第18章非金属元素小结

第十八章非金属元素小结18-1 按周期表位置，绘出非金属元素单质的结构图，并分析它们在结构上有哪些特点和变化规律。

解：非金属元素的晶体结构大多数是分子晶体，也有少数原子晶体和过渡型层状晶体。

在分子晶体中又可分为两类：一类是以小分子为结构单元，如单原子分子的稀有气体和双原子分子的H2，卤素（X2），O2、N2等；另一类是以多原子分子为结构单元，如S8、Se8、P4等。

它们在周期表中的位置如图所示：从结构图可知：位于非金属—金属交界线附近的元素，其单质的结构比较复杂，其特点是增大配位数，接近金属的结构，如B—C—Si—As—Te，都是以共价键结合成的无限分子，不论是简单或复杂结构，在单质的结构中非金属元素明显地表现出它们各自固有的共价特征。

18-2 为什么氟和其它卤素不同，没有多种可变的正氧化态？解：因为氟原子价层没有空的轨道，基态只有一个未成对电子，只能形成一个共价单键；再由于氟在所有元素中电负性最大，因此，没有多种可变的正氧化态。

18-3 小结P区元素的原子半径、电离能、电子亲合能和电负性，在按周期表递变规律的同时，还有哪些反常之处？说明其原因。

解：原子半径：r Ga< r Al ，因为Ga是第四周期元素，从Al→Ga，次外层第一次开始出现10个d电子，由于d电子对核电荷屏蔽效应小，导致有效核荷Z*比没有d电子时要大，对最外层电子引力增大，故Ga的半径反常地比Al的小。

电离能：（1）ⅤA族N、P、As的IE1分别大于ⅥA族同周期O、S、Se的IE1，因为前三者价电子层均为半满。

（2）ⅢA第四周期Ga的IE1略大于第三周期的Al，原因和原子半径反常同理。

电子亲合能：（1）第二周期N、O、F的电子亲合能均分别小于第三周期同族的P、S、Cl。

因为第二周期元素原子半径特别小，电子对间排斥作用大。

（2）同一周期从左到右，稀有气体的电子亲合能最小，因为稀有气体价电子层全满。

电负性：按阿莱—罗周电负性标度，第四周期的Ga、Ge、As、Se的x AR均分别比第三周期的Al、Si、P、S要大，其原因和第四周期P区元素Z*和r变化的反常同理。

非金属元素小结在所有的化学元素中，非金属元素占22中，它们被包括在单质、氧化物、酸、盐及配合物中。

在金属与非金属的分界线上，有B、Si、As、Se、Te五种准金属，也是常见的半导体材料。

一、非金属单质的结构和性质1.结构和成键除H、He的价电子层上有1、2个s电子，He以外的希有气体的价电子层结构(除He外)为ns2np6外，III A～VII A族的价电子层结构为ns2np1～ns2np5。

得电子达到8e- 结构的倾向逐渐增强（除B的成键不满8e--）。

并且形成共价键；若以N代表非金属元素在周期表中的族数，则这类元素在单质中的共价键数为8-N（B除外）、H为2-N.希有气体的共价数等于0（8-8），其结构单元为单原子分子，这些单原子分子借范德华引力结合成分子型晶体。

VII A原子的共价数等于1（8-7），每两个原子以一个共价键形成双原子分子，然后分子间借范德华力形成分子晶体。

H的共价数等于1（2-1），也属同一类。

VI A的O、S、Se等共价数为2（8-6）。

V A的N、P、As等的共价数为3（8-5）。

这两族中的N、O处于第二周期，内层只有1s电子，每两个原子之间除了形成σ键以外，还可以形成p-pπ键，所以，它们的单质为重键组成的双原子分子；第三、四周期的非金属元素如S、Se、P、As等，则因内层电子较多，最外层的p电子云重叠形成p-p π键比较困难，而倾向于形成尽可能多的σ键，所以它们的单质往往是一些原子以共价键形成的多原子分子。

