第五章 单质及无机化合物 第二节:非金属元素及其化合物 本节要点 非金属元素概论 氯化物的水解 ·氧化物的硬度(熔点)、酸碱性 硫化物的溶解度 碳酸盐的热稳定性与离子极化 硝酸盐的热分解 硅酸盐的结构、水泥的主要成分
第五章 单质及无机化合物 本节要点 • 非金属元素概论 • 氯化物的水解 • 氧化物的硬度（熔点）、酸碱性 • 硫化物的溶解度 • 碳酸盐的热稳定性与离子极化 • 硝酸盐的热分解 • 硅酸盐的结构、水泥的主要成分 第二节：非金属元素及其化合物
、非金属元素概论 IVA VA VIAI VIIA Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb I Ir Pt Au h TI Pb Bi Po At Unq Unp Unh Uns Uno 已发现的非金属元素共16种,位于周期表的右上角。 非金属元素的价电子结构:nmp15(位于p区 在化合物中常表现负价,容易形成单原子负离子或多原子负离子 如:C,O2,NO3等
• 已发现的非金属元素共16种，位于周期表的右上角。 • 非金属元素的价电子结构：ns2np1~5 (位于p区） • 在化合物中常表现负价，容易形成单原子负离子或多原子负离子， 如：Cl- , O2- , NO3 -等 周 期 IA 0 电 子 层 电 子 数 1 H IIA IIIA IVA VA VIA VIIA He K 2 2 Li Be B C N O F Ne L K 8 2 3 Na Mg IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB Al Si P S Cl Ar M L K 8 8 2 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr N M L K 8 18 8 2 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe O N M L K 8 18 18 8 2 6 Cs Ba LaLu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At P O N M L K 8 18 32 18 8 2 7 Fr Ra AcLr Unq Unp Unh Uns Uno Une 一、非金属元素概论
碳碳复合材料 人造金刚石 Cubic cage Sodalite cage 分子筛 高能燃料 REnO FET 光子带隙材料硅单晶材料太阳电池材料纳米半导体材料
光子带隙材料 硅单晶材料 太阳电池材料 纳米半导体材料 分子筛 碳-碳复合材料 高能燃料 人造金刚石
碳的同素异形体 Weak 富勒烯中以C最稳定,其笼状结构酷似足球,相当于一个 由二十面体截顶而得的三十二面体.32个面中包括12个五边形面 和20个六边形面,每个五边形均与5个六边形共边,而六边形则 将12个五边形彼此隔开.C60分子中每个C原子成键与石墨相似
富勒烯中以C60 最稳定，其笼状结构酷似足球，相当于一个 由二十面体截顶而得的三十二面体. 32个面中包括12个五边形面 和20个六边形面，每个五边形均与5个六边形共边，而六边形则 将12个五边形彼此隔开.C60分子中每个 C 原子成键与石墨相似. 碳的同素异形体
二、氯化物的水解 氯化物的水解,主要是与C共存的正离子与水的作用。氯化物的 水解主要分为四种类型: (1)活泼金属如钾、钠、钡的氯化物,在水中只发生电离,并不发 生水解: KCI=K++Cl- (2)+2价的金属离子如镁、锌等,发生不完全水解,生成碱式盐: MgCL,+H,0=Mg(OH)CI+HCI (3)+3价的金属离子如铁、铝等,发生完全水解,生成氢氧化物: FeC13+3H,0=Fe(OH)3I+ 3HCI (4)硅、磷等非金属元素的氧化物,发生强烈水解,生成两种酸: SiCl4+ 3H20=H2SiO3+ 4HCI
氯化物的水解，主要是与Cl-共存的正离子与水的作用。氯化物的 水解主要分为四种类型： （1）活泼金属如钾、钠、钡的氯化物，在水中只发生电离，并不发 生水解： KCl = K+ + Cl- (2) +2价的金属离子如镁、锌等，发生不完全水解，生成碱式盐： MgCl2 + H2O = Mg(OH)Cl + HCl (3) +3价的金属离子如铁、铝等，发生完全水解，生成氢氧化物： FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl (4) 硅、磷等非金属元素的氧化物，发生强烈水解，生成两种酸： SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl 二、氯化物的水解
