnCl2 易水解。配制时，先将SnCl2固体溶解于少量的浓盐酸；为防止Sn2+氧化，常加少量金属Sn。, PbCl2难溶于冷水，易溶于热水，也溶于盐酸中。 PbCl2+2HCl=H2PbCl4 PbI2：黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水。 因生成配盐而溶解于KI溶液中。 方程式：PbI2+2KI=K2PbI4,从GePb，低氧化态趋于稳定，为惰性电子对效应的表现。,总结： 1、两族元素从上至下金属性增强，从左至右金属性减弱； 2、Al，

29、Ga，Ge，Sn，Pb是两性元素，它们的氧化物、氢氧化物均为两性； 3、高价化合物的共价性增强，同氧化数时，从上至下离子性增强； 4、从上至下，低氧化数趋向稳定。,各元素的重要化合物间的关系表示如下,铝矾土,碱融水浸取CO2,Al(OH)3,金属铝,Na2AlF6,Al2O3,灼烧,铝盐(Al3+),Sn(OH)2,HCl,Hg2+,白(Hg2Cl2)黑(Hg),H2S,SnS,Pb(NO3)2 或PbAc2,ClO-,黑色 PbO2,不溶于硝酸,Cl2+PbCl2,PbSO4+O2,HCl,HNO3,H2SO4,SnS2,S22-,SnCl2,21-4 锑、铋,锑有灰、黄、黑三种同素异性体，

30、而铋没有。 锑、铋元素以游离态存在于自然界中，但主要以硫化物矿存在。例如辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)（亲硫元素）等。我国锑的蕴藏量占世界第一位。,常温下锑、铋在水和空气中比较稳定,在高温时能和氧、硫、卤素反应,产物一般是三价。锑在冶金中可制造合金。锡、铅、锑三者的合金可用于铸件、活字中，铅锑合金可用于铅蓄电池。锑也用于半导体工业中。铋可制低熔合金，用于自动关闭器和活字合金中。,锑、铋都能生成氢化物MH3，这些氢化物都是强还原剂, 但有毒,易分解,不稳定。,锑、铋的氧化物主要有两种形式，即+III氧化态的Sb4O6 、 Sb2O3和+V氧化态的Sb4O10 和Bi2O5。,一、氢化

31、物,二、氧化物及其水合物,锑、铋氧化物及其水合物的酸碱性:,三、卤化物 锑、铋的所有三卤化物均已制得，而已知的五卤化物只有SbF5、SbCl5和BiF5三种。,锑、铋的三卤化物在溶液中都会强烈地水解，因为它们相应氧化物的水合物不是弱酸便是弱碱。,MCl3+H2O MOCl (白) +2HCl,锑和铋的卤化物水解后生成难溶的锑和铋的酰基盐。配制这类溶液时必须用盐酸溶解.,四、硫化物,锑、铋的M3+盐溶液中或用强酸酸化的MO33-、MO43-液中通入H2S都可得到相应的硫化物沉淀。,p区各主族元素由上至下与族数相同的高氧化态的稳定性依次减小，比族数小2的低氧化态最为稳定。,一般认为是由于ns2电子

32、对不易参加成键，特别不活泼，常称为“惰性电子对效应”。科顿效应(Cotton Effect), 相对论效应.,如： Bi(V)、Pb(IV)、Tl(III)、Hg(II)的氧化性比其相 应的：Bi(III)、Pb(II)、Tl(I)、Hg(0)要强得多。,21-6 p区元素6s2电子的稳定性,作业： 2，13（自己练习） 4, 5, 12, 14,21-2 铝 镓分族,21-2-1 铝及其化合物,1.铝的存在：硅铝酸盐，铝土矿，冰晶石。,2.铝的冶炼,从铝土矿出发制取金属铝，一般要经过Al2O3的纯制和Al2O3的熔融电解两步。,一、铝的冶炼及其性质,Al, Ga, In, Tl,3 . 铝的

33、性质,（1）物理性质:,银白色，延展性、导电性、导热性较好。,用途: 电讯器材、建筑设备、电器设备的制造 以及特殊材料的制备。,（2）化学性质：,铝的亲氧性 铝是亲氧元素，反应时会大量放热,因此是冶金上常用的还原剂，在冶金学上称为铝热法。,(高温陶瓷),铝的两性 铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：,但是铝在冷的浓硫酸及稀、浓硝酸中被钝化，所以常用铝桶装运浓硫酸、浓硝酸等化学试剂。,二、铝的氧化物及其水合物,氧化铝： - Al2O3 ：刚玉，硬度大，不溶于水、酸、碱。 - Al2O3 ：活性氧化铝，可溶于酸、碱，可作为催化剂载体。,红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉

