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氮族、碳族和硼族元素

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10.p区元素1

10.p区元素1


B(OH)3 +H2O
[B(OH)4 ] +H

+
硼酸是典型的路易斯酸，在硼酸溶液中加入多 羟基化合物（如丙三醇、甘露醇），由于形成配位 个体和 H+ 而使溶液酸性增强：
R ∣ H─C─OH ∣ H3BO3 +2 H─C─OH ∣ R R ∣ H─C─O ∣ H─C─O ∣ R R ∣ O─C─H B ∣ O─C─H ∣ R
+H+ +3H2O

大量硼酸用于搪瓷工业，有时也用作食物防腐 剂。硼酸在医药卫生方面也有广泛应用。
H
O
B
O
H
O
H
H3BO3 的结构
2. 硼酸盐 硼酸盐有偏硼酸盐、原硼酸盐和多硼盐等多种类 型。硼砂的分子式是 Na2B4O5(OH)4 ·8H2O，通常写为 Na2B4O7 ·10H2O。 硼砂是无色透明的晶体，在干燥空气中容易失水 风化。硼砂受热时失去结晶水，加热至 350~400 ℃进 一步脱水而成为无水四硼酸钠；熔融的硼砂可以溶解 许多金属氧化物，形成偏硼酸的复盐：
可用萤石、浓硫酸与 B2O3 共热制备 BF3： B2O3 +3CaF2 +3H2SO4 (浓) 2BF3 3CaSO4 +3H2O BF3 在水中容易水解：
BF3 +3H2O
H3BO3 3HF
生成的 HF 与过量的 BF3 加合生成氟硼酸： BF3 +HF HBF4 氟硼酸是一种强酸。 BCl3 是一种无色液体，可采用氯化法制备： B2O3 +3C+3Cl2 2BCl3 +3CO BCl3 也有强烈接受孤对电子的倾向，它也是很强 的路易斯酸。BCl3 遇水发生强烈水解： BCl3 +3H2O H3BO3 3HCl
元素知识点

元素知识点

一、学习要点1一、学习要点1. 氮族、碳族和硼族元素的通性。

2. 碳、硅、硼的基本性质和成键特征。

3. HNO2及其盐的制备和性质，HNO3的结构、制法和性质，硝酸盐的化学性质。

4. CO、CO2、CO32--和乙硼烷的结构。

5. 碳酸、碳酸盐、硅酸、硅酸盐、锡、铅氢氧化物及其盐的性质。

6. 乙硼烷、硼酸、硼砂、氢氧化铝及其盐的性质。

7. 磷的氧化物、含氧酸（正、焦、偏、亚、次）及其盐的化学性质。

8. 砷，锑，铋氧化物及其水合物的性质和递变规律。

二、练习题1.Ag+分别与NaH2PO4和Na2HPO4溶液作用，将生成什么沉淀？2. 为什么单质铝不溶于水，却易溶于浓Na2CO3和NH4Cl溶液中？3.试说明下列现象的原因：（1）有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口，水玻璃变浑浊。

（2）CO2和SiO2的组成相似，在常温常压下CO2为气体而SiO2为固体。

4.碳和氧的电负性差很大，但CO分子的偶极矩却很小，为什么？5. 配制纯净的SnCl2溶液时，应如何防止它被氧化和水解?6. 硼酸为何具有酸性？是几元酸？通常如何增强它的酸性？7.排列出下列磷的含氧酸酸度由强到弱的顺序：H3PO4、H3PO2、H3PO3、H4P2O78. 说明上述酸各是几元酸？9. 什么是“三中心两电子”键，它与通常的共价键有什么不同？10. 为什么PCl5可以稳定存在，但现在却未制得NCl5？11. 给出下列碳酸盐的热稳定性顺序：⑪BeCO3，MgCO3 , CaCO3 , SrCO3 , BaCO3⑫Na2CO3，NaHCO3，H2CO312. 什么是对角线规则？并说明锂和镁的相似性，铍和铝的相似性。

13. 完成下列化学反应方程式：《无机化学》第十章（碱金属和碱土金属）学习要点和练习题答案二、练习题1. 写出分子式生石膏CaSO4·2H2O 重晶石BaSO4方解石CaCO3天青石SrSO4明钒KAl(SO4)2·12H2O2. 根据碱金属的性质的递变规律，预测钫的下列性质：主要物理性质（密度、硬度、熔点）；在空气中燃烧的主要产物；与水反应的情况；FrClO4在水中的溶解性如何？答：1、钫的密度不大，与铯接近；硬度很小，很容易用刀子切割；熔点很低，室温下即可熔化。

高中化学知识点梳理

高中化学知识点梳理

高中化学知识点梳理一、基本概念与原理1. 物质的组成- 元素与化合物- 同位素- 离子- 原子团2. 物质的分类- 纯净物与混合物- 有机化合物与无机化合物3. 化学反应- 化学方程式- 反应类型（合成、分解、置换、还原-氧化等） - 反应速率- 化学平衡4. 能量变化- 能量守恒定律- 热化学方程式- 燃烧热- 中和热5. 溶液与溶解度- 溶液的组成- 溶解度与温度、压力的关系- 饱和溶液与不饱和溶液 - 溶解度积（Ksp）二、元素化学1. 碱金属与碱土金属- 物理性质- 化学性质- 常见化合物2. 硼族元素- 硼- 铝- 镓、铟、铊3. 碳族元素- 碳- 硅- 锗、锡、铅4. 氮族元素- 氮- 磷- 砷、锑、铋5. 氧族元素（含卤素）- 氧- 硫- 硒、碲- 卤素（氟、氯、溴、碘）6. 过渡金属- d区元素- 常见金属及其化合物7. 稀有气体- 氦、氖、氩、氪、氙、氡三、有机化学1. 有机化合物的基本概念- 有机分子的命名规则- 同分异构体2. 烃类- 烷烃- 烯烃- 炔烃- 芳香烃3. 官能团化学- 醇、酚- 醛、酮- 羧酸、酯- 胺、酰胺4. 聚合反应- 加聚反应- 缩聚反应5. 生物分子- 糖类- 蛋白质- 核酸- 脂质四、分析化学1. 定量分析- 滴定法- 重量分析- 电化学分析2. 仪器分析- 光谱分析（紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、质谱） - 色谱分析（气相色谱、液相色谱、薄层色谱）五、化学实验技能1. 实验安全- 实验室安全规则- 个人防护装备2. 基本操作- 溶液的配制- 常见化学仪器的使用- 实验数据的记录与处理3. 实验设计与分析- 实验目的与假设- 实验步骤的规划- 实验结果的分析与解释以上是对高中化学知识点的一个基本梳理，每个部分都包含了该领域的核心概念和重要知识点。

