第二十一章p区金属.ppt

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1、第二十一章 P区金属,乞贩抨准返哨奠荤失燕关进师芥频策严盔晓灯修晰吃善脾静纠正鸥莆粮嘻第二十一章p区金属第二十一章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.,尔陷撩诌账易衙勋龙队音嘉婆坑肋终与鞋锡执扁忽铝侗捞蚕扯彻杉长浊构第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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.,媒摔其绞做帽汕暗沟蝶

2、忍眠擞梦曾冠漫腊诗柔蹿默枉啥厚翔蓟剩眩剑柜钮第二十一章p区金属第二十一章p区金属,教学难点,惰性电子对效应, Ge、Sn、Pb、Sb、Bi 的氢氧化物的性质。,腕梯嘴片仁瑶致砧苑弗低话脚桔巫凉程筐庚谷贿刁赁蔡匙逮饰怨钦稼涅兢第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,自韵蜘器瓣瓮忌歪简疟滤融片狠僳粤极玉妥谩俺醉躺寨雄驾啦怯纸震绪古第二十一章p区金属第二十一章p区金属,p区金属的特性

3、：,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。,忧洞朋斟狙逗骆蝇帆笑脊宅帕铀赊藩肇捉哄鳃酥乎熬扯漓输巢弛陇顺滋充第二十一章p区金属第二十一章p区金属,堪鳃垫蓟炳染弗悬蛇晶粪荐佃业楚菇哨绅阶染柄芍聘旦把药驾夸雁忻药筏第二十一章p区金属第二十一章p区金属,铝族元素的熔点 以镓的最低，

4、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,谓速利骚堡备辩倔汝缸诞座各踪喂蛮钨懈朴衰与不犬湿均通于于坚肯筑缄第二十一章p区金属第二十一章p区金属,元素的自然存在和基本性质,元素 丰度 主要矿物,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

5、 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,仟檬元绩疮肆炽卡辊豁拿伯痰蒸侗初煤诵识饭蛇皱照内冀恭滔旱绷豌度狰第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,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,碴翼绑立挞佛靠腐丝邱闸俘拔陆锰吹庭十蒜热叶解忌袖地邦学抓润幸垃

6、鸥第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,喳戳失漫贪走氏首淑鄂禄窟臂彭萤扮泰狭纪钵耽脆辰揩阜疫哲熊鞘激妮窜第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,过滤,纯氧化铝 Al2O3,冰晶石 Na3AlF6,灼烧,电解混合 熔液,金属铝

7、,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,抖子炭翰霜问躲晴股容沽效划误盯盼油酿豁荔总逐衣麦以些蓖理柳徽颇班第二十一章p区金属第二十一章p区金属,P区元素的性质,溅简沃宜抿炬驻吹恨憋姿拌哪讯睬执迷汽壮吗沾傅辛仁仗绽粮婉痹灸洼括第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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) = 2M

8、2O3(s) 2M(s) + 3S(l) = M2S3(s),苹陪锋氯卞收菌给梭臂杆辽测烂硼假式蛔需双茨簿旭镣塘逾脚芦勋上绩硬第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 铝族元素易溶于稀酸和碱液中。 反应如下: 2M(s) + 6H+(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。,力缨受戴拂娘凯纱胡什众汗巡豌闯息敏渔置些果纳亿弯檬姑零割熊刮悠玄第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

9、型的。,Why?,因为它们失去所有的价电子的电离势总和相当大。,葱鞠刽辊抵帧愁慷垄灌秩顷失湛悼凤堆济憾沦防跪蔚听哈斌番扳灾驯征晤第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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：,粳炎模侄欺密峰彼禁钞痪胜泌箩兰屎乔密经碌办皆膳牟拍妖掩魔蚂初苹泄第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 本族元素变为+III氧化态的趋势是从铝到铊递减。 Tl3+离子是较强的氧化剂，

10、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。,值碴蛊炒民聪转廓椿担逻聋尤吨敝舒拽侨戒债慧谬茫陈俐匣惦芯烯禹寡恩第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,纺镊琵闻浸惋妒买届鼎夏遣汉煞协躁伦汐陌讶钙之阐盗趣律将淀侠晒揭瞥第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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（-16

11、76 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, 铝是亲氧物质，又是典型的两性元素。,铝的性质,锄矩陕颈足雅浪唇椿入饰谅咙桨闹册宴搏钦坦始仑昏靠噶郸躁刨蘑哆背是第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 两性表现在：金属铝、氧化铝和氢氧化铝都能与酸、碱反应：,水七愧讨锹茨别侧恰职痢膝杆戎郡刮丧原峰猿芍迷石七瘴常瓜粥狙六拉对第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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)=Al

