s区和p区元素总结
元素知识
s区元素的单质均为金属晶体；p区元素的中间部分，其单质的晶体结构较为复杂，有的为原子晶体，有的是过渡型(链状或层状)晶体，有的为分子晶体。
周期系最右方的非金属和稀有气体则全部为分子晶体。
总的来看，同一周期元素的单质，从左到右，一般由典型的金属晶体经过原子晶体、层状晶体或链状晶体等，最后过渡到分子晶体。
同一族元素单质由上而下，常由分子晶体或原子晶体过渡到金属晶体。
副族元素单质均为金属晶体.表9-5 主族及零族元素单质的晶体类型ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 零一H2分子晶体He分子晶体二Li金属晶体Be金属晶体B原子晶体C金刚石原子晶体石墨片状结构晶体富勒烯碳原子簇分子晶体N2分子晶体O2分子晶体F2分子晶体Ne分子晶体三Na金属晶体Mg金属晶体Al金属晶体Si原子晶体P白磷为分子晶体黑磷为层状结构晶体S斜方硫、单斜硫为分子晶体弹性硫为链状结构晶体Cl2分子晶体Ar分子晶体四K金属晶体Ca金属晶体Ga金属晶体Ge原子晶体As黑砷为分子晶体灰砷为层状结构晶体Se红硒为分子晶体灰硒为链状结构晶体Br2分子晶体Kr分子晶体五Rb金属晶体Sr金属晶体In金属晶体Sn灰锡为原子晶体白锡为金属结构晶体Sb黑锑为分子晶体灰锑为层状结构晶体Te灰碲链状结构晶体I2分子晶体Xe分子晶体六Cs金属晶体Ba金属晶体Tl金属晶体Pb金属晶体Bi层状结构晶体(近于金属晶体)Po金属晶体At金属晶体(具有某些金属性)Rn分子晶体单质的晶体结构和物理性质表9-5列出了主族及零族元素单质的晶体类型。
可以看出：s区元素的单质均为金属晶体；p区元素的中间部分，其单质的晶体结构较为复杂，有的为原子晶体，有的是过渡型(链状或层状)晶体，有的为分子晶体。
周期系最右方的非金属和稀有气体则全部为分子晶体。
总的来看，同一周期元素的单质，从左到右，一般由典型的金属晶体经过原子晶体、层状晶体或链状晶体等，最后过渡到分子晶体。
同一族元素单质由上而下，常由分子晶体或原子晶体过渡到金属晶体。
第十一章P区元素
2LiH B 2 H 6 2LiBH4
2NaH B 2 H 6 2NaBH4
2. 硼的含氧化合物
B—O 键的键能（ 806kJmol-1 ）大，硼的含氧化合物具有 很高的稳定性。硼与氧只能形成单键，不能形成双键。 构成硼的含氧化合物的基本结构单元是平面三角形的 BO3 合四面体形的BO4（硼元素的亲氧性和缺电子性）。
时中心原子的价键轨道杂化方式由 sp2 杂化过渡
到 sp3 杂化，分子的空间构型由平面结构过渡到 立体结构。
第三节 硼元素
一、硼的单质
硼在地壳中的含量很小，在自然界不以单质存在，主要
以含氧化合物的形式存在。硼的重要矿石有硼砂、方硼石、 硼镁矿和少量的硼酸等。
单质硼有无定型（棕色粉末）和晶型（黑灰色）等多种
A.三氧化二硼
H 3 BO3 HBO2 H 2 O
150o C
2HBO2 B 2 O 3 H 2 O
300 o C
低温时得到的是晶体， 高温时得到的是玻璃 状 B2O3 。 B2O3 与 水 反应又可生成偏硼酸 和硼酸。
B 2O 3 3Mg 2B 3MgO
二、特征
硼、铝在原子半径、电离能、电负性、熔点等性 质上有较大差异，即p区第二周期元素的反常性。
一般形成+3价的化合物，随着原子序数的增加， 形成+1价化合物的趋势逐渐增强。
硼族元素化合物中形成共价键的趋势自上而下
依次减弱 。 硼族元素为缺电子原子 —价电子数小于价键轨 道数的原子。所形成的化合物中有些为成键电子 对数小于中心原子的价键轨道数的缺电子化合物， 即容易形成聚合型分子 Al2Cl6和配位化合物HBF4 （硼原子的最高配位数为 4，其他原子为6），此
高中化学-s区和p区元素