在实际教学和学习中，应当根据具体的教学大纲和考试要求，对每个知识点进行深入的学习和理解。

同时，通过实验操作和问题解决来加深对化学原理的应用能力。

p区元素知识归纳及解题分析2

p区元素知识归纳及解题分析2


例19：砷的化合物在农业上有广泛的用途。砒霜是最重要的砷化合物。从熔炼 提纯Cu和Pb的烟道灰中，可获得大量的砒霜，它是含As 75.74％的氧化物，它 形成分子晶体。 1、画出砒霜的分子结构图。 2、砷和硫直接相互反应形成As4S3、As4S4、As2S3和As2S5等硫化物。其中后两 个也能用H2S从As(III)和As(V)的盐酸溶液中沉淀出来。 （1）画出As4S4的分子结构图。 （2）写出用砒霜为原料制备As2S3的化学反应式。 3、试解释NH3、PH3、AsH3和SbH3中H—X—H之间的键角值分别是107.3°、 93.6°、91.8°和91.3°。 4、砒霜是剧毒物质，法庭医学分析上常用马氏试砷法来证明是否砒霜中毒： 把试样与锌和硫酸混和，若试样中含有砒霜，则会发生反应生成砷化氢；在无 氧条件下，将生成的砷化氢导入热的玻璃营中，在试管加热的部位砷化氢分解 形成亮黑色的“砷镜”。写出有关的化学方程式。 5、“砷镜”和“锑镜”的差异是马氏试砷法的一个判断依据，请指出这种差 异的化学原理。 6、假若用Zn在酸性介质中处理亚砷酸钾（K3AsO3）样品2.30 g，产生的AsH3 再用I2氧化至砷酸需要I2 8.50 g。试确定这种亚砷酸钾（K3AsO3）样品的纯度？
（1）砒霜中毒常用Fe(OH)2解毒，河水被As(III)污染后不适 宜用Fe(OH)2来处理为何？用熟石灰是常用方法，写出相关方 程式。 （2）法医检验砒霜中毒使用了Zn粉、盐酸，还使用NaClO， 为什么要使用它，写出方程式。
（3）设计测定As2O3和As2O5混合物含量的实验步骤，写出相 关方程式与As2O3百分含量计算式。
1、N2H4H2O 2、2NaOH + Cl2 === NaClO + NaCl + H2O NH2CONH2 + NaClO +2NaOH ==== N2H4H2O + NaCl + Na2CO3 3、 (1)尿素水解 NH2CONH2 + 2NaOH === 2NH3 + Na2CO3 (2)肼被氧化 NH2NH2 + 2NaClO === N2 + 2H2O + 2NaCl (或 N2H4H2O被氧化) 4、蒸馏 5、(NH2OH)HX+ SO3 == (NH2OSO3H)HX, (NH2OSO3H)HX+4NH3 === N2H4 + (NH4)2SO4 +NH4X
化工四大化学(专业)碳族元素(课堂讲义)

化工四大化学(专业)碳族元素(课堂讲义)


12.2.2 碳及其重要化合物 (2)水解性
碳酸盐
碳酸盐——水溶液呈碱性 23+ 2Fe + 3CO 碳酸氢盐 —— 水溶液呈微碱性 3 +3H 2O→2Fe(OH)3 +3CO2
22+ 23+ 2Cu + 2CO +H + CO2 2Al + 3CO +3H 33 2O→Cu 2(OH 2CO33 +3CO 2 可溶性碳酸盐可作沉淀剂 ,) 分离某些离子 2O→2Al(OH) 22+ 2CO +H O→Mg (OH)2CO3 + CO2 23 如 生成物 Ba 3 + CO → 2BaCO 反应物 3 2+ 如 2Ag + CO → Ag2CO3 氢氧化物 溶 金属氢氧化物 <3 对应碳酸盐 如 解 金属氢氧化物≈对应碳酸盐 碱式碳酸盐 度 金属氢氧化物>对应碳酸盐 碳酸盐
称为碳族元素
ⅣA 碳(C) 硅(Si) 锗(Ge) 锡(Sn) 铅(Pb) 6 14 32 50 82 原子序数 价层电子构型 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2 主要以锡石 铅主要以方铅矿 (SnO ) 存在，为银白色 (PbS) 形式存 常温下表面上有一层保护膜， 分布广，在地壳上的含量 2 0 、 (+2) 0 、 +2 0 、 +2 0 、+2 0、+2 常以硫化物伴生在其它金 含量不多，分布广， 主要氧化数 +4 +4 、无毒 +4 、耐腐蚀 +4 +4 金属 、仅次于氧，主要以硅酸盐矿 质软 、延展性好 。 在，是很软的重金属，强度不高 在空气和水中稳定，可防腐蚀， 属硫化物矿中，是暗灰色、 是地球上化合物种类 77 117 122 141 175 原子半径 /pm 它能挡住 X 射线，可制造铅玻璃、 同素异形体：灰锡、白锡、脆锡 马口铁 ( 镀锡铁 ) 是食品罐头材料 和石英矿存在 重而软的金属，晶态锗是重 离 最多的元素之一， 4+)/pm 铅围裙等防护用品和防 X 射线的屏 r(M 16 40 53 69 78 晶体类型：金刚石、 金属型 要的半导体材料 子 是生物界的主要元素 >13 ℃ >161 ℃ 半 蔽材料、电缆包皮及铅蓄电池等 2+ 灰锡 ( -Sn) 白锡 ( -Sn) 脆锡 ( r(M ) /pm 73 118 119 Sn) 径 <-48℃ I1/(kJ· mol-1) 1086 786 763 709 716 白锡变为粉末状灰锡，此现象叫“锡疫” 1.8 1.8 1.9 电负性( p) 2.5 1.8
元素1(3,4,5A主族)总结