水解作用的强弱可用极化理论解释: H RX.O 水分子发生取向,生成水合离子 H H 正离子极化能力增强、氯化物水解程度增 H RXO H 氢氧键断裂,生成碱式盐和酸 H H 水解后溶液的酸性增一 O:.O +2H+再断裂,生成氢氧化物和酸 0-RXt02 3H 再断裂,生成两种酸
水解作用的强弱可用极化理论解释： H H O Rx+ H O- H H O Rx+ H H O H O- Rx+ H O - H O - Rx+ O 2 - + H+ + 2H+ + 3H+ 水分子发生取向，生成水合离子 氢氧键断裂，生成碱式盐和酸 再断裂，生成氢氧化物和酸 再断裂，生成两种酸 正 离 子 极 化 能 力 增 强 、 氯 化 物 水 解 程 度 增 大 水 解 后 溶 液 的 酸 性 增 强
三、氧化物的物理化学性质 1、氧化物的硬度(熔点) 氧化物指的是氧与电负性比氧小的元素形成的二元化合物。氧在其中显-2价态。 几乎所有元素都能与氧形成氧化物。 活泼金属氧化物是离子型化合物,形成离子晶体,熔点和沸点都较高 ·非金属元素氧化物是共价型化合物(如CO2、SQ2)形成分子晶体,熔点和沸点较 低。少数形成原子晶体如Si02,熔点和沸点都较高。 不活泼金属元素的氧化物,是离子型和共价型之间的过渡型化合物。 同一金属元素不同价态的氧化物,低价态的,是离子型的,熔点和沸点都较高 高价态的是共价型的,熔点和沸点都较低。 锰氧化物的熔点 Mno Mn2 03 MnO2 1785 1564 1080 535 ·硬度较大的氧化物(离子型或偏离子型的):Cr2O3、A1203等
1、氧化物的硬度（熔点） 氧化物指的是氧与电负性比氧小的元素形成的二元化合物。氧在其中显-2价态。 几乎所有元素都能与氧形成氧化物。 • 活泼金属氧化物是离子型化合物，形成离子晶体，熔点和沸点都较高。 • 非金属元素氧化物是共价型化合物（如CO2、SO2）形成分子晶体，熔点和沸点较 低。少数形成原子晶体如SiO2，熔点和沸点都较高。 • 不活泼金属元素的氧化物，是离子型和共价型之间的过渡型化合物。 • 同一金属元素不同价态的氧化物，低价态的，是离子型的，熔点和沸点都较高。 高价态的是共价型的，熔点和沸点都较低。 锰氧化物的熔点 MnO Mn3O4 Mn2O3 MnO2 Mn2O7 1785 1564 1080 535 5.9 • 硬度较大的氧化物（离子型或偏离子型的）： Cr2O3 、 Al2O3等。 三、氧化物的物理化学性质
(2)氧化物的酸碱性 根据氧化物对酸、碱、水的反应不同,可将氧化物分为四类 酸性氧化物:非金属氧化物,以及高价的金属氧化物; 碱性氧化物:碱金属、以及碱土金属(Be0除外)氧化物; 两性氧化物:主要是铝、锡、铅的氧化物。 不成盐氧化物:C0、N0等,它们与酸、碱、水都不起反应。 (3)氧化物及其水合物酸碱性强弱的一般规律 同一周期内从左到右,酸性增强,碱性减弱。 同一族内从上到下,酸性减弱,碱性增强。 (4)对酸碱性递变规律的解释 R 0—H 碱式电离酸式电离
（2）氧化物的酸碱性 根据氧化物对酸、碱、水的反应不同，可将氧化物分为四类： 酸性氧化物：非金属氧化物，以及高价的金属氧化物； 碱性氧化物：碱金属、以及碱土金属（BeO除外）氧化物； 两性氧化物：主要是铝、锡、铅的氧化物。 不成盐氧化物：CO、NO等，它们与酸、碱、水都不起反应。 （3）氧化物及其水合物酸碱性强弱的一般规律 同一周期内从左到右，酸性增强，碱性减弱。 同一族内从上到下，酸性减弱，碱性增强。 （4）对酸碱性递变规律的解释 酸式电离 R+ O H 碱式电离
四、硫化物的溶解度 硫化物是指硫与电负性比硫小的元素所形成的化合物。 般常指金属硫化物(包括(NH)2S)。 硫化物大多数具有特定的颜色: Pbs Bi2S3 Cus Cds Sb,S3 SnS, AS2S3 Hgs
硫化物是指硫与电负性比硫小的元素所形成的化合物。一 般常指金属硫化物（包括(NH4)2S）。 硫化物大多数具有特定的颜色： PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS 四、硫化物的溶解度
金属硫化物大多数不溶于水,有的可溶于稀酸,有的不 溶于稀酸,但可溶于浓酸或氧化性的酸,有的只能溶于王水。 故一般可按溶解性能将硫化物分为三类: 1)溶于水的硫化物 第IA,IA族元素的硫化物(除BeS难溶)及(NH4)2S可 溶于水,并发生水解反应。 a2S+H2o=NaHS+ Naoh (NH4)2S+2H20=2NH3. H,O+Hs
1）溶于水的硫化物 第IA,IIA族元素的硫化物（除BeS难溶）及(NH4)2S可 溶于水，并发生水解反应。 Na2S + H2O = NaHS + NaOH (NH4 )2S + 2H2O = 2NH3 .H2O + H2S 金属硫化物大多数不溶于水，有的可溶于稀酸，有的不 溶于稀酸，但可溶于浓酸或氧化性的酸，有的只能溶于王水。 故一般可按溶解性能将硫化物分为三类：