无机化学p区元素
无机化学第21章 P区金属(2013)
3、它们是P型半导体的掺杂剂,也可以制成III Ａ—VＡ族元素的半导体化合物,如砷化镓 GaAs。 4、镓和铟易与许多金属形成合金，常用于制 易熔合金，含铟25%的镓合金在289K时熔化， 用于自动喷水灭火装置中。 5、含铟量较高的焊接剂,具有特殊性,用它可 把金属焊接到金属薄膜上，还可把金属焊接 到非金属部件上。 6、In－Pb、In－Sn合金抗碱腐蚀，用于化工 器械的焊接。
这种二聚分子遇到电子对给予分子时会离 解成单分子，然后这个AlCl3单分子再同这个 电子对给予体形成配位化合物. 例如： AlCl3· NH3。当Al2Cl6溶于水，它立即解离为 Al(H2O)63-和Cl-，并强烈水解。 AlBr3和AlI3的结构和性质与AlCl3相似。
制备：
1) Al(熔融) Cl 2 AlCl3 (无水)
铍与铝的相似性
① 两者都是活泼金属，在空气中易形成 致密的氧化膜保护层 ② 两性元素，氢氧化物也属两性 ③ 氧化物的熔点和硬度都很高 ④ 卤化物均有共价型 ⑤ 盐都易水解 ⑥ 碳化物与水反应生成甲烷 Be2C + 4 H2O Al4C3 + 12 H2O 2 Be(OH)2 + CH4 ↑ 4 Al(OH)3 + 3 CH4 ↑
1、铝的卤化物 在三卤化铝中，除AlF3为离子型化合物外，其 余均为共价型化合物。 在气相或非极化溶剂，AlCl3,AlBr3,AlI3均是二 聚体。 。 在二聚分子中卤素原子对铝呈四面体配置，是 一种桥式结构。即在每个AlX3分子中，铝原子 有空轨道，X原子有孤电子对，因而在两个AlX3 分子间发生x→Al提供电子对而配位，形成卤桥 的配位化合物
无机化学-p区元素概述
沿B-Si-As-Te-At对角线，右上角为 除氢外，所有的非金属全部集中在p区 ⅢA-ⅦA和零族元素为p区元素 非金属(包括线上)，左下角为金属
P区元素的特点 (1) 除ⅦA和零族外，均为从 典型非金属→准金属→典型金属
ⅢA 非 原 金 ⅣA 属 金 B子 硼 C 碳 半 铝 Si 硅 性 属 Al 径 增 性 Ga 镓 Ge 锗 增 强 减 大 弱 In 铟 Sn 锡 Tl 铊 Pb 铅 ⅤA N 氮 P 磷 As 砷 Sb 锑 Bi 铋
P区元素的特点 0 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA He 氦 2 B 硼 C 碳 N 氮 O 氧 F 氟 Ne 氖 3 Al 铝 Si 硅 P 磷 S 硫 Cl 氯 Ar 氩 660.4℃
Байду номын сангаас
（3）金属的熔点较低
这些金属 Ga 镓 Ge 锗 As 砷 Se 彼此可形成氪 4 硒 Br 溴 Kr 29.78 ℃ 973.4 ℃ 低熔合金 In 铟 Sn 锡 Sb 锑 Te 碲 I 碘 Xe 氙 5
如
超纯锗
ⅤA
ⅥA
ⅦA He 氦
无机化学多媒体电子教案 第十一章 卤素和氧族元素
第一节 结束
156.6 ℃ 231.9 ℃ 630.5 ℃
Tl 铊 Pb 铅 Bi 铋 Po 6 303.5 ℃ 327.5 ℃ 271.3 ℃
At 砹 Rn 氡
P区元素的特点
（4）某些金属具有半导体性质
ⅢA ⅣA
0
2 B 硼 C 碳 N 氮 O 氧 F 氟 Ne 氖
3 Al 铝 Si 硅 P 磷 S 硫 Cl 氯 Ar 氩 4 Ga 镓 Ge 锗 As 砷 Se 硒 Br 溴 Kr 氪 5 In 铟 Sn 锡 Sb 锑 Te 碲 I 碘 Xe 氙 6 Tl 铊 Pb 铅 Bi 铋 Po At 砹 Rn 氡
武汉大学版无机化学课后习题答案(第三版)第15章p区元素