34、/黄晶(Fe3+),2. 氢氧化铝 (Al(OH)3),在碱性溶液中存在Al(OH)4- 、Al(OH)63- 简便书写为,特殊反应： Al(OH)3+HF+Na2CO3,Na3AlF6,+H2O+CO2,3-,弱酸盐双水解 (如：Al2S3, Al2(CO3)3 ?).,三、铝盐和铝酸盐,1.铝盐的水解,2.铝的卤化物,潮湿空气中的AlCl3遇NH3生成NH4Cl。,白烟为NH4Cl,+,=,+,氯化铝中有氯桥键 （三中心四电子键）,3 硫酸铝和明矾,无水硫酸铝Al2(SO4)3(白色粉末). 水溶液中无色针状Al2(SO4)318H2O。易形成矾，其通式为MAl(SO4)212H2O (M

35、 K+、Rb+、Cs+、NH4+或Ag)。 硫酸铝钾KAl(SO4)212H2O叫做铝钾矾，俗称明矾，它是无色晶体。可用于水的净化.,(NH4)2SO4 Al2(SO4)312H2O （铵矾）,21-2-2 周期表中的对角线关系,周期表相邻两族位于从左上到右下的对角线上的元素有许多相似之处。,因为处于对角线上的元素，具有相近的离子势Z/r和电负性，对于相同的阴离子具有相似的极化能力，因而表现出相似的化学性质。,21-3 锗分族,1. 物理性质,颜色：锗：银白色; 铅: 暗灰色; 锡：白色或灰色,常见氧化态： +IV、+II。,+IV 氧化态稳定性是：GeSnPb,+II 氧化态稳定性是：GeS

36、nPb,2131 锗、锡、铅单质的性质,2. 化学性质,(1) 与氧反应：在通常条件下，空气中铅能被氧化。空气中的氧对锗和锡都无影响。在高温下都能与氧反应而生成氧化物。,(2) 与酸的反应 Sn + 2HCl(浓) SnCl2 + H2 Pb + 2HCl PbCl2+ H2(反应不易发生) Pb + 4HCl(浓) H2PbCl4 + H2,Pb+H2SO4(稀) = PbSO4 +H2(反应不易发生),Pb+3H2SO4(浓) = Pb(HSO4)2+SO2+2H2O,Sn+4HNO3(浓) = H2SnO3+4NO2+H2O,4Sn(过量)+10HNO3(冷稀) = 4Sn(NO3)2

37、+NH4NO3 +3H2O,3Pb+8HNO3(稀) = 3Pb(NO3)2 +2NO+4H2O,因Pb(NO3)2不溶于浓硝酸,所以配制其溶液时常用Pb与稀硝酸发生反应。,2132 锗、锡、铅的化合物,锗、锡、铅有MO2和MO两类氧化物。MO2都是共价型、两性偏酸性的化合物。MO也是两性的，但碱性略强。这些氧化物都是不溶于水的固体。, 酸性增强,酸性增强,1.氧化物,二氧化锡(SnO2)( 通常难溶于酸或碱)。,SnO2+2NaOH（熔融） Na2SnO3+H2O,SnO2+2Na2CO3+4SNa2SnS3+Na2SO4+2CO2,二氧化锡:非整比化合物，n型半导体。,用于制造半导体气敏元

38、件(H2、CO、CH4) 还用于制不透明的玻璃、珐琅和陶瓷。,（1）锡的氧化物,（2）铅的氧化物,二氧化铅：两性化合物，但酸性大于碱性,为强氧化剂.,2. 氢氧化物,氧化性减弱，酸性增强,碱性增强，还原性减弱,碱性增强,酸性增强,Sn(OH)4,Pb(OH)4 PbO2,Sn(OH)2,Pb(OH)2,3. 卤化物,上表中每格内，第一行为状态, 第二行为熔点，第三行为沸点。,HgCl2+SnCl2 Hg2Cl2(白色)+SnCl4,Hg2Cl2+SnCl2 Hg(黑色)+SnCl4,此反应很灵敏，常用来检验Hg2+和Sn2+的存在。,SnCl2易水解，配制SnCl2溶液时，先将SnCl2固体溶解在少量浓盐酸中再稀释。为防止Sn2+氧化，常在新配制的SnCl2溶液中加少量金属Sn。,SnCl2+H2O Sn(OH)Cl(白色)+HCl,氯化亚锡SnCl2，它是生产上和化学实验中常用 的还原剂。,PbCl2难溶于冷水,易溶于热水,也能溶解于盐 酸中。 PbCl2+2HClH2PbCl4 PbI2为黄色丝状有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成配合物而溶解于KI的溶液中。 PbI2+2KIK2Pbl4,