s区和p区元素化学引言Introduction of the Chemistry of s and p Elements周期系中的主族元素（the elements in the main subgroups）即为s区和p区元素。
每一周期（period）以两种s区元素开始，后面是六种p区元素（第一周期例外，只有两种元素）。
一、原子半径（Atomic Radii）、电离势（Ionization Energy）、电子亲和能（Electron Affinity）和电负性（Electronegativity）的周期性变化（见第七章）二、s和p区元素的氧化态（Oxidation State of s and p Element）1．外层s和p轨道之间的能量差The Energy Difference (eV) of the Outer s and p Orbital in the Main Subgroups 2nd period Li Be B C N O F Ne1.92.8 4.6 5.3 6.0 14.9 20.4 26.83rd period Na Mg Al Si P S Cl Ar2.1 2.7 4.5 5.2 5.6 9.8 11.6 12.54th period K Ca Ga Ge As Se Br Kr-- 5.9 6.7 6.8 10.4 12.0 13.25th periodIn Sn Sb Te I Xe 5.2 5.8 6.6 8.8 10.1 - 6th periodTl Pb Bi Po At Rn(7)(9)(10)(12)(16)-(1) 同一周期元素的最高氧化态的稳定性从左到右降低，这是由于s 和p 轨道之间的能级差增大，因此失去n s 2电子的机会减少，例如第三周期：ΔE 3s ～3p ：Si(5.2eV)，P(5.6eV)，S(9.8eV)，Cl(11.6eV)∴ ----4243444ClO SO O P SiO 、、、的稳定性从左到右降低(2) ΔE 3s ～3p ＜ΔE 4s ～4p ＞ΔE 5s ～5p 可以解释实验上发现如下稳定性序列：PCl 5＞AsCl 5＜SbCl 5，SF 6＞SeF 6＜TeF 6，-4ClO ＞-4BrO ＜-4IO(3) ΔE 6s ～6p 的值特别大，所以6s 2电子很难参与形成化学键，这种效应称为“6s 2惰性电子对效应”（inert 6s pair effect ）2．通常周期系中奇数族元素的氧化数为奇数，偶数族元素的氧化数为偶数+3+5+7+1, 1En sn pEn sn p+4+6+2, 2三、s 和p 区元素的配位数（Coordination Numbers of s and p Elements ）1．Fluoro and oxy complexes of selected elements) 2nd period -24BeF-4BF4CF +4NF3rd period -36AlF -26SiF -6PF 6SF+6ClF4th period -36GaF -26GeF-6AsF6SeF2nd period -33BO-23CO -3NO3rd period -44SiO -34PO-24SO-4ClO4th period -44GeO -34AsO -24SeO -4BrO5th period-86SnO-76SbO-66TeO-56IO-46XeO主族元素从上到下，配位数增大；同种元素与不同配体配位，配体体积越小，配位数越大。
s区,p区元素
过氧化物
453 573K 4Na O2 2Na 2O 573 673K 2Na 2O O2 2Na 2O2
Na2O2在碱性介质中具有强氧化性： 熔矿剂；遇棉花、炭粉爆炸
3Na 2O2 Cr2O3 2Na 2CrO4 +Na 2O Na 2O2 MnO2 Na 2MnO4