P区元素（1）1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。
（1）O2+（二氧基阳离子）（2）O2（3）O2-（超氧离子）（4）O22-（过氧离子）解:见下表物种分子轨道键键级磁性相对稳定性O2+KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)11( П2pz*)0一个σ键一个二电子П键，一个三电子П键2.5 顺依次减小O2KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)1一个σ键二个三电子П键2 顺O2-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)1一个σ键一个三电子П键1.5 顺O22-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)2一个σ键 1 逆2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。
它们有何用途？如何制备？答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。
3. 解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？答：根据O2分子的分子轨道式KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p) 4(П2py*)1( П2pz*)1分子中两个П2p反键轨道各有一单电子，因此它具有顺磁性。
在O3分子中，每个氧原子各用一个P轨道组成一个成键П轨道，一个反键П轨道，一个非键П轨道，其中4各P电子，两个进入成键П轨道，两个进入非键П轨道，П键键级为一，分子没有成单电子，所以分子具有反磁性。
4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？5.答:在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。
臭氧发生器的示意图见图13-10。
它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了036.7.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。
考研无机化学p区元素0全解说课讲解
a.得两个电子生成离子型化合物（碱、碱土金属等) b.形成两个共价单键 c.特殊情况下形成共价双键：O2,NO等
d.一定条件下，O电子重排，接受孤电子对，同时其电子 对反馈到中心原子空轨道，形成d-pπ配建。很多含氧酸中 有此键。
2.S成键特征 （1）得两个电子生成离子型硫化物，不过S2-半径较大，易
NO2氧化性强，在水中易岐化； NH2OH，N2H4有很强的还原能力
2.P (1)原子半径较大，不易生成多重键，可生成多原子链：P4. (2）可利用3d 轨道生成对多个共价键
H3PO4, H3PO3, H3PO2,
强还原性
2H3PO4-2H2O H4P2O7
H3PO4 -H2O HPO3
Ag3PO4(黄）； Ag4P2O7, AgPO3（白）， HPO3可使蛋白脱水凝固。
PbCl2在过量Cl-中可形成配合物而溶解 → PbCl42-， （3）硫化物
SnS2可溶于Na2S溶液→ SnS32-，SnS不溶于Na2S溶液， 但溶于多硫化铵→ SnS32-，
PbS偏碱性不溶于Na2S or Na2S2中， 但可溶于稀HNO3 ,氧化的结果→S+NO+Pb2+ 也可溶于浓HCl中→H2PbCl4
考研无机化学p区元素0全解