元素1(3,4,5A主族)总结


（2）H3BO3是Lewis酸，是一元酸，酸性弱 ） 酸 一元酸， θ = 5.80×10-10 × Ka OH OH － B OH ＋ H＋ ＋ Ｈ2O B OH OH OH OH OH
在硼酸水溶液中加入某些多元醇（如丙三醇) 在硼酸水溶液中加入某些多元醇（如丙三醇 ，硼 多元醇 酸的酸性将大大增强， 酸的酸性将大大增强，可以采用酸碱中和滴定法定 量分析硼酸。 量分析硼酸。
4) 正磷酸盐 溶解性： 溶解性： 磷酸二氢盐 ＞ 磷酸一氢盐 ＞ 磷酸盐 酸碱性： 酸碱性： 正磷酸盐在水中发生水解反应 Na3PO4 溶液显碱性 pH ＞ 12 Na2HPO4 溶液显弱碱性 pH = 9-10 NaH2PO4 溶液显弱酸性 pH = 4-5 稳定性：磷酸正盐>磷酸一氢盐 磷酸一氢盐>磷酸二氢盐 稳定性：磷酸正盐 磷酸一氢盐 磷酸二氢盐
As2O5
酸性(中强) 酸性( 酸性( 酸性(中强) 酸性(弱） 酸性(弱)
As2O5 + 6NaOH ＝2Na3AsO4 + 3 H2O
11 砷、锑、铋的氢氧化物和含氧酸 铋的氢氧化物和含氧酸
5) 正磷酸盐、焦磷酸盐的鉴别： 正磷酸盐、焦磷酸盐的鉴别： 正磷酸盐、偏磷酸盐和焦磷酸盐鉴别： 正磷酸盐、偏磷酸盐和焦磷酸盐鉴别： AgNO3 和蛋清溶液 AgNO3＋PO43-＝Ag3PO4↓(黄色 黄色) 黄色 AgNO3＋P2O72-＝Ag4P2O7↓(白色 白色) 白色 AgNO3＋PO3-＝AgPO3↓(白色 白色) 白色 蛋白质水溶液→ ＋蛋白质水溶液→白色沉淀 3-的鉴定 PO4 的鉴定——钼酸铵试剂 钼酸铵试剂 PO43-+12MoO42-+24H+ +3NH4+→ (NH4)3PO4·12MoO3·6H2O +6H2O (黄色 黄色) 黄色 8 磷的卤化物 水解性 PCl3 + 3 H2O ＝ H3PO3 + 3 HCl PCl5+ 4 H2O ＝ H3PO4 + 5 HCl
1到12族元素-概述说明以及解释

1到12族元素-概述说明以及解释

1到12族元素-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：元素是构成物质的基本组成单位，根据元素在周期表中的位置不同，可以分为不同的族。

本文将重点介绍1到12族元素，这些元素在化学性质上具有一定的相似性。

1到12族元素分别是氢、碱金属、碱土金属、硼族、碳族、氮族、氧族、氟族、稀有气体、过渡金属、镧系元素和锕系元素。

通过对这些族元素的了解，可以帮助我们更深入地理解元素之间的关系，预测它们的化学性质，以及应用它们在各种领域中的重要性。

本文将对1到12族元素的性质、用途以及未来研究方向进行综述，为读者提供更全面的知识。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:文章结构部分将重点介绍本文的组织结构和内容安排。

本文将分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对1到12族元素进行概述，并介绍本文的目的和结构。

接着，在正文部分将详细探讨1到4族元素、5到8族元素和9到12族元素的特点和性质。

最后，在结论部分将总结1到12族元素的特点，并提出未来可能的研究方向和结论。

通过以上结构安排，读者将能够系统全面地了解1到12族元素的相关信息，同时也能为今后的研究和探讨提供一定的参考依据。

1.3 目的：本文旨在系统地介绍1到12族元素的特点和性质，帮助读者全面了解这些元素在化学和物理方面的表现。

通过对这些元素进行分类和比较，我们可以更好地理解它们在元素周期表中的位置以及它们之间的关系。

同时，通过对不同族元素的性质和行为进行探讨，我们还可以更深入地探讨元素周期表的规律性和周期性。

最终，我们希望读者能够通过本文对1到12族元素有一个清晰的认识，为进一步研究和应用这些元素打下基础。

2.正文2.1 1到4族元素1到4族元素是元素周期表中的第一至第四主族元素，它们包括氢（H）、锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）、铍（Be）、镓（Ga）、铟（In）、铊（Tl）、硼（B）、铝（Al）、镧（La）等元素。

