无机化学 砷、锑、铋(1) PPT课件
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☐价层电子构型为n s 2n p 3☐阳离子为18电子或18+2电子构型,具有较强的极化能力和较大的变形性☐主要以硫化物存在于自然界☐砷、锑具有两性和准金属性质,而铋则呈金属性☐熔点较低且易挥发。
在气态时以多原子分子形式存在,如有As 4、As 2、Sb 4、Sb 2、Bi 2。
1砷、锑、铋单质1砷、锑、铋单质合金☐为具有金属特性的多种金属元素混合物☐形成:金属在熔化状态互相溶解或混合而成☐优点:机械、物理和化学性能优于纯金属☐种类:繁多。
举例如下合金钢——如不锈钢低熔合金——如含铟低熔合金硬质合金——如WC、TiC、CrN、FeB形状记忆合金——如Ni-Ti合金1砷、锑、铋单质合金化合物☐为合金的一种☐形成:金属在熔化状态互相溶解或混合而成形成:电负性、电子构型和原子半径相差较大的两种金属易形成金属化合物As、Sb、Bi可与许多金属形成金属化合物☐种类:正常金属化合物——组成固定电子化合物——组成可变☐举例:GaAs——重要的半导体材料伍德合金(含一定比例Bi、Sn、Cd 、Pb的合金)——适用于制造子弹和轴承2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性俗称砒霜,有剧毒,微溶主要用于制造杀虫剂、除草剂、含砷药物2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性☐微溶于水,热水中溶解度稍大☐溶于碱As2O3+6NaOH →2Na3AsO3+3H2O☐溶于浓酸As2O3+6HCl→2AsCl3+3H2O2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性难溶于水2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性难溶于水2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强H3AsO3在碱性介质中还原性较强如AsO3+I2+2OH-→AsO4 +2I-+H2OBi(OH)3在碱性介质中被强氧化剂氧化如Bi(OH)3+Cl2+3NaOH →NaBiO3+2NaCl+3H2O3-3-还原性减弱2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强还原性减弱AsO4 、SbO4 在强酸性介质中有氧化性如H3AsO4+2I-+2H+→H3AsO3+I2+H2O铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂如5NaBiO3+2Mn2++14H+→5Bi3++2MnO4-+ 5Na++7H2O3-3-2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强还原性减弱AsO4 、SbO4 在强酸性介质中有氧化性如H3AsO4+2I-+2H+→H3AsO3+I2+H2O铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂如5NaBiO3+2Mn2++14H+→5Bi3++2MnO4-+ 5Na++7H2O3-3-用于鉴定Mn2+离子多数无色,易水解☐阳离子盐: M 3+、M 5+、As 3+、As 5+、Sb 3+、Sb 5+铋主要形成Bi 3+盐☐含氧酸盐: MO 3 、MO 4、AsO 3 、AsO 4 、SbO 3 、SbO 4、NaBiO 3(黄色)3-3-3-3-3-3砷、锑、铋的盐3-3砷、锑、铋的盐氯化物、硝酸盐水解AsCl3+ 3H2O →H3AsO3+ 3HClSbCl3+H2O →SbOCl+ 2HClBiCl3+ H2O →BiOCl+ 2HClSb(NO3)3+H2O →SbONO3+ 2HNO3Bi(NO3)3+ H2O →BiONO3+ 2HNO3配制以上盐溶液,应加入酸, 抑制水解+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于A A —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与Na 2S 、(NH 4)2S 反应As 2S 3+ 3S 2-→ 2AsS 3 硫代亚砷酸根Sb 2S 3+ 3S 2-→ 2SbS 3 硫代亚锑酸根As 2S 5+ 3S 2-→ 2AsS 4 硫代砷酸根Sb 2S 5+ 3S 2-→ 2SbS 4 硫代锑酸根Bi 2S 3+ S 2-→×硫代酸根3-3-3-3-+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与NaOH 反应,如As 2S 3+ 6OH -→ AsO 3 +AsS 3 +3H 2O 3-3-+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于A A —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与浓HCl 反应Sb 2S 3+12HCl → 2H 3[SbCl 6]+3H 2SBi 2S 3+ 8HCl → 2H[BiCl4]+ 3H 2S第十二章氮族、碳族和硼族元素硫代酸根均无色,在碱中稳定硫代酸不稳定,立即分解As 2S 5+3S 2-→2AsS 42H 3AsS 4→As 2S 5 +3H 2S As 2S 3+3S 2-→2AsS 32H 3AsS 3→As 2S 3 +3H 2S 6H +Sb 2S 3+3S 2-→2SbS 32H 3SbS 3→Sb 2S 3 +3H 2S Sb 2S 5+3S 2-→2SbS 42H 3SbS 4→Sb 2S 5 +3H 2S4砷、锑、铋的硫化物12.1.6砷、锑、铋及其重要化合物3-3-3-3-6H +6H +6H +。
第10章主族金属元素(二)铝锡铅砷锑铋【内容】10.1 P区元素概述10.2 铝10.3 锡铅10.4 砷锑铋10.5 专题讨论惰性电子对效应【要求】1.了解P区元素的特点、共性和递变规律;2.掌握铝及其重要化合物的性质和用途;3.掌握锡和铅及其重要化合物的性质和用途;4.了解砷锑铋及其重要化合物的性质和用途;5.能用惰性电子对效应解释P区金属元素性质的递变规律;10.1P区元素概述p区元素是指元素周期表中ⅢA~ⅧA族的所有元素,分为金属元素(左下角)和非金属元素(右上角)两部分。
见表10-1。
表10–1 元素周期表中的p区元素1. p区元素原子价层电子构型及性质递变规律p区元素原子的价层电子构型为n s2n p1~ 6,价层除有2个s电子外,还有1~6个p电子,He只有2个s电子。
p区元素全属于主族元素,每一族自上而下,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,第ⅢA、ⅣA、ⅤA主族元素都是从非金属过渡到金属。
p区元素从左到右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(稀有气体除外),F是最强的非金属元素。
2. p区元素氧化数p区元素除F外,一般都有多种氧化数;除F和O外,其最高正氧化数均等于最外层电子数,即所在族序数,见表10-2。
表10 - 2 元素周期表中p区元素的氧化数过渡元素后的p区金属元素,由于n s2惰性电子对效应,使其低氧化态自上而下趋于稳定,ⅢA,ⅣA,ⅤA三族表现得特别突出,尤其是第6周期的Tl(﹢1),Pb(﹢2),Bi(﹢3)均很稳定,而其最高正氧化态Tl(﹢3),Pb(﹢4),Bi(﹢5)不稳定,具有较强的氧化性。
3. p区金属元素的特性①熔点低表10 - 3 p区金属的熔点周期表中的p区金属与ⅡB族的Zn(419.6℃),Cd(320.9℃),Hg(-38.9℃)合称为低熔点元素区。
这些金属相互能形成多种重要的低熔点合金.② p区准金属及其某些化合物具有半导体性质,其导电性介于金属和绝缘体之间,如硅、锗、硒、磷化铝、砷化镓等。