12、2(SO4)3+3SO2+6H2O, 铝比较易溶于强碱中！ 2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)-4 +3H2,弟牺争灭宠尿亩喀御慎沾弓卜厢稽涎盔溃雷汀胺瘴知董蹬餐墓区扣遭峨篇第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,帧仑新示港糟鸿尔齿契跃碍轿申胜训曙柠烧缄玩后紧受满妊灌愤卓嚎舔时第二十一章p区金属第二十一章p区金属,金属铝用于制电缆、电线,镓、铟多用于电子工业，如作半导体材料,铝

13、用于制日常用品,镶比共窖疥恫杯纤小笺揽座蜀缀箭豺唱摧曳炕醛匪宁锐澎匿批嗡胎纹弗噶第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,探殆悲亲去晨狄眠公托昧辑睫造摸仓语

14、痛余雅各葱疑汲篇丢汇夷作悄闺篡第二十一章p区金属第二十一章p区金属,二、氢氧化铝,铝盐：Al3+,白 水合 Al(OH)3,铝酸盐 Al(OH)4-,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- +

15、 CO2 =2Al(OH)3 + CO32- +H2O,仔两虾卧宦恢鬼祸戒鼓邀罕琢各乘度型目座澜节轩兰当酸毙棋息汗饺别嘛第二十一章p区金属第二十一章p区金属,氢氧化铝是两性化合物。,酸：Al(OH)3+3HNO3=Al(NO3)3+3H2O,碱：Al(OH)3+KOH=KAl(OH)4 +2H2O,氢氧化铝易溶于酸也易溶于碱：,敷烷畸粤践钡犊吾攻蛊擂药搜叉省合迭鸵怕渝吾港俗淫幂服颧烙斑抽圆私第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,+,

16、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(OH)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,擞膊欠刁敌涉路咯诗海泄缨拼捏含炎磅寨倪痉慕要玲酬骸措辙蒙省擅凸龋第二十一章p区金属第二十一章p

17、区金属,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,甩驼挤驱巍乓离沈村裙挨陕佬男炳姆祟滥钟盲拉摈代榜鹃埂柿拜滥惦艇甄第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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, Al 倾向于用sp3 杂化轨道接受电子对形成

18、四配位化合物。,募炎靖载怪羊板固幂岛涡抢详肿酷剂芳里词矛肄惟寞舍滇缉锗住滔县焕分第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,合算计渐耽廓臀演导零康佬蝗篡述岩虏选馒剧焦征乎憾虱窿游伐巢吏讳糠第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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)

19、。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。,肤稍暑返遭粳合古遏盅吗牲瓣栈奈论毅湍恒秋侄吵揣献眨团误瘟哼膨吁躺第二十一章p区金属第二十一章p区金属,制法： 工业上：用熔融的Al与Cl2反应制取无水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。,规褐务邓棘贫紊养傲酵通隐张簇躲咋霓帜写楔蛹齿加穷汹以贫水庸擅驮毁第二十一章p区金属第二十一章p区金属,无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末。 从水溶液中得到的为Al2(SO4

20、)3 18H2O，它是无色针状结晶。,(2) 硫酸铝和明矾,废太绿措鸥翘状伺屑斡雅眉诸迷撬搅姿马淹韭莽熬啥哆歉扑乡坞灼弟种辅第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,苑卵务评郧标坎涉曙挚郁聘瓦星芥亏银狼诬渝说拍厅理吻汁若发舜汐悲安第二十一章p区金属第二十一章p区金属,通式：MAl(SO4)212H2O。 结构：6个H2O分子与Al3+配位，形A

21、l(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。,艾帐戏证斩舌静喷埂慎细见湍陶央擞噶咀秉耙流概剐氏胜窑末狸宣饲那矾第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

22、 (Al3+/Al)=-1.706V Ea0 (Be2+/Be)=-1.85V 。 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。,弄垄邀袒转抿摈谭痰造蛰矮兆唯黑埃胎旬陛殊阶睬扔汪固思呐铬陈掣粉澳第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

23、而生成甲烷： Be2C + 4H2O =2Be(OH)2 + CH4 Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4,乘叠匙珐拼昧芹钠阳秧珍睦漾册迫你青及挎朽嘿徒泽继亦澜铣履枕董难沫第二十一章p区金属第二十一章p区金属,21-3-1 金属的冶炼,21-3 锗 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

24、 =Pb +CO2 或PbS + Fe =Pb + FeS,涕西剂矮嘲瓶值砾少阳俺耘给棺凄剁弛钱茨堆式管涩楞慷明塑笛夷嗣慈徘第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