3.惰性电子对效应
对于ns2npx,虽然ns np属同一能级组，但其角度分布不同， 钻穿效应也不同，ns钻穿效应较强，因此np电子易反应成 键，而ns电子一定程度表现出惰性。
一般有两种情况： （1）同一周期：从左→右，惰性电子对效应减弱； （2）同一族: 从上→下，惰性电子对效应增强； 表现最明显的是：
形成哪种键，有一个关键因素：取决于原子间能否发生原
无机化学p区元素习题
⽆机化学p区元素习题P区元素习题⽬录⼀判断题；⼆选择题；三填空题；四完成⽅程式；五计算并回答问题⼀判断题 (返回⽬录)1 硼在⾃然界主要以含氧化合物的形式存在。
（）2 在硼与氢形成的⼀系列共价型氢化物中，最简单的是BH3。
（）3 硼酸是三元酸。
（）4 硼是⾮⾦属元素，但它的电负性⽐氢⼩。
（）5 由于B-O键键能⼤，所以硼的含氧化合物很稳定。
（）6 硼砂的化学式为Na2B2O7。
（）7 B2H6为平⾯形分⼦。
（）8 硼是缺电⼦原⼦，在⼄硼烷中含有配位键。
（）9 三卤化硼熔点的⾼低次序为BF310 三卤化硼沸点的⾼低次序为BF3>BCl3>BBr3>BI3。
（）11 地壳中丰度最⼤的⾦属元素是铝。
（）12 Al2O3是两性氧化物，因⽽各种晶型的Al2O3既可溶于酸，⼜可溶于碱。
（）13 只有在强酸性溶液中才有Al(H2O)63+存在。
（）14 在⽓相中三氯化铝以双聚分⼦Al2Cl6的形式存在。
（）15 AlX3都是共价型化合物。
（）16 KAl(SO4)2·12H2O与KCr(SO4)2·12H2O属于同分异构体。
（）17 在氯化氢⽓流中加热⾦属铝可制得⽆⽔AlCl3。
（）19 因AlCl3分⼦中Al为缺电⼦原⼦，所以AlCl3中有多中⼼键。
（）20 碳酸盐的溶解度均⽐酸式碳酸盐的溶解度⼩。
（）21 Na2CO3⽐NaHCO3的溶解度⼤，同理，CaCO3⽐Ca(HCO3)2的溶解度也⼤。
（）22 硅在地壳中的含量仅次于氧。
（）23 分⼦筛是⼈⼯合成的硅铝酸盐，具有吸附和催化作⽤。
（）24 活性炭具有吸附作⽤，它是颗粒状的⽯墨。
（）25 ⾦刚⽯⽐⽯墨更稳定，即使在纯氧⽓中，⾦刚⽯也不能燃烧。
（）26 ⼀般情况下，CO2不能助燃，但是镁在⼆氧化碳⽓体中能燃烧。
（）27 ⾼纯度的硅和锗是良好的半导体。
（）28 ⾦刚⽯与⽯墨是同素异形体，由⾦刚⽯转变为⽯墨的△r H>0。
《无机化学(第六版)》电子教案 第十四章 p区元素(二)
白磷 红磷
磷的燃烧
红磷的结构
砷、锑、铋的单质 砷、锑具有两性和准金属性质，而铋则
呈金属性。
As Sb Bi
熔点较低且易挥发。在气态时以多原子分 子形式存在，如 As4，As2，Sb4，Sb2，Bi2。
14.1.3 氮的化合物
1. 氮的氢化物 (1) 氨 (NH3) 结构： N：不等性 sp3 杂化，三角锥形
五氧化 二氮
N2O4 N2O5
气(无) 固(无)
强烈分解为 NO2
不稳定
熔点 沸点 ℃℃
-90.8 -88.5
-163.6 -151.8
-101
2 (升华)
-11.2 21.2
-9.3
21.2 (分解)
30
47 (分解)
(1) 一氧化氮 (NO) 无色气体，微溶于水，不与水反应，
不助燃，有还原性， NO 中有单电子，非 常活泼，常温下与氧立即反应生成红棕色 的 NO2。
As Sb Bi
+5 +5 (+5) +3 +3 +3 -3 (-3)
46
6 66
酸性 酸性 两性 两性 碱性
N氨H3 PH膦3 AsH胂3 SbHS3b HBi3H3B iH 3 碱性减弱，稳定性下降
14.1.2 氮族元素的单质
氮气是无色、无
臭、无味的气体。沸
点为 −°C。微溶于水。
常温下化学性质极不
中最重要的。它是氨氧化制硝酸的必经之路。 在医学上，NO 使血管平滑肌松弛 ，血