无机化学氮族、碳族和硼族元素

无机化学氮族、碳族和硼族元素

氮族元素的电子构型为ns^2 np^3，表现出一定的非金属性，其中氮和磷是较为活 泼的元素，而砷、锑和铋相对较为不活泼。
氮族元素的单质
氮的单质主要包括氮气（N2） 和氮的化合物，如氮化物、叠氮
化物等。
磷的单质有红磷、白磷和黑磷等 不同同素异形体，磷的化学性质 活泼，易与多种元素形成化合物。
砷的单质有灰砷、黑砷和白砷等， 砷的化学性质相对稳定，但能与
碳族元素的应用
碳族元素在工业上的应用
碳族元素在钢铁、有色金属、玻璃和陶瓷等传统产业中发挥着重要作用，如用于制造合金 钢、耐火材料和光学玻璃等。
碳族元素在新能源领域的应用
碳族元素在太阳能电池、燃料电池和锂离子电池等新能源技术中具有重要应用，如石墨烯 材料在锂离子电池负极材料中的应用。
碳族元素在医学上的应用
某些碳族元素化合物具有抗癌、抗炎和抗菌等生物活性，可用于药物研发和临床治疗。
硼族元素的应用
1 2 3
硼族元素在工业上的应用
硼族元素在冶金、陶瓷和玻璃等领域有广泛应用， 如用于制造特种钢、高温陶瓷和光学玻璃等。
硼族元素在新材料领域的应用
硼族元素在新型功能材料、复合材料和纳米材料 等领域具有重要应用，如碳化硼陶瓷在防弹装甲 和核能领域的应用。
这些元素在自然界中主要以氧 化物或卤化物的形式存在，具 有亲氧或亲卤的特性。
硼族元素在电子工业、航空航 天、军事等领域有广泛应用。
Байду номын сангаас
硼族元素的单质
硼单质
01
硼是一种非金属元素，具有高硬度和耐腐蚀性，广泛用于玻璃、
陶瓷、冶金等领域。
铝单质
02
铝是一种轻质、有延展性和导电性的金属，广泛应用于航空、
建筑、汽车等领域。
无机化学课件第十章_p区元素

无机化学课件第十章_p区元素

NaBr + H2SO4(浓) == NaHSO4+ HBr 2HBr +H2SO4(浓) == SO2↑+Br2 + 2H2O
NaI+H2SO4(浓) == NaHSO4+HI↑ 8HI+H2SO4(浓) == H2S↑+4I2+4H2O
采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。
（2）卤化氢的性质
Cl
Cl
Cl
Cl Cl
HH
O
N Cl
Cl Cl
-Cl -HO
H
.. N
Cl Cl
卤素含氧酸的酸性
各类卤素含氧酸根的结构（X 为 sp3 杂化）
氧化值： +1
HXO 次卤酸
+3 HClO2 亚卤酸
+5 HXO3 卤酸
+7 HXO4 高卤酸
以Cl的含氧酸和含氧酸盐为代表，将这些规律总结在下表： 氯的含氧酸和氯的含氧酸钠盐的性质变化规律
(3) 氢卤酸
氢卤酸强弱顺序为：HI>HBr>HCl>HF
HF 酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体， 与 H3O+ 通过氢键结合成强度很大的离子对：即使在 无限稀的溶液中，它的电解度也只有15%，而HX 中 I- 半径最大，最易受水分子的极化而电离，因而HI是 最强的酸。
氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主 要成分）反应生成气态的SiF4特殊性质：
3、氧化数： ⑴常具有多种氧化数， 除正氧化数外，还有负氧化 数。
（2）IIIA~VA 从上到下低氧化数化合物的稳定 性增强（指氧化还原稳定性），高氧化数化合物的 稳定性减弱，位于下面的元素的高价化合物在一定 条件下表现强氧化性，低价表现弱还原性，这种现 象称“惰性电子对效应”。
第十篇 元素化学之P区元素

第十篇 元素化学之P区元素

第十篇 元素化学之
P区元素
第p区十元二素章概述p区元素(一)
§ 10.2 硼族元素
§ 10.3 碳族元素 § 10.4 氮族元素 § 10.5 氧族元素 § 10.6 卤族元素
p区元素化合物性质 的递变规律
p区元素概述
通性
价电子构型ns2np1～6 非金属向金属性过渡 电负性大，主要形成共价化合物
①第二周期元素具有反常性 (只有2s,2p轨道) 形成配合物时，配位数最多不超过4； 第二周期元素单键键能小于第三周期元
素单键键能(kJ/mol-1) E(N-N)=159 E(O-O)=142 E(F-F)=141 E(P-P)=209 E(S-S)=264 E(Cl-Cl)=199
②第四周期元素表现出异样性(d区插入)
价电子构型：ns2np2
氧化值 最大 配位数
C Si Ge
-4
+2 +4 (+2)
+4
+4
4 66
单质可形成原子晶体
Sn Pb
+2 +2 +4 (+4) 66
金属晶体
存在形式： 碳：金刚石、石墨；煤、石油、天然气；
碳酸盐； CO2 。 硅：SiO2和各种硅酸盐。
10.3.2 碳族元素的单质
碳单质的同素异形体：
缺电子化合物特点：
a. 易形成配位化合物HBF4 HF BF3
b. 易形成双聚物Al2Cl6
Cl Cl Cl Al Al
Cl Cl Cl
10.2.2 硼族元素的单质
10.2.3 硼的化合物
最简单的硼烷是B2H6
2BH3(g)=B2H6(g) △H=－148kJ·mol－1
元素周期表相关知识点

元素周期表相关知识点

元素周期表相关知识点元素周期表相关知识点我们从初三开始接触化学，第一个知识就是元素周期表的学习，以下是店铺为大家准备好的元素周期表相关知识点，欢迎大家阅读参考！元素周期表相关知识点篇1元素周期表共分18纵行，其中第1、2、13、14、15、16、17七个纵行依次为ⅠA族、ⅡA族、ⅢA族、ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族(纵行序号的个位数与主族序数相等);第3、4、5、6、7、11、12七个纵行依次为ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族、ⅠB族、ⅡB族(纵行序号个位数与副族序数相等);第8、9、10三个纵行为合称为Ⅷ族;第18纵行称为0族。