如S8、Se8、P4、及As4等，然后这些分子形成分子型晶体。

上述非金属元素是形成具有多重键的双原子分子还是形成只有σ单键的多原子分子？这主要取决于形成多重键或形成σ单键的键焓的大小。

如果△b H0（重键）〉2△b H0（单键），则形成具有重键的双原子分子（如O2，N2）；否则，形成只有σ单键的多原子分子（如S8、Se8、P4、As4等）IV A的共价数等于4（8-4）。

高一上学期非金属元素及其化合物重要化学方程式小结1.F2 + H2＝2HF (冷暗处爆炸) Cl2 +H2点燃2HCl (光照或点燃)注意：氢气在氯气中燃烧时呈苍白色火焰.硫单质与氢气的化合反应：2.Cl2 +2Na点燃2NaCl(火焰呈黄色,白烟) Cl2+Cu点燃CuCl2(棕色的烟)3Cl2 +2Fe点燃2FeCl3(棕色的烟)3.Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2 Cl2 +2KI ＝2KCl+I2（此反应可用于氯气的检验）4.2O2 +3Fe 点燃Fe3O4 2Fe+3Br2＝2FeBr3 Fe+I2△FeI2Fe+S △2Cu+ S△Cu2S 2Na+S＝Na2S(研磨或加热)5.S+O2点燃SO2 N2+O2＝2NO(放电)6.2C+O2(少量)点燃2CO C+O2(足量)点燃CO2 C+CO2高温2CO7.Cl2+H2O＝HCl+HClO 2F2 +2H2O＝4HF+O28.Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2O9.2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(漂粉精的主要成分与有效成分)10.4HCl(浓)+MnO2△MnCl2+Cl2↑+2H2O（实验室制取氯气的反应原理）11.注意工业上氨的催化氧化制硝酸的反应原理4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O2NO+O2＝2NO2（NO是无色气体而NO2是红棕色气体）3NO2+H2O＝2HNO3+NO12.NH3+HCl＝NH4Cl(白烟) NH3+HNO3＝NH4NO3(白烟) 2NH3+H2SO4＝(NH4)2SO413.工业合成SO3：2SO2+O2催化剂加热2SO3。

14.工业上合成硫酸的原理：⑴工业上制取SO2有两种方法：一是用FeS2；另一种用硫磺。

⑵SO2催化氧制取SO3：2SO2+O2催化剂加热2SO3⑶溶于水制得硫酸SO3+H2O＝H2SO415.2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4(这是SO2在大气中缓慢发生的环境化学反应)16.SO2使氯水褪色：SO2+Cl2+2H2O＝H2SO4+2HCl注：SO2能使氯水、溴水、碘水褪色，显示的是SO2的还原性，而不是漂白性17.2CO+O2点燃2CO2 CO+CuO △Cu+CO218.工业上炼铁的反应原理3CO+Fe2O3△219.SO2+H2O H2SO3 CO2+H2O H2CO320.SO3+H2O＝H2SO4 SO3+CaO＝CaSO4 SO3 +Na2O＝Na2SO4 CO2 +Na2O＝Na2CO321.SO3+Ca(OH)2＝CaSO4+H2O SO2+Ca(OH)2＝CaSO3↓+H2O注：不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2，可用品红、溴水、酸性高锰酸钾溶液鉴别。

非金属元素歧化反应的比较歧化反应是一种特殊的氧化还原反应，大多数非金属元素都有歧化和归中的性质，本文对一些常见的歧化和归中反应作一些比较，说明由于非金属元素的活泼性不同，发生歧化和归中的条件是不相同的。