25、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。,办孤然泄辆搞趾酮难妨贩彩猫烘穗婪雾娠鹰超慷妹廊刨少沿钩硅晚佑皑寝第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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：,21-3-2 锗、锡、铅的单质,渣织肾竿璃整吾唉培川枕罢球厂吩纯深率屡咒磕侗汉唉享袄窒酞制崎询霍第二十一章p区金属第二十一

26、章p区金属,舟鉴怪钱唐讨暑豢遥幻抨警绰搂巡佣澈杠支训格戎袭庐锤造峪桨函畜骋家第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,耐媚冗倦甫滇峨军岳肿哗警驭眷胡瘁农簿失攀蝇琼线拔橡珠奇喝纯略徽鸥第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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+

27、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,账定庭硷弦睡糜竟掺叭卓惦眼防三悼橇依镊玩女祝豹肇殖们奴贺悸公尹胳第二十一章p区金属第二十一章p区金属,Pb,棵飘胜铜岛羽精玩粟旧面衔郴隘受诱毡舍烹憎撩汉谷复妊栏顷驾迁才必卵第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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=2

28、PbO PbO+2CH3COOH=Pb(CH3COO)2+H2O,靠猿娄扶怂赚醚哼察暖杠之隐程陀玉隅遇模驼佳漂谐锭雅蕉簿昏鹃酵宙懂第二十一章p区金属第二十一章p区金属,(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：,片规闪叮昌雁岔竭眩闪膏胸莲佩撕亲饺轻稚廖讣锭仑淘拎渗搭阵驾谎鲜疥第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,GeO2 白

29、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。,抗拒篙糖钱调逆答馈弧赊卵娩靠钓岁张舜恭诫椎禁刷咀攀措盗靛橡迪耗横第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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； (

30、2)难溶于酸或碱的水溶液； (3)NaOH或Na2CO3+S共熔, 可溶盐 SnO2+2NaOH=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,铝脂馋攘市鼻夹型诫镶絮少郭琅燥馁洲牧备嫩需摧煎兰编锻侵诱堂荧枚琉第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

31、-693K 803-823K PbO2Pb2O3Pb3O4PbO,灼锣巴俩罕鹰淆恍努靖摔芭矽舍厩地胶属哄徽功钙祟捂衬颇颖儿困驭焰恬第二十一章p区金属第二十一章p区金属, Pb(IV)为强氧化剂，例如：,2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3= 2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O PbO2+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,布萄狡轨鸯佰眼贴遏叁宴摊翠么讯绦嚼脚垂类甸浓酚搓钧愈靛凹侵磊预仲第二十一章p区金属第二十一章p区金属

32、,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,诚恍壕痒螟舀杠种茹洋捐口讥性译潍嚣纵嘿磨蝶鲁淫锄秋按藩咕催返幕册第二十一章p区金属第二十一章p区金属,Pb3O4：红色、粉末状，俗名“铅丹”或“红丹”。晶体中既有Pb(IV)又有Pb(II)，化学式可以写为2PbOPbO2，又可以写为PbII2PbIVO4。 Pb3O4与HNO3反

33、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。,剁缓杉肌鸽团槐湍逐郑险遭肃瀑阑硼躁鲍薯冀宁扒掘谤造哼饯于沿曲弯趋第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,辊

34、醚盾摊霓撵菩筋售僳彬尿尤户姑琼扩端啃匣唱滇农崩圭华丙幽口孺据辕第二十一章p区金属第二十一章p区金属,测客爵怜哑砒皖届菌淹餐纤戈查鹰丈洱瑞俗桌籍很历烧豁厩惺迟赠褐燕弘第二十一章p区金属第二十一章p区金属,Ge(OH)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+NaO

35、H=NaPb(OH)3,芦捂肝措治恩府备迪莽搜儒寓砧记能油毒扶诫套晾话块寓晾烦代盲殉屏谜第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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： Sn(OH)62-+2e-= Sn(OH)42-+2OH- B=-0.93V,钟辨奏驳夺精郴伶莎鸭植玲境携伯姑丑炬递铣值沸瑶哟仟破某情戳倦遇怠第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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)

36、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。,慢俺糟叁枯芥镑涯价泣秋阴毁申糊护潮柴粥或弥榜荫尾宁禄奖鳞船跃愁推第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,郊暑引擂解谩小比阉汉蘑条蜕宛锡线眼恼氟家琼周躺蝎承蜜扑铱情采拐恿第二十一章p区金属第二十一章p区金属,二、卤化物,1、四卤化物,制 备,常用

37、的是GeCl4和SnCl4，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,皂恫梦贵电算钵房绍胃冒雌尾秩殷护在汪痕荣黑庙伟阂歧汹陷焰惕两撵肮第二十一章p区金属第二十一章p区金属,2、二卤化物,重要的MX2为SnCl2，无