ⅠA族称为碱金属元素(氢除外);ⅡA族称为碱土金属元素;ⅢA族称为铝族元素;ⅣA族称为碳族元素;ⅤA族称为氮族元素;ⅥA族称为氧族元素;ⅦA族称为卤族元素。

元素周期表共有七个横行，称为七个周期，其中第一(2种元素)、二(8种元素)、三(8种元素)周期为短周期(只有主族元素);第四(18种元素)、五(18种元素)、六(32种元素)周期为长周期(既有主族元素，又有过渡元素);第七周期(目前已排26种元素)为不完全周期。

在元素周期表中，越在左下部的元素，其金属性越强;越在右上部的元素(惰性气体除外)，其非金属性越强。

金属性最强的稳定性元素是铯，非金属性最强的元素是氟。

在元素周期表中位于金属与非金属分界处的金属元素，其氧化物或氢氧化物一般具有两性，如Be、Al等。

主族元素的价电子是指其最外层电子;过渡元素的价电子是指其最外层电子和次外层的部分电子;镧系、锕系元素的价电子是指其最外层电子和倒数第三层的部分电子。

在目前的112种元素中，只有22种非金属元素(包括6种稀有气体元素)，其余90种都是金属元素;过渡元素全部是金属元素。

在元素周期表中，位置靠近的元素性质相近。

一般在周期表的右上部的元素用于合成新农药;金属与非金属分界处的元素用于制造半导体材料;过渡元素用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等等。

第12章 氮族、碳族和硼族元素


氮化学时间表（续）
1908年
1909年 和 ， 分
1925年
1928年
W．Ostwald 把NH3经过催化氧化以制取HN03(1901)的 方法扩大为工业规模(由于他在催化方面的成就，获得 1909年诺贝尔化学奖)。
在1913年以前，F．Haber 和 C．Bosch 合作，把氨的 催化合成扩大为大规模的工业过程 (Haber因在“由氮 氢合成氨”方面的贡献，而获得1918年诺贝尔化学奖 Bosch由于他对“化学高压法的发明和发展的贡献”而 享1931年诺贝尔奖，Haber法合成氨，是第一个高压工 业过程)。
明星分子NO
1992年NO被Science评为年度明星分子
广泛存在于各类细胞中独特的信息因子和效应因子，参 与机体心血管系统，神经系统，免疫系统等多方面生理 和病理的活动
掀起NO生物化学、生理学、病理学和药理学研究的热潮
1998年三位科学家因发现NO在心血管系统中的重要 作用获得诺贝尔奖
(2) 二氧化氮(NO2)
N原子外围电子是2S22P3，当2个N原子结合成N2 时，形成一个б键和二个π键。 键能：
2. 固氮
把空气中的N2转化为可利用的氮化合物，叫固氮 (Nitrogen fixation)。如：
CaC2十N2＝CaCN2十C Na2CO3十4C十N2＝2NaCN十3CO N2十3H2＝2NH3
从六十年代开始，人们仿生物固氮的方法，用过渡金 属的有机化合物和N2作用，在常温、常压下生成NH3。 固氮研究的主要原理是：或夺走N2分子中成键轨道中的 电子，或向N2分子反键轨道上加电子，使氮容易发生化 学反应。
(NH4 )3 PO4 3NH3 (g) H3PO4
(NH4 )2 SO4 NH3 (g) NH4HSO4

族元素知识点总结

族元素知识点总结族元素的分类可以帮助我们更好地理解元素的特性和化学行为。

在这篇文章中，我们将详细介绍族元素的分类、特性和化学行为，以及它们在日常生活和工业中的应用。

一、族元素的分类元素周期表中的元素按照原子数和化学性质的不同被分成了不同的族别。

元素周期表一共有18个族别，其中1至2族是典型金属元素，3至12族是过渡金属元素，13至17族是原子固体元素，18族是稀有气体元素。

1. 第1族：碱金属族。

这个族别包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr），它们都是非常活泼的金属，易于与其他元素形成化合物。

它们的化合物通常是碱性的。

2. 第2族：碱土金属族。

这个族别包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和钫（Ra），它们也是活泼的金属，但比碱金属族的元素要稳定一些。

它们的化合物也具有碱性。

3. 第13族：硼族。

这个族别包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）和铍（Tl），它们是金属和非金属的混合体，化合物的酸碱性取决于其成分。

4. 第14族：碳族。

这个族别包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）和铅（Pb），它们中的碳是非金属元素，其他元素则是金属或金属类似物。

硅和锗的化合物呈酸性，而锡和铅的化合物呈碱性。

5. 第15族：氮族。

这个族别包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）和铋（Bi），它们都是非金属元素，化合物通常呈酸性。

6. 第16族：氧族。

这个族别包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、铱（Te）和钋（Po），它们都是非金属元素，化合物通常呈碱性。

7. 第17族：氟族。

这个族别包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和石碱金属（At），它们都是非金属元素，化合物通常呈酸性。

8. 第18族：稀有气体。

这个族别包括氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和氡（Rn），它们都是非常稳定的元素，化合物极为罕见。

化学主族的名词解释

化学主族的名词解释化学主族是指元素周期表中IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA七个元素家族，它们分别是碱金属、碱土金属、硼族、碳族、氮族、氧族和卤族。