H2 O
8.1.3 氧化物
多样性（三种氧化物）
普通氧化物(O2-) 过氧化物(O22-) 超氧化物(O2
-)
1s 2 2s 2 2p6
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p ) 4
KK (σ 2s ) 2 (σ * 2s ) 2 (σ 2p ) 2 (π 2p ) 4 (π * 2p )3
盐类的应用
硝酸钾：在空气中不吸潮,在加热时有强氧化性,用来制
造黑火药。硝酸钾还是含氮、钾的优质化肥。
氯化镁：通常以MgCl2· 6H2O形式存在，它能水解为
Mg(OH)Cl，氯化镁易潮解，普通食盐的潮解 就是其中含有氯化镁之故。纺织工业中用氯化 镁保持棉纱的湿度而使其柔软。
氯化钙：无水CaCl2有很强的吸水性，是常用的干燥剂。
碳-碳复合材料
人造金刚石
分子筛
高能燃料
光子带隙材料
硅单晶材料
太阳电池材料 纳米半导体材料
8.2.2 卤素的化合物
8.2.2.1 卤素概述
卤素的性质变化
卤素 价电子构型 共价半径（pm） 电负性
第一电离能（kJ/mol） 电子亲和能（ kJ/mol ） 氧化数
F 2s22p5 64 4.00
1681 -328 -1
无机化学s区和p区元素
概述
共性： (1) 热稳定性 含氧酸稳定性差，大多只能存在于水溶 液中，至今未制得游离纯酸。 (2) 氧化性 对同一元素不同氧化态而言，低氧化态的 氧化能力强（需要断的Cl-O键少）。 ① 在酸性介质中的氧化性一般都远大于的碱性介质中 的氧化性，说明含氧酸的氧化性强于盐。 ② 许多中间氧化数的物质如XO-、X2， 存在歧化反应 的可能性。 （3）酸性 HClO是很弱的酸，HClO3是强酸，接近于 盐酸和硝酸，HClO4是已知含氧酸中最强的酸。
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浓硫酸配成稀硫酸时,应将浓硫酸慢慢倒入水中，并不断搅
拌。 冷浓硫酸不与铁、铝等金属作用，这是因为在冷的浓硫酸 中，铁、铝表面生成一层致密的保护膜保护了金属，使之 不与硫酸继续反应，这种现象称为钝化，所以可用铁、铝 制的器皿盛放浓硫酸。 稀硫酸基本无氧化性、吸水性和脱水性。 大多数硫酸盐为无色结晶，易溶于水，但PbSO4，BaSO4， SrSO4和CaSO4微溶于水，其中BaSO4溶 解度最小。
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氧化还原性
θ /V A
O2
0.682V n 1
H 2 O2
1.229V n=2
1.77V n 1
H2 O
氧化性强，还原性弱，是一种“清洁的”氧化剂和还原剂 。 过氧化氢的使用依赖于其氧化性，不同浓度的过氧化氢 具有不同的用途：一般药用双氧水的浓度为 3% ，美容用品 中双氧水的浓度为 3 （ 6） % ，试剂级双氧水的浓度为 30% ，浓度在 90% 以上的双氧水可用于火箭燃料的氧化剂，若 90%以上浓度的双氧水遇热或受到震动就会发生爆炸。 过氧化氢：漂白剂、消毒剂、氧化剂
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7.3.5 浓硫酸
p区元素知识归纳及解题分析
D:KCl；E:KICl4；
例3：世界环保联盟全面禁用Cl2作为饮用水消毒剂，改用 ClO2。 1、欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸制备ClO2，同时还有 ClO2一半体积的Cl2生成，写出方程式。 2、我国用Cl2在氮气保护下氧化亚氯酸钠制备ClO2，写出方 程式并指出该法的优点。 3、在硫酸存在下，用亚硫酸钠还原NaClO3也可制备ClO2， 写出方程式。 4、ClO2和Cl2的消毒性能谁大？用同质量的ClO2和Cl2，消毒 性能比为多少？ 1、产物NaCl；还有2ClO2+Cl2。还有H2O。 2、产物NaCl和ClO2。产率，纯度，无杂质。 3、产物NaHSO4、ClO2和H2O。 4、消毒效率ClO2大，每摩尔转移电子数比5:2；物质的量之 比70.9：67.45，消毒效率比2.63。