管扩张，调节血压。
1986年，美国分子生物学家伊格纳罗、 药理学家弗奇戈特、生理学家穆拉德发现了 NO 在心血管系统中的信息作用，即硝酸甘 油缓慢分解释放出 NO，NO 能使血管扩张而 达到治疗心脏病的目的。这三位科学家因此 获得1998年的诺贝尔生理学和医学奖。
无机化学 p区元素
无机化学 p区元素p区元素是周期表中第13至18列元素，也被称为主族元素或气族元素。
它们的化学性质在同一周期内呈现出明显的变化，但在同一族内则有着相似的性质。
本文将从p区元素的发现、物理性质、化学性质和应用方面进行介绍。
一、发现历史p区元素包括第13至18列的元素，是一组很有特殊性质的元素。
人们在测定原子量和密度时陆续发现了这些元素。
在18世纪前，人们对许多p区元素的存在还没有足够的证据。
因此，这些元素也成为了化学家们探索的一个难题。
1830年代， Jons Berzelius 以三个十二面体化合物来系统地描述元素。
这些化合物即由氧、碳、氮、硫和磷的元素统一构成的，在此基础上，他将元素分成了四个区，包括酸基金属、上碲族、下碲族和稀有元素。
但当时的化学学家认为，有更多的元素应该属于上述因素中的某一组，于是 stas 和sebaste 花了 20 年时间，最终找到了人类认识的所有元素。
这一时期p区元素的最后发现是在1898年，由法国科学家Pierre Curie 发现的钋和镭。
二、物理性质1、电子配置p区元素的电子构型为 ns2np1-6(除氦He外，另有例外，即不是ns2np5，如氧O)。
其中，ns和np是主量子数。
p区元素的外层电子结构十分稳定，p区元素代表元素外层电子的数目是非常有限的，它们在化学之间的交互作用直接影响每个元素的化学适用性。
p区元素的数量相对比较少，但却具有十分丰富的化学反应性。
2、原子尺寸和电负性p区元素原子尺寸相比于同周期的s区或d区元素会比较小，但相比于前一个周期，p区元素的原子尺寸又会更加大一些。
这些原子尺寸的变化和电负性的变化有关。
氧、氮、碳等元素的电子云很大程度上影响着元素化学性质的表现。
一般来说，p区元素的电负性很高，因为它们具有较高的电子亲和能力和较高的电负性。
氨等化合物是p区元素高电负性的体现。
三、化学性质p区元素对于化学反应性的调节十分显著，同一页上的元素之间往往会显示出相似的化学性质。
大连理工大学无机化学教研室《无机化学》(第5版)(复习笔记 p区元素(一))
13.1 复习笔记一、p区元素概述1．p区元素包括了除氢以外的所有非金属元素和部分金属元素。
与s区元素相似，p区元素的原子半径在同一族中自上而下逐渐增大，它们获得电子的能力逐渐减弱，元素的非金属性也逐渐减弱，金属性逐渐增强。
除第ⅦA族和稀有气体外，p区各族元素都由明显的非金属元素过渡到明显的金属元素。
2．p区元素特征（1）各族元素性质由上到下呈现二次周期性①第二周期元素具有反常性（只有2s，2p轨道）；第二周期元素单键键能小于第三周期元素单键键能。
②第四周期元素表现出异样性（d区插入），例如：溴酸、高溴酸氧化性分别比其他卤酸（HClO3，HIO3）、高卤酸（HClO4，H5IO6）强。
③最后三个元素性质缓慢地递变（d区、f区插入）。
（2）多种氧化值①p区元素的价电子构型为n s2n p1-6，具有多种氧化态。
例如：氯的氧化值有+1，+3，+5，+7，-1，0等。
②惰性电子对效应：同族元素从上到下，低氧化值化合物比高氧化值化合物变得更稳定。
（3）电负性大，形成共价化合物。
二、硼族元素1．硼族元素概述硼族元素包括B，Al，Ga，In，Tl五种元素，其价电子构型为n s2n p1，因此他们一般形成氧化值为+3的化合物。
随着原子序数的增加，形成低氧化值+1化合物的趋势逐渐增强。