这七个家族具有一些共同的性质和特征，下面将对这些主要的化学主族进行逐一讨论。

1. 碱金属：碱金属主族包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）和钫（Fr）。

这些元素在周期表中位于第一群，它们都是最活泼的金属元素，通常以单质的形式存在。

它们具有低离化能、高电化学活性以及在水中放出氢气的特性。

由于活泼性很高，碱金属只存在于自然界中的化合物形式，如氯化钠和碳酸钠等。

2. 碱土金属：碱土金属主族包括铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）和镭（Ra）。

这些元素在周期表中位于第二群，它们的性质与碱金属相似，但比碱金属更稳定。

碱土金属具有高熔点和难溶于水的特性，因此常以氧化物或硫酸盐的形式存在。

3. 硼族：硼族主族包括硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、铊（Tl）和镓（Nh）。

这些元素在周期表中位于第三族，它们的最外层电子配置为ns2np1。

硼族元素在化合物中通常表现为酸性物质，在水中具有一定的溶解性。

铝和铟是工业上广泛应用的金属，而硼则以它在玻璃和陶瓷制造中的应用而闻名。

4. 碳族：碳族主族包括碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）和矾（Fl）。

这些元素位于周期表中的第四族，它们的最外层电子配置为ns2np2。

碳族元素在自然界中以广泛的形式存在，如碳是生命的基础，硅是地壳中第二丰富的元素。

碳素的特殊性质使得它形成了无数的有机化合物，使有机化学成为化学的重要分支。

5. 氮族：氮族主族包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、锗（Bi）和鉅（Mc）。

这些元素位于周期表中的第五族，它们的最外层电子配置为ns2np3。

氮族元素的特点是在氧化还原反应中容易获取或丢失三个电子，因此它们在生物体系中起着重要的作用，如氮在蛋白质和核酸的构建中起着重要的作用。

第二节 p区元素

因为氧形成双键键能大，而硫形成单键键能大。
氧族元素有同素异形体，氧有O2、O3，硫有斜方硫、 单斜硫、弹性硫等 。

O3分子结构：中心氧原子sp2杂化，一个杂化轨道 被孤对电子占据，没有参与杂化的p轨道（有两个电 子）和两端的氧原子的p轨道（各有一个电子）相互 平行，形成垂直于分子平面的三中心四电子的离域π 键（大π键）。
5、 硫的含氧酸及其盐
1 、氧族元素概述
ⅥA 族称为氧族，价层电子构型 ns2np4 包括：氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) 钋(Po) 氧族元素从上到下，原子半径、离子半径逐渐增 大，电离能和电负性逐渐变小，元素的金属性逐渐 增强，非金属性逐渐减弱。 氧和硫是非金属，硒和碲是准金属，钋是金属。 氧和硫单质分子结构不同： O2 S8 环状单键结构 O O
氟有一些特殊性，如键能、电子亲和能比氯小。
单质的性质：是很活泼的非金属，具有氧化 性。
在化合物中，常见的氧化值为-1；除F外可显 示+1、+3、+5、+7的氧化值。 F2是最活泼的非金属，能和几乎所有的金属、 非金属化合，反应激烈；Cl2也能和所有金属 和大多数非金属化合；Br2、I2的活泼性比Cl2 差。


MgCl2+H2O
Mg(OH)Cl+HCl
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl↓ + HCl
SbCl3 + H2O = SbOCl↓ + 2HCl

BiCl3 + H2O = BiOCl↓ + 2HCl
非金属卤化物：水解有三种类型 ① 与水反应生成非金属含氧酸和卤化氢。
如：BCl3, SiCl4, PCl5, AsF5

课件(温老师)-碳族硼族元素

33.7 kPa, < 1273 K
溶剂热法 CCl4(l) + Na(s)
700℃ Ni-Co-Mn合金催化剂
非晶碳的金刚石
➢无定形碳(低结晶度碳) 炭黑（年产超过8×106t，94%用于橡胶制品的填料） 活性炭（高比表面积：400~2500 m2·g-1) 碳纤维（每架波音-767飞机需用1t 碳纤维材料）
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. 与石墨相似，C60分子中每个C原子与周围三个C原子形成3个σ键 ，剩余的轨道和电子共同组成离域π键，可简单地将其表示为每个C原
子与周围3个C原子形成2个单键和1个双键。
（2）性质：金刚石的化学性质极稳定。石墨的化学性质总体
看来比较稳定，能形成类似 K+C8-这类化合物。 C60 室温下为 分子晶体（面心立方结构），能隙为1.5eV，这意味着固体 C60 为半导体。C60 的活泼性与分子中存在双键有关。用纯石墨作 电极，在 Ne 中放电，电弧中产生的碳烟沉积在水冷反应器的
感并用作润滑剂，但石墨是电
的良导体而后者是绝缘体。
石墨
B3N3H6 (无机苯) 立方氮化硼 六方氮化硼
8、自然存在和丰度
C，N，P是生物体的重要元素，C 与 O、H 形成的化合物 构成生物圈的主体 Si、O 形成的化合物构成地壳岩石圈的主体 。C以单质存在，其余大多以矿物形式存在，是 “稀散元素” 。
分子筛的功能和用途 离子交换功能 吸附功能 分离功能 催化功能
一个钠沸石笼
➢硅无机高分子
当今发展中的无机高分子材料有三大类：
R
R
O Si n
R
NP R
聚硅氧烷
聚磷腈
组成硅氧烷的基本结构单元为：