一，单质的歧化反应IV A、V A、VIA、VIIA各族都有单质能发生歧化反应，但从VII A→IV A反应的条件逐渐变高，如：1，单质在水中歧化⑴卤素除氟外，都能在常温下和水发生歧化反应①Cl2+H2O==HClO+HCl （用于自来水消毒）②Br2+H2O==HBr+HBrO③3I2+3H2O=HIO3+5HI⑵其他各族的元素即使在加热时也都不能和水发生歧化反应2，单质在NaOH溶液中歧化⑴卤素单质都能和常温下的NaOH溶液发生歧化反应：重要的反应有：①用于实验室吸收多余氯气 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O②工业制漂白粉的反应： 2Cl2+2Ca(OH)2= CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O③电解饱和食盐水制氯酸钠：3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O④用NaOH溶液洗涤做过碘升华实验后的试管：3I2+6NaOH==NaIO3+5NaI+3H2O⑵硫在加热的NaOH溶液可发生歧化△3S+6NaO H==2Na2S+Na2SO3+3H2O此反应用于H2S和SO2反应后以热NaOH溶液洗涤广口瓶⑶氮族中的磷要在浓的NaOH溶液中加强热才能发生歧化：4P+3KOH(浓)+3H2O==PH3+3KH2PO2在特殊情况下，磷和CuSO4溶液可发生歧化：11P+15CuSO4+24H2O==5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4⑷碳族中的单质既不能在水中，也不能在NaOH溶液中发生歧化，只有和SiO2、CaO在电炉中发生歧化： 3C+SiO2SiC+2CO3C+CaO CaC2+CO二，化合态元素的歧化反应1，卤素的次卤酸或次卤酸盐都能在水中或NaOH溶液中发生歧化：、3HBrO=2HBr+ HBrO33HIO=2HI+ HIO33 NaClO=2NaCl+ NaClO33NaBrO=2NaBr+Na BrO33NaIO=2NaI+Na IO3工业上将氯酸钠在空气中灼烧生产高氯酸钠4KClO3 =KCl +3KClO42，氧族元素的化合态发生歧化：①过氧化钠或超氧化钾等分别与二氧化碳、水反应：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑4KO2+2CO2==2K2CO3+3O24KO2+2H2O==4KOH+3O2↑过氧化氢的分解：2H2O2==2H2O+O2↑②硫的化合态在酸中发生歧化：Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O3，氮的化合态发生歧化：①在水中发生歧化：3NO2+H2O==2HNO3+NO②在碱中发生歧化：2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2注意上述反应都用在除去氮的氧化物中/。

无机化学第二章答案【篇一：大学无机化学第二章(原子结构)试题及答案】txt>本章总目标：1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。

3：掌握各类元素电子构型的特征4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。

各小节目标：第一节：近代原子结构理论的确立学会讨论氢原子的玻尔行星模型e?第二节：微观粒子运动的特殊性1：掌握微观粒子具有波粒二象性（??2：学习运用不确定原理（?x??p?第三节：核外电子运动状态的描述1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。

2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。

3：掌握核外电子可能状态数的推算。

第四节：核外电子的排布1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。

2;掌握核外电子排布的三个原则：1能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低○的院子轨道。

2pauli原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是在○同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。

3hund原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式○hh）。

?pmv13.6ev。

n2h）。

2?m分别占据不同的轨道。

3:学会利用电子排布的三原则进行第五节：元素周期表认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。

第六节：元素基本性质的周期性掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化1从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引1：原子半径——○2随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力力也增加，使原子半径逐渐减小；○也增强，使得原子半径增加。

但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。

2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。

图1 钢合金化原理、主线、核心和设计思路2、结构钢复习小结表1 典型结构钢的特点、应用及演变横向图2 材料成分、工艺、组织、性能间的关系3、合金工具钢复习小结表2 典型工具钢的特点、应用及演变图2 铸铁成分、工艺、组织、性能关系图3 铝合金分类和性能特点总复习提要一、主线、核心和“思想”主线：零件服役条件→技术要求→选择材料→强化工艺→组织结构→最终性能→应用、失效。