Байду номын сангаас
1、S2O6F2 它的等电子体是：过二硫酸根 （UF6,CoF3,XeF4等为常见的氟化剂） 2、
3、A在HSO3F是弱碱，KSO3F是强碱，加入后降低了其溶 解性。FSO2OOSO2F+HSO3F==FSO2(OH)OSO2F++SO3F4、I2 + S2O6F2=== 2I+[OSO2F]-, 3I2 + S2O6F2==2I3+(SO3F)-
例6、UF6处理SO3可得到一种液体A,是一种含非极性键的极性 分子，在液态的A中存在一种分子-自由基平衡，这在无机分子 中是十分罕见的。A可以溶解于HSO3F中，在HSO3F中是一种 弱碱，加入KSO3F后大大降低了A 的溶解度，可发现A分离出 体系。将A与碘单质以不同摩尔比反应，可以得到一些无法在 溶液中得到的阳离子，若以1:1反应得到B,以1:3反应得到C. 1、写出A的结构简式，给出一个A的等电子体 2、写出液态A中存在的分子-自由基平衡。 3、为什么加入KSO3F将降低A的溶解性。 4、写出A与碘以1:1,1:3比例反应的方程式。
P区元素性质小结
(2) 酸碱性及酸强度
含氧酸的水溶液都呈酸性。 (HO)mROn的酸强度的决定因素： 非羟基氧原子个数的多少 n越大，酸性越强；
R的离子势 大小 越大，酸性越强。
(3) 氧化还原性（情况复杂）
同族从上下，最高价含氧酸的氧化性呈锯齿形上升 变化。其中：第二周期特殊，第四、六周期不规则性，
而以第四周期p区中间横排元素含氧酸的氧化性最强。
层形分子As、Sb、Bi
C、Si（Ge、Sn）：
碳族元素N=4，8-N=4。 C、Si及金属元素Ge、 Sn都有同素异构体， 不过它们都有4配位 金刚石型结构:
金刚石型结构
碳还有石墨型和球烯型结构。石墨虽有不同晶型， 但层形分子中C都是sp2杂化，由于离域大键的存在， 层上的成键不遵从8-N法则；球烯也不遵从8-N法则：
Ne、Ar、 Kr、 Xe
卤素及氢
N=7 ，8-N=1，所以分子是双原子分子。
这一点也许出乎意料: 碘还能形成线性的I3-， 进而生成负一价多碘离子 [(I2)n(I-)]。含有这种多碘 离子的固体有导电性，导 电机理可能是电子或空穴 沿多碘离子链跳移，也可 能是I -在多碘离子链上以 接力方式传递：
p区元素性质小结
非金属元素数量虽不多(22种，基本 都在p区)，但所涉及的面却很广。 p 区元素性质小结主要是对非金属元素 的单质、氢化物、含氧酸及含氧酸盐的 结构和性质、以及p区元素的某些特殊 性进行小结。
元素在周期表中的分布
蓝框内是p区元素(30种)
折线上方是非金属(22种)
氢
He 13 14 15 16 17
O、S、 Se、 Te
氧族元素N=6，8-N=2。但O2有些特殊，每个O 只与一个原子配位形成双原子分子，因为O2中 化学键并非单键，8-N法则不适用:
元素化学—p区元素及其重要化合物
磷的含氧酸及其盐
磷酸盐
溶解性: 所有的磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸氢盐和正盐除了K+、 Na+、NH4+离子的盐外，一般不溶于水。 水解性: Na3PO4水解呈较强的碱性pH＞12 ；Na2HPO4水溶液呈弱 碱性pH= 9～10，而NaH2PO4的水溶液呈弱酸性pH= 4～5。
磷的含氧酸及其盐
分析上常用此反 应检定溶液中有
无 Mn2+ 离子