P区元素

无机及分析化学实验B
P区常见元素化合物的性质
内容提要
I. P区元素概况
II. P区常见金属元素性质介绍
铝、锡、铅、锑、铋
III. P区常见非金属元素性质介绍
氮、磷、氧、硫
I. P区元素概况
P区
P区包括硼族(IIIA)、碳族(IVA)、氮族(VA)、氧族(VIA)、 卤素(VIIA)、稀有气体(VIIIA)共6个族的元素，目前共 有36种元素。元素的价层电子构型通式为ns2np1~6。 因为p亚层上具有3条原子轨道，可容纳6个电子，所 以p区包括6个族。
脱水缩合后形成焦磷酸、聚磷酸、(聚)偏磷酸
b. 磷酸盐
溶解性 水溶液
M3IPO4 M2IHPO4 大多数难溶(除 K+, Na+, NH4+) PH>7 PH>7 水解为主 水解>解离
MIH2PO4 大多数易溶 PH<7 水解<解离
PO3 4 + H2O
2 HPO4 + H2O
HPO2 4 + OH H2PO4 + OH (主)
适量OHH+ 适量OH适量OHH+
Sn(OH)2 (s,白) Pb(OH) 2 (s,白)
过量OH过量OH过量OH-
[Sn(OH) 4 ]2[Pb(OH)3 ][Sn(OH)6 ]2-
HNO3或HAc
α-H 2SnO3 (s,白)
放 置
β-H SnO (s,白) 不溶于酸或碱 2 3 Sn 4HNO (浓) β-H SnO 4NO H O 3 2 3 2 2 Sn
2Pb2+ + 2CO2 3 + H2O
[Pb(OH)]2CO3 + CO2
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三、硼族元素 B、Al、Ga、In、Tl
（一）概述 ns2np1 除B外均为金属元素 氧化数：1、+3，从Ga→Tl由于惰性电子对效应+3化合物 稳定性降低，Tl3+有强氧化性，易转为Tl+的化合物。 化合物键型：B由于原子半径小，电负性大，其化合物场 均为共价型。其余多为离子型。 硼族元素原子的价电子数（3）<价层轨道数（4或9），这 种原子称为缺电子原子。缺电子原子可形成缺电子化合物， 如BF3、AlCl3等，缺电子化合物因有空的价层轨道能接受电 子对，故易形成聚合分子(Al2Cl6)和配合物（H[BF4]）。
2、硅酸盐 制备：SiO2与不同比例碱性氧化物共熔 溶解性：碱金属的硅酸盐可溶：重金属的硅酸盐 难溶且有特征颜色。 基本结构单元都是SiO 4四面体。
（三）锡、铅的重要化合物 1、氧化物和氢氧化物 两类 +2 MO M(OH)2 +4 MO2 M(OH）4 （1）组成及颜色 （2）溶解性，均难溶于水 （3）酸碱性。
（1）B2H6在空气中能自燃，放出大量热 B2H6（g）+3O2（g）→B2O3(s)+3H2O(g) r H m =－2033.79kJ.mol-1 （2）硼烷遇水发生水解作用： B2H6(g)+6H2O(l)→2H3BO3（aq）+6H2↑ r Hm =－2033.79kJ.mol-1 也放出大量热。 （3）硼烷与具有孤电子对的分子发生加合作用，如： B2H6+2CO→2[H3B←CO] B2H6+2NH3→2[H3B←NH3]
②PbO2在酸性介质中具有强氧化性 举例：PbO2+4HCl(浓) → PbCl2↓+Cl2↑+2H2O PbCI2+2HCl(浓) →H2[PbCl4] 2++2H O 2Mn2++5PbO2+4H+→2MnO +5Pb 2 4 （2）水解性 2 2 2+ 4+ 阳离子盐M 、M 及阴离子盐MO 2 、MO3 均会发生水解 SnCl2+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl [Sn(OH)4] 2-+2H2O Sn(OH)2↓+2OH-+2H2O SnO22-+2H2O Sn(OH)2↓+2OH-
（三）硼酸及其盐 硼的含氧酸包括偏硼酸（HBO2）,正硼酸（H3BO3）和多硼 酸（xB2O3· yH2O）等。 H3BO3结构：晶体结构单位是B（OH）3, 呈现平面三角形， B原子取sp2杂化，然后硼酸分子间以氢键互相连接成层状结 构，层与层间借分子间力联系在一起，因此硼酸外观呈现片 状，可作润滑剂。 性质：（1）溶解性：H3BO3微溶于冷水，热水中加大，因 氢键被破坏。 （ 2）酸性：酸性表现是由于 H3BO3 中 B原子为缺电子原子， 价层具有空轨道，接受水解离出的具有孤电子对的 OH-， 游离出 H+，而显酸性。 H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+ Kθ=5.8×10-10
金属离子与可溶性碳酸盐的作用，有以下三种沉 淀形式： ①若金属（如Al(III)、Fe（III）、Cr(III)）氢氧 化物的溶解度小于相应的碳酸盐，则形成氢氧化物 2 3+ 沉淀： 如Al +3CO3 +H2O→2Al(OH)3↓+3CO2 ↑ ②若金属（如Bi(III)、Cu(II)、Mg（II）、 Pb(II)）等氢氧化物与碳酸盐溶解度差不多，则形成 2 2+ 碱式盐沉淀 如 2Cu +3CO3 +H2O→Cu2(OH)2CO3 ↓+CO2
H O
B2O3
可溶性偏硼酸盐 水解：4BO2-+H2O==B4O72-+2OHNa2B4O7+H2SO4+5H2O→4H3BO3+Na2SO4 （四）氧化铝和氢氧化铝 1、氧化铝 Al2O3主要有两种变体，α -Al2O3和γ -Al2O3（金属铝表面的 氧化铝膜是另一种变体）。 α -Al2O3 （刚玉） ， α-Al2O3化学性质稳定，不溶于酸，可 溶于熔融态碱，转为铝酸盐，可与K2S2O7（s）熔融制得 硫酸铝。 γ -Al2O3硬度小，质轻，不溶于水，但可溶于酸和碱，具两 性特征，由于它具有很大的表面积。