寻求最佳方案，充分发掘材料潜力。

（1）同一零件可用不同材料及相应工艺。

例：调质钢符合淬透性原则可代用，柴油机连杆螺栓可用40Cr调质，也可用15MnVB；工模具钢，CrWMn、9SiCr、9Mn2V等钢在有些情况下也可考虑代用。

（2）同一材料，可采用不同的强化工艺。

例：60Si2Mn，有常规中温回火，也可等温淬火；T10钢，淬火方法有水、水-油、分级等。

根据不同零件的服役条件，考虑改进工艺，以达到提高零件寿命的目的。

强化工艺不同，组织有所不同，但都能满足零件的性能要求。

通过分析、试验，可得到最佳的强化工艺。

考虑问题不可呆板、机械、照搬书本，不要认为中C就是调质，低合金超高强度钢就是用低温回火工艺。

弹簧钢就是中温回火?其实，60Si2Mn有时也可用作模具。

某些低合金工具钢也可做主轴，GCr15也可制作量具、模具等。

要学活，思路要宽。

提出独特见解，怎样才能做到?核心：核心是合金化基本原理。

这是材料强韧化矛盾的主要因素，要真正理解“合金元素的作用，主要不在于本身的固溶强化，而在于对合金材料相变过程的影响，而良好的作用只有在合适的处理条件下才能得到体现。

”应该主要从强化机理和相变过程两个方面来考虑。

掌握了合金元素的作用，才能更好地理解各类钢的设计与发展，才能更好地采用热处理等强化工艺。

从钢厂出来，钢成分已定。

如何在这基础上充分优化材料的使用性能，关键就在于热处理等处理工艺。

企业中的许多问题都是因为在材料的加工过程中的工艺存在问题。

总结一下常用合金元素的作用、表现是很有必要的。

第18 章非金属元素小结[教学要求]1、理解并掌握非金属元素的单质、无氧酸、含氧酸和含氧酸盐的主要性质。

2、了解p 区元素的次级周期性。

[教学重点]1、分子型氢化物的热稳定型、还原性及水溶液的酸碱性的递变规律及其解释。

2、非金属含氧酸盐的溶解性、水解性、热稳定性、氧化还原性的递变规律及其解释。

[教学难点]非金属元素的单质、无氧酸、含氧酸和含氧酸盐的性质递变规律的原因。

[教学时数]4 学时[教学内容]18.1 非金属单质的结构和性质18.2 分子型氢化物18.3 含氧酸18.4 非金属含氧酸盐的某些性质18.5 P区元素的次级周期性［教学方法与媒体］讲解，ppt展示18-1 非金属单质的结构和性质在所有的化学元素中，非金属占22 种(金属约为90种)。

它为数不多，但涉及的面却很广。

无机物大都同非金属有关，如酸和盐。

无机酸分为无氧酸和含氧酸，即一些非金属元素的氢化物及非金属氧化物的水合物。

斜线附近的元素如B、Si、Ge、As、Sb、Se、Te和Po等为准金属，它们既有金属的性质又有非金属的性质。

如果不算准金属(B、Si、As、Se、Te)，则非金属只有17种所以在金属与非金属之间没有截然的界线。

在周期表的右侧，斜线将所有化学元素分为金属和非金属两个部分。

将元素分为这两大类的主要根据是元素的单质的性质。

1、非金属单质的结构自学要求：1)了解非金属单质中的共价键数为8-N(H2为2-N)。

2)第2周期中的O、N为什么易形成多重键？第3、4周期的S、Se、P、As等则易形成单键？3)非金属单质按其结构和性质大致可分为哪三类？4)掌握单质Cl2、S、P、Si和B与NaOH反应的方程式。

非金属元素与金属元素的根本区别在于原子的价电子层结构不同。

多数金属元素的最外电子层上只有1、2个s电子，而非金属元素比较复杂。

H、He有1、2 个电子，He 以外的稀有气体的价电子层结构为ns2np6，共有8个电子，第IIIA 族到VIIA 族元素的价电子层结构为ns2sp1-5，即有3～7个价电子。

第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。

了解化学发展的现状。

掌握学习化学的正确方法。

第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。

熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。

熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。

掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。

会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。

熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。

1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。

其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。

2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。

3．第5节是本章第1个重点。

基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。

本节小字部分为阅读材料。

4．第6节是本章第2个重点。

基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。

本节小字内容不作教学要求。

5．第7、8节是本章最后1个重点。