硼的原子半径较小，电负性较大，所以硼的化合物都是共价型的，在水溶液中也不存在B3+。
在硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下依次减弱。
（1）缺电子元素硼族元素原子的价电子轨道数为4，而其价电子只有3个，这种价电子数小于价键轨道数的原子称为缺电子元素。
它们所形成的化合物有些为缺电子化合物。
缺电子化合物的特点：易形成配位化合物HBF4；易形成双聚物Al2Cl6。
（2）硼族元素的一般性质①B是非金属单质，Al、Ga、In、Tl是金属单质；②B，Al，Ga的氧化态是+3，In的氧化态是是+1和+3，Tl的氧化态是+1；③B的最大配位数是4，Al、Ga、In、Tl 的最大配位数是6。
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2. 影响含氧酸氧化能力强弱的因素
(1)中心原子结合电子的能力
一般含氧酸中心原子结合电子的能力越大，氧化性越强
(2) 中心原子与氧原子之间键的强弱
一般来说，R—O键越多，该含氧酸就越稳定， 它的氧化性也就越弱。
(3) 其它过程的能量效应
如水的生成、沉淀的生成、溶剂化和去溶剂 化作用等氧化还原反应
10
三、水解性
1.水解反应的机理：亲核水解和亲电水解
亲核水解：中心原子具有部分正电荷及空轨道，可 以接受水中-OH上的孤对电子。
Cl
Si
Cl
Cl
Cl
H
O H
HCl H
O
Si
Cl
Cl
Cl
OH
H HCl
OH
Si
Cl
Cl
Cl
Si
HO
OH
OH
11
亲电水解：中心原子具有孤对电子，接受水中H的进攻。
H
Cl
N Cl
Fe(OH)3 Mg(OH)NO3 14
(二) 无水含氧酸盐受热反应
1. 非氧化还原分解反应:
△
碱性氧化物(或碱) + 酸性氧化物(或酸)
特点: 阴、阳离子通常不具有氧化或还原性.
一般: 碱金属、碱土金属的SO42-盐、 CO32-盐、 PO43-盐发生此类分解。
2. 氧化还原分解反应:
(1)阴、阳离子，一个具有氧化性，一个具有还原性 (2)阳离子稳定，但阴离子不稳定，且生成的酸性氧 化物也不稳定 (3)阳离子或者含氧酸根的中心原子处于中间价态， 自身可以发生歧化反应。
△
2Na2HPO4
Na4P2O7 ＋ H2O
2NaH2PO4 △ (NaPO3)2 ＋ 2H2O
2. 酸式碳酸盐 △ CO2 + H2O
2Ca(HCO3)2 △ CaCO3 ＋ H2O ＋ CO2
NH4HCO3 △
NH3 ＋ H2O ＋ CO2 17
第二节 卤素
一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、
第十二章 p区元素
Ⅲ A~ ⅦA族和 0族元素共计31种元素。
1
第一节 p区元素概述
一、价层电子结构特征及性质
1.价层电子结构与氧化态 价层电子结构ns2np1-6，既可以失电子，又可以
得到电子。同一周期，从左到右，得电子能力增加。 同一主族，从上到下，得电子能力减弱。
氧化态：同一主族，从上到下，最高氧化态的 稳定性依次降低，低氧化态的稳定性依次增大。
卤素通性 卤素单质 卤素的氢化物和氢卤酸 卤化物 卤素的含氧酸及盐 拟卤素 卤素离子的分离和鉴定 卤素的生物学效应及相应药物
18
第一节 卤素 一、卤素的通性
1.在周期表中的位置及结构特征
ⅦA族元素；价层电子构型 ns2np5 为典型的非金属元素，其原子半径、离子半 径随着原子序数的增加而增加，电离能和电负性 均随着原子序数的增加而减小。
15
(NH4)2Cr2O7 △ Cr2O3 ＋ N2 ＋ 4H2O
Hg2 (NO3)2 △ 2HgO ＋ 2NO2 2AgNO3 △ 2Ag ＋ 2NO2 ＋ O2