硅酸组成（常以xSiO2· yH2O表示） 其中x≥2的硅酸称为多硅酸，常以H2SiO3简式代表硅 酸。 K2 1.6 1012 K1 2.5 1010 性质： 二元弱酸 2 制备 SiO3 +2H+ →H2SiO3 H2SiO3 刚生成时形成可溶于水的单硅酸。 然后，单硅酸逐步缩合成硅酸溶胶（微粒在 1.0~100nm）。 若在稀的硅酸溶胶中加入电解质或者在适当浓度硅 酸盐溶液中加酸，则生成硅酸胶状沉淀（凝胶）
（二）硅及其重要化合物 1、二氧化硅，硅酸和硅胶 SiO2 称硅石，自然界中有晶体和无定形体两种， 无定形体如硅藻土，石英是最常见的SiO2晶体。 石英为原子晶体，熔点1600℃ ，熔融态时若急剧 冷却， 形成石英玻璃，有许多特殊性能。
SiO2一般不与酸反应，但能与氢氟酸反应 SiO2+4HF→ SiF4↑+2H2O SiO2与NaOH或纯碱共熔可制硅酸钠： SiO2+2NaOH →Na2SiO3+H2O SiO2+2Na2CO3 →Na会失去水
H3BO3
H O
HBO2
2 2 2、硼酸盐 硼砂，化学式为：Na2B4O5(OH)4· 8H2O 习惯上把它写成Na2B4O7· 10H2O。 硼砂的性质： 物性： ①溶解性，无色透明晶体，易溶于水（溶解度很大）， ②在空气中风化（失去水）。 化性： ①受热脱水 ②硼砂珠试验 Na2B4O7+CoO→Co(BO2)2·· NaBO2(兰) Na2B4O7+MnO→Mn(BO2)2 · 2NaBO2(绿) ③水解性： B4O72-+7H2O 4H3BO3+2OH- 呈碱性 (B4O72-+7H2O 2[B(OH)4]-+2H3BO3)
空间构型：B原子取sp3杂化，4个氢原子和两个B原 子处于同一平面，两个氢桥键垂直于此平面，是 一个立体结构。 2、硼烷的性质： 物性：含B原子数较小的硼烷，常温下为气体，如 B2H6和B4H10。 含B原子数较多的硼烷，常温下为液体，如B5H9。 含B原子数等于或大于10的硼烷，常温下为固体，如 B10H14及其它高硼烷。
3.硫化物 两类： +2 SnS(棕) PbS(黑) +4 SnS2(黄) PbS2(不存在) 均难溶于水 ，H2S作用于相应的盐溶液得到： MS类型偏碱性，MS2偏酸性。 2 SnS2+S2-→SnS 3 易溶解。 2 2 SnS 3 在酸中不稳定 SnS 3 +2H+→SnS2↓（黄）+H2S PbS 偏碱性 PbS+4HCl(浓)→[PbCl4]2-+H2S↓+2H+ 3PbS+8H++2NO 3 →3Pb2++3S↓+2NO↑+4H2O SnS可溶于Na2S2中 SnS+Na2S2→Na2SnS3
（二）硼的氢化物 1、乙硼烷
B 是缺电子原子， B2H6 中 B 不能与 C 一样形成 C2H6 的正常共价健结合，结构实验证明B2H6具有桥式 结构。
H B B
H
H
H
H 价键：两个B B 氢桥键，叫三中心二电子键（简称 三中心键）简写为“3c-2e”键。 三中心键是多中心键。多中心键是指 3 个或3 个以上原 子间结合所形成的共价键，它是一种非定域键，多 中心键是缺电子原子的一种特殊成键形式。 多中心键的强度只有一般共价键的一半，故硼烷性质 比烷烃活泼。
配制SnCl2 先把SnCl2固体溶于浓HCl中，完全溶解后再加水稀 释至所需浓度。 Sn2+易被空气氧化 2Sn2++O2+4H+→2Sn4++2H2O 配SnCl2溶液时还需要一些锡粒 Sn4++Sn→2Sn2+ SnCl4是无色液体，遇水强烈水解，在潮湿空气中冒白烟。 Pb(II)也会水解
（3）铅盐的难溶性 绝大多数铅盐难溶于水。 ①卤化铅中 PbI2（金黄色）溶解度最小，它可溶于沸水或 碘化物中生成[PbI4]2－。 PbCl2难溶于冷水，易溶于热水，浓HCl中因生成[PbCl4]2而溶解。 ② PbSO4 难溶于水，但易溶于浓 H2SO4 和饱和 NH4OAc 溶解 中： PbSO4+H2SO4(浓)→Pb(HSO4)2 PbSO4+2OAc-→Pb(OAc)2+SO42-
第十二章 氮族、碳族和硼族元素（二）
二、碳族元素 C、Si、Ge、Sn、Pb
价层结构ns2np2，氧化值有+2、+4，由于惰性电子 对效应明显， Ge、Sn 的 M（II）有较强还原性， Pb（IV）化合物有较强氧化性，易被还原为 Pb（II）. (一)碳及其重要化合物 1、碳的单质 主要同素异形体是金刚石，石墨和 富勒烯
2、盐类 （1）Sn(II)的还原性和 Pb（ Ⅳ ）的氧化性 从元素电势图可见： Sn的高氧化数较稳定 所以Sn (II)呈还原性 Pb的低氧化数较稳定，所以Pb(Ⅳ)呈氧化性 ①Sn(II)在酸性及碱性介质中都有还原性，碱性中更强。 酸性：Sn2++O2（空气）+4H+→2 Sn4+ +2H2O 2HgCl2+SCl2→Hg2Cl2↓(II)+SnCl4 Hg2Cl2+SnCl2→2Hg2↓(灰黑) +SnCi4 碱性：2Bi3++6OH-+3[Sn(OH)4]2-→2Bi↓(黑)+3[Sn(OH)6]2-
鲜红色 Pb3O4（铅丹） 2PbO· PbO2或 Pb2[PbO4], 化学性质稳 定 ，作防锈漆。 橙色 Pb2O3 PbO· PbO2 或 Pb [PbO3] 有两种氧化数Pb的存在 Pb3O4+4HNO3→2Pb(NO3)2+PbO2↓+2H2O Pb2O3+2HNO3→Pb(NO3)2+PbO2↓+H2O Sn(IV) Sn(OH)4 ( 正 锡 酸 ) ， 它易 失 水 成偏 锡 酸 H2SnO3。 H2SnO3有 α－H2SnO3：（ Na2SnO3+ 适量 HCl）制得，可溶于浓HCI 和强碱; β－H2SnO3：（Sn+浓HNO3）制得，难溶于水，成白色粉 末。