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1、第十六章 单质,16.1 元素概述 16.2 主族元素 16.3 过渡元素 16.4 金属单质的冶炼,16.1 元素概述,碱金属(IA ): ns1 Li, Na, K, Rb, Cs, Fr 碱土金属(IIA ): ns2 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra 都是活泼金属,1. 易与H2直接化合成MH、MH2离子型化合物 2. 与O2形成正常氧化物、过氧化物、超氧化物 3. 易与H2O反应(除Be、Mg外） 4. 与非金属作用形成相应的化合物,注：它们的活泼性有差异,原子半径增大 金属性、还原性增强 电离能、电负性减小,IA IIA Li Be Na Mg K Ca Rb Sr C
2、s Ba,原子半径减小 金属性、还原性减弱 电离能、电负性增大,碱金属和碱土金属的性质,图片,Gc2-704-18.8,Gc2-711-18.14,Li,Na,K,Rb Cs,Be,Mg,Ca,Sr,Ba,单质的物理性质和化学性质,1.单质的物理性质,有金属光泽 密度小 硬度小 熔点低 导电、导热性好,图片,Gc2-705-18.9,s区单质的熔点变化,Gc2-706-18.12,单质在空气中燃烧，形成相应的氧化物：,Li2O Na2O2 KO2 RbO2 CsO2 BeO MgO CaO SrO Ba2O2,Li2O,Na2O2,KO2,a、与氧、硫、氮、卤素反应，形成相应化合物,2. 单质
3、的化学性质,图 C-551-(a),镁带的燃烧,b、 与水作用,Li,Na,K,Ca,2M + 2H2O 2MOH + H2（g）,Li,Na,K,Ca,Sr,Ba,c、 焰色反应,p区元素概述,p区元素通性,1. 各族元素性质由上到下的变化规律出现突变 2. 多种氧化态 (ns2np1-5) 例：氯，+1，+3，+5，+7，-1，0等 惰性电子对效应： 同族元素从上到下，低氧化态化合物比高氧化态化合物稳定。 例：Si(II)Pb(IV) 3. 电负性大，形成共价化合物,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,1. 氢化物性质的递变规律,p区元素性质的递
4、变规律,以第三周期元素的氟化物为例,2. 卤化物性质的递变规律,卤化物水解,弱酸+OH-：KF 酸+碱式盐：BiCl3，SnCl2，SbCl3 两种酸：PCl5，SiCl4，AsCl5,不水解，不电离：CCl4，CF4，SF6,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,可用Pauling规则来解释,3. 氢氧化物和含氧酸性质的递变规律,氢氧化物或含氧酸，可记作： HnROm或ROm-n(OH)n m-n：非羟基氧的个数,Pauling规
5、则：(定性) 含氧酸的酸性随非羟基氧(m-n)的个数增加而增加 H4SiO4H3PO4H2SO4HClO4,内因：中心原子R的电负性 中心原子R的半径 中心原子R对OH中氧的吸引力 使OH中氧原子的电子云密度， H易离解，酸性 推论：含氧酸缩合程度越大，酸性越强。 HIO4H5IO6， H2S2O7H2SO4,H3PO3,H3PO2,1O-2,1O-2,Pauling规则半定量： m-n=0 弱酸 ( =10-1110-5) m-n=1 中强酸 ( =10-410-2) m-n=2 强酸 ( =10-1103) m-n=3 最强酸 ( 108),16.2.4 几种重要的主族元素,电解,一、单质
6、的制备,1、Al,Al2O3 2H2O + 2NaOH + 3H2O 2NaAl(OH)4,2NaAl(OH)4 + CO2 2Al(OH)3 + Na2CO3 +H2O,Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O,Al2O3 4Al + 3O2,铝、锡、铅,1 氧化铝：Al2O3 - 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, 有些氧化铝晶体透明， 因含有杂质而呈现鲜 明颜色,红宝石(Cr3+) 蓝宝石(Fe3+,Cr3+) 黄玉/黄晶(Fe3+),一 铝的化合物,2 氢氧化铝：Al(OH)3 两性， 在碱性溶液中存在Al(OH
7、)4-或Al(OH)63- 简便书写为AlO2-或AlO33-,3 铝的卤化物,AlF3 AlCl3 AlBr3 AlI3 离子键 共价键 共价分子：熔点低,易挥发,易溶于有机溶剂。 易形成双聚物,水解激烈：,潮湿空气中的AlCl3，,用干法合成AlCl3,4 铝的重要化合物,硫酸铝：,铝钾矾(明矾)：,Al3+的鉴定：在氨碱性条件下，加入茜素,茜素,二、Sn Pb,SnO2 + C Sn + CO2,2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2,PbO + C Pb + CO,1. Sn(II)的还原性,（Sn2+,Hg2+的相互鉴定）,2、 Pb(IV)的氧化性,四氧化三铅(Pb3O4)-
8、铅丹：鲜红色 可看作：,三氧化二铅(Pb2O3)：橙色 可看作：PbOPbO2 氧化铅：(PbO)：橙黄色,1 砷、锑、铋的氢化物,AsH3 SbH3 BiH3 胂 弟 必 稳定性 高 低 碱性 强 弱 m.p b.p,低 高,月,月,砷、锑、铋,自燃：,缺氧分解：,化学性质：,2 砷、锑、铋的氧化物及其水合物,a、氧化物 As2O3 两性 微溶 Sb2O3 两性 难溶 Bi2O3 碱性 极难溶,As2O3 +3H2O 2H3AsO3 As2O3 +6NaOH 2Na3AsO3 + 3H2O As2O3 +6HCl 2AsCl3 + 3H2O,两性,M(V)的氧化物和氢氧化物,对应 水合物,极不稳定,三元中强酸 一元弱酸,氧化性增强,氧化性增强,b、 砷、锑、铋的盐的氧化-还原性,As() Sb () Bi () As() Sb () Bi (),例：,2Mn2+ + 14H+ +5NaBiO3 2MnO4- + 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O,H3AsO4 + 2HI H3AsO3 + I2 + H2O,M(V)的氧化性,氧化性增强,