基 础 化 学
卤族元素
周期表中元素的分区
IA
0
1
IIA
IIIA IVA VA VIA VIIA
2
3
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB
(3) 活泼性在Cu之后：
2AgNO3
2Ag + 2NO2 + O2
NO3-、NO2- 的鉴定
NO2-的鉴定 Fe2++NO2-+HAc → Fe3++NO +H2O+2Ac[Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
NO3-、NO2- 的鉴定
NO3-的鉴定 3Fe2++NO3-+4H+ → 3Fe3++NO +2H2O [Fe(H2O)6]2++NO → [Fe(NO)(H2O)5]2+ (棕色) + H2O
亚硝酸盐比较稳定，特别是碱 金属和碱土金属亚硝酸盐。
2HNO2 N2O3 + H2O NO + NO2 + H2O
蓝色
棕色
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S 1. 为什么E (Li+/Li)比E (Cs+/ Cs )还小？
区
元 素
EΘ (Li+/Li)反常，是由于Li的半径较小，易与
复 习
水分子结合生成水合离子放出较多能量所致。
2.锂的标准电极电势比钠低，为什么金属锂与水作
无 用时没有钠剧烈？
机
化 一方面因为锂的升华焓很大，不易 熔化，因而反应
BF3为
，
元 素
从BF3到BBr3的大π键越来越弱，因此酸性越来越
复 习
强。
7. 解释为什么AlCl3气态时为双聚体，而BCl3却不
无 能形成双聚体？
机 化
AlCl3和BCl3为缺电子化合物，都有形成双聚体的
学 电
倾向。 BCl3中存在
缓解缺电子问题，同时B
子 原子半径小，Cl-半径大，在B周围很难容纳4个
教 案
Cl-，因此不能形成双聚体。
10
8. 解释为什么AlF3难溶，而AlCl3 却易溶？
AlF3为离子型化合物，晶格能大，因此难溶。
S
区
AlCl3为共价型化合物，且为缺电子化合物，易水
元 解，因此易溶。
素
复
习
9. 如何区分Ga(OH)3和Al(OH)3？
Ga(OH)3可溶于氨水，而Al(OH)3不溶。
教
案
3
10.比较s区元素氢氧化物的碱性。
LiOH NaOH KOH RbOH CsOH
中强
强
强
强
强
S
区 元 素
Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2
两性 中强
强
强
强
复
习 11. 解释BeCl2为共价化合物，而MgCl2，CaCl2
为离子化合物？
无
因为Be2+半径小，极化力强，所以Be－Cl键
无
机 化
4NaH TiCl 4 Ti 4NaCl 2H 2
学
电 子
6. NaH H2O NaOH H2 (g)
教 案
CaH 2 2H2O Ca(OH) 2 2H2 (g)
2
7.比较从Li2O到Cs2O的熔点，比较M2O和MO的 熔点。
从Li2O到Cs2O熔点依次降低；M2O的熔点<MO
12
3. 解释Ge(Ⅳ)、Sn(Ⅳ)、Pb(Ⅳ)稳定性下降的原因。
S
惰性电子对效应。
区
元
素 复
4.比较CaCO 3和ZnCO 3 的热稳定性 。
习
CaCO 3 > ZnCO 3 (离子极化)
无 机
5. 解释S(Na2CO3)>S(NaHCO3)的原因？
1.两性金属，两性氢氧化物；
S
区 元
2. BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华、聚合
素
等；
复
习 3. 常温不与水作用，被冷的浓硝酸钝化；
4.盐都易水解。
无 机 化 学 电 子 教 案
7
p区元素复习
一、硼族元素
S