△
Hg2CO3
HgO ＋ Hg ＋ CO2
16
(三) 酸式含氧酸盐受热
1. 酸式硫酸盐、磷酸盐 △ 焦磷(硫)酸盐
或多聚体
2NaHSO4 △ Na2S2O7 ＋ H2O
(3)中心原子的非羟基氧越多，酸性越强。
7
(二)无机酸氧化还原性及影响因素
1.含氧酸氧化还原性强弱规律
(1)同一周期最高氧化态含氧酸氧化性从左至右增强。 例如：氧化性 H4SiO4< H3PO4< H2SO4< HClO4
(2) 同一周期并且族序数相同的主、副族元素最高氧 化态含氧酸的氧化性，一般主族元素氧化性较强， 副族元素氧
与质子相 连原子对 质子的束
缚力
该原子的 电子密度
有关
电子密度越低，对质子的引力越小，质子越易 被释放，酸性越强，反之亦然。
5
氢化物的酸性规律
NH3
H2O HF
酸
PH3
H2S
HCl
性
AsH3 H2Se HBr
增 加
H2Te HI
酸性增加
6
1.无机含氧酸的结构 HmXOn 2.含氧酸的酸性 (1)中心原子的电负性越强，酸性越强。 例如：酸性H4SiO4< H3PO4< H2SO4< HClO4 HClO>HBrO>HIO (2)同一元素不同价态的含氧酸中，高价态的酸性一 般比低氧化态的酸性强。 HClO4>HClO3>HClO2>HClO
例如：HBrO4＞HMnO4 H2SeO4 ＞H2CrO4
8
(3) 同一主族元素自上而下，最高氧化态含氧酸的 氧化性呈锯齿形变化。
HNO3
H2SO4
HClO4
H3PO4
H2SeO4
HBrO4
H3AsO4
H6TeO6
H5IO6
(4)同一元素的不同氧化态的含氧酸中，低氧化态含
氧酸的氧化性较强。
HClO ～ HClO2 ﹥ HClO3 ﹥ HClO4 ; H2SO3 ﹥ H2SO4 (5)含氧酸的氧化性强于相应含氧酸盐，含氧酸根在 酸性介质中的氧化性强于在碱性介质中的氧化性。
惰性电子对效应
2
2.原子半径 原子半径的大小取决于有效核电荷数和元素的
价层电子构型。 同一周期，从左到右，原子半径随着原子序数
的增加而减小。从而导致了电离能增大、电子亲和 能增加、非金属性增强。
同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得 电子能力降低，由非金属过渡到金属。
3
3.第二周期p区元素性质的特殊性 价层电子构型ns2np1-6，没有能量相近的空轨道
双水解效应。
13
四、无机含氧酸盐的热分解
(一)水合含氧酸盐受热
1. 脱水反应:
△ 脱水
无水盐
难挥发含氧酸的 水合盐
碱金属和Ca、Sr Ba的水合盐
2. 水解反应:
氢氧化物或碱式盐
半径小、电荷高的金属离子的硝酸盐、碳酸 盐发生此类分解(Be2+、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋等)
Fe(NO3)3 ·9H2O Mg(NO3)2 ·6H2O
Cl
O H
H
O
N
H
Cl
Cl
N
Cl
H
Cl
Cl
HOCl
N
H
H
H
12
2.水解产物的类型： 产物类型与中心离子和负离子的性质有关，也与
水解反应的机理有关。可以是碱式盐、氢氧化物、氧 化物的水合物以及含氧酸等。
3.影响水解的因素： (1)离子的极化作用和变形性：极化作用越强，变形性 越大，越容易水解。
(2)空轨道。
可以利用。
4. p区元素化合物 p区元素电负性比较大，价层轨道电子数比较
多，可以形成共价键、离子键、配位键。
5. p区元素化合物的生物效应
4
二、氧化物水合物的酸性和氧化还原性
(一)无机酸的强度及影响因素
质子(H+)与中心原子直接相连的氢化物 无机酸
质子通过氧原子再与中心原子相连的含氧酸
无机酸 强度