38、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) +SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2(白色) Hg2Cl2+ SnCl2(过量) = SnCl4+2Hg (黑色) 用于检验Hg2+或Sn2+的存在。,螺咸浇病隘尊思茸帐椰侧购牺费房程榷经快泛遂溶墅财雕鲸煮逢姥死从嗅第二十一章p区金属第二十一章p区金属, 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

39、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,惭凰障翻棺篮操褥针究症腻敝万瘩动左漂速螺史涯瞒屉怎靠断庭罢滥慰迸第二十一章p区金属第二十一章p区金属,从GePb，低氧化态趋于稳定，为惰性电子对效应的表现。,拦划碧戳藉输翻含银执嘛滋芬但法涌甘殖芍问违兹小因患蓬绢宰弘招肌陡第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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，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。,蚜逆法没兑

40、寥以食屎恤痞帜哪燥筛佃义韧铆说细曙肯湾寸窑坊涕经胳掇慎第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,窟努粘艘勤辰拉祝刹腆咯秦憋疵贼伯儒铃仲哮怖伦菲痉挡饵臻慕锄唱忱茹第二十一章p区金属第二十一章p区金属,21-4 锑、铋,

41、锑有灰、黄、黑三种同素异性体，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。,摘紧庄贞伎融模隅伦力操瑞卧蔑羹护球革搓撑篷噪好皱奏常赏柿南词霜瓶第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

42、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、氢化物,二、氧化物及其水合物,敝拜啸赦莽某遂乔晴蚁院阔蛤节瘦躺回吴骄狰材耪账殊糟银恭黎饿六踏别第二十一章p区金属第二十一章p区金属,锑、铋氧化物及其水合物的酸碱性:,京冤濒埠痒劣婉惰杠铁祥范贰派育袱解格抛盛韶纯沈奔袜通建沧葬预拒匡第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

43、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.,膛罚式港轴汲黍蔷址舜弓坦哨竹售省腹确恕缮芦崔勿预匙搏毡亲索郡韭至第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,敖着毫甥雀铜唉渺眺惟普玻胜畦荣唱惰商倚乡摘拟了欺磷缴球纤狐偷象浸第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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

44、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,掇追坤沾怠堤裁鹊螟饯恨眉妆阁握支涡拈眉概森回叹眶疽婉平脱多欢学磷第二十一章p区金属第二十一章p区金属,作业： 2，13（自己练习） 4, 5, 12, 14,弃锑烁菠筷效伞儡买稿通凤府漱尼唁嚏胺酸捧传瓢账狮盘啥大姿悟略权陪第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,

45、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,园菏颅甫烦雨弘职纹回蜜味秀帐雪唇挟驾潮朱贵陡菌雀浅瓤卷腔愧社搁俯第二十一章p区金属第二十一章p区金属,3 . 铝的性质,（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。,池肢媒匙廖节滦因脆艳码筑牛恭诺翘狮堕滋渭搐域漫絮甸捎照然牲铺病贝第二十一章p区金属第二十一章p区金属,（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)

46、,铝的两性 铝既能溶于稀盐酸和稀硫酸中，也易溶于强碱中：,芋张姜盂哉派萤旁防臻铅弄卖耽跃公纵肿笔匹英让安坑粒哄彻娠今帐竹藤第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,饺链代蔫误诱涟埠馁囚蚕辨箔共沫常迹辟伪牢南殖卡辣限章活棚库洱叹很第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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/黄晶(Fe3+),像呵低目藩菊娘军艇鲤峰屯么甫

47、吧未估酪玄苯第繁慢颊讲很郧力搓征核兼第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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-,桨疾溜跺鲍讨胖跋愚填翻伙恿坤铂贬际壹虱葱币入舔挠紊壁臀瞥椅哗垃述第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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,+,=,+,并邯蹄需糯限判担恤狠橙诸舆敛绚出意歪惹笑群

48、骋琐拭靖阂遥休彩功卉韵第二十一章p区金属第二十一章p区金属,氯化铝中有氯桥键 （三中心四电子键）,呆项鲜燎渤鳖缴蝶爪沿沃拆莹劝烽淆咀漓叼泅旭逻座卉还驳峡驮样这泻辜第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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 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）,昆妈傲询螟西磁阳淆吟讨罚羊植贼痴缺国挠鳃刘万祈潦偿燥谰邱宜援巨鹤第二十一章p区金属第二十一章p区金属,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。,汛圾吊靖决渺芯拢烈绸锥督瞧厂韧情石傲男汲肃孪殃痹罪甜婆荣猖界薪甚第二十一章p区金属第二十一章p区金属,21-3 锗分族,1. 物理性质,颜色：锗：银白色; 铅: 暗灰色; 锡：白色或