区
元 素 复
1. BF3，H3BO3，HBF4，哪个是缺电子化合 物？
习
BF3，H3BO3是却电子化合物。
S
区 元
15. 举例说明锂和镁的相似性。
素
复 1.在空气中燃烧均生产正常氧化物；
习
2. 易与N2结合；
3. 难溶盐：LiF与MgF2, Li2CO3与MgCO3
无 机
4.氢氧化物溶解度小，受热易脱水成氧化物；
化 学
5.硝酸盐、碳酸盐热分解产物相似；
电
子 6.水合氯化物受热易水解。
教
案
6
16. 举例说明铍和铝的相似性。
13. 4LiNO3 700C 2Li2O 4NO2 O2
无
机 化
2NaNO3 730C 2NaNO2 O2
学
电 子
14. 比较BeCO3 到BaCO3的热稳定性；
教 案
比较M2CO3和 MCO3的热稳定性。
5
BeCO3 < MgCO3 < CaCO3 < SrCO3 < BaCO3 M2CO3＞ MCO3 (离子势)
学 电
速率很小；另
度较小，覆盖在金属表面上，也降低了反应速率。
案
1
3.给出下列物质的化学式：
萤石、生石膏、重晶石、天青石、方解石、光卤石、
智利硝石、 芒硝、纯碱、烧碱
S
区
元 素
4.比较MH和MH2的稳定性。
复 习
稳定性: MH<MH2 (晶格能)
5. 2LiH TiO 2 Ti 2LiOH
机
化 学
Na2B4O7 10H2O
电 子
4H3BO3 2OH-
教
2H3BO3
2B(OH)
4
案
Na2B4O7 H2SO4 5H2O 4H3BO3 Na2SO4
9
6.指出 BF3的大π键类型，BF3水解产物与BCl3水解 产物有何不同？比较BF3、 BCl3、 BBr3的Lewis酸性。
S
区
机 化 学
以共价键为主，而MgCl2，CaCl2中的键以离子性 为主。
电
子
教
案
4
12. 解释LiF溶解度比AgF小，LiI溶解度却比AgI 大？
LiF和AgF 是离子化合物， LiF的晶格能比AgF
S
区
大，因此LiF溶解度小。
元 素
Ag+的变形性大，附加极化作用强，因此AgI溶解
复 习
度小。 （巴索洛规则）
无
机
化 学
10. 如何使灼烧过的Al2O3转化为可溶性的Al(Ⅲ)盐？
电
子 教
- Al2O3 3K2S2O7 Al2 (SO4 )3 3K2SO4
案
Al2O3 3C 3Cl2 2AlCl 3 3CO
11
二、碳族元素
1. CO与N2具有相同的分子轨道和相似的分子结
S
区
构，但CO与过渡金属形成配合物的能力比N2 强
无 2. 简述乙硼烷的结构。
机 化 学 电
B：利用sp3杂化轨道，与氢 H H
H
形成三中心两电子键。
BB
子 教
（氢桥）
H
H
H
案
8
3.
S
区
元 素
4. 解释硼酸为一元弱酸的原因。
复 习
H3BO3 H2O
B(OH)
4
H
5. 硼砂的化学式，解释硼砂溶液能作为缓冲溶液
无 的原因？写出硼砂制备硼酸的反应方程式。
S
区
元 素
8.为什么Na2O2常被用作制氧剂？
复
习
Na2O2 2H2O 2NaOH H2O2
2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 (g)
无 机
9. 2KO2 + 2H2O = H2O2 + O2 + 2KOH
化 学
4KO2 + 2CO2 = 2K2CO3 + 3O2
电 子
4KO3+2H2O=4KOH+5O2↑
元 的多，解释原因。
素
复 习
CO分子结构为 :C
O: N2的分子结构为 :N
N:
由于CO分子中O向C有π键，使C周围电子密度增大，
另外，C的电负性比N小的多，束缚电子能力弱，给
无 电子能力强，因此CO配位能力强。
机
化
学 电
2. 设计一实验，证明CO2中含有CO。
子
教 案
CO PdCl2 H 2O CO2 2HCl Pd