无机化学p区元素(一)PPT课件
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无机化学第21章 P区金属(2013)
2、由于镓较昂贵，毒性又很大，故其应用受 到了限制。约有80%的镓和铟用于电子工业。 镓的熔点低，握在手中即可熔化，而沸点却 很高，可作高温温度计。镓是继砷、硅之后 的第三种重要的半导体材料,可作为光电管 使用。
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
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
无机化学课件氮族元素
(iii) 王水的氧化性：浓HNO3：浓HCl为3：1 叫做 王水，它的氧化性比硝酸更强，可溶解金、铂等不活 泼金属（实际上是多种氧化剂+配位剂Clˉ在起作用）
D.硝化反应—— 与有机化合物发生反应，生成 硝基化合物(RNO2).
硝酸盐NO3ˉ: (i) 结构: 正三角形，sp2杂化，有个大π36键
盐溶液显酸性（水解） 与碱溶液的反应：
NH4+ + OH- == NH3 + H2O
(iii) NH4+ 的鉴别： A. 若NH4+量多，可用加强碱加热，用湿润的蓝 色石蕊试纸（变兰）检验气体；
B. 若NH4+量少，加Nessler试剂(K2[HgI4]的KOH 溶液)检验（通常为红棕色）
NH4+ + [HgI4]2- + OH-
白磷、红磷的物理性质
白磷
红磷
色、态
白色蜡状
红棕色粉末
溶解性 毒性
着火点
不溶于水，溶于CS2 剧毒
40℃ , 易自燃
不溶于水和CS2 无毒 240℃
保存 用途 分子结构
相互转化
密封，保存于冷水中
密封，防止吸湿
制高纯度磷酸
制安全火柴、火药
P4 正四面体 键角60°
结构复杂
白磷
隔绝空气加热到260℃ 红磷
氨气的化学性质：
可发生三类反应：
A. 加合反应：NH3作为一种典型的Lewis碱，可与许多 金属离子(如Ag+、Cu2+、Co3+、Ni2+)形成配合物；与某些盐 晶体加合(如8NH3+CaCl2 → CaCl2·8NH3 )
B. 取代反应：NH3中的氢可被活泼的金属取代生成氨 基化合物(－NH2)和氢气。
天津大学无机化学课件0绪论52页PPT文档
(介观)
宏观
由宏观到微观，定性到定量，稳定态到亚稳定态，经验上升到理 论并用理论指导实践，进而开创新的研究。
哪些是关键性的问题呢？
化学反应的性能，化学催化，生命过程中的化学问题等。总之，
化学已成为中心科学，与21世纪科学）都有关。
8
1、化学研究的对象
原子 atom
5
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3 怎样学习化学
6
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
化学研究的物质 一般是指实物
具体地 说物质 包括实 物和场
具有静止质量、体积、占有空间的
实物 物体。如书桌、铁、木材、水、空
气等。
场 没有静止质量、体积、不占有空间。
如电场、磁场、光、声音。
7
物质结构层次：
质子
夸克
原子核
中子 电子
原子 (离子)
纳米 材料
宇宙
(宇观)
分子
单质 化合物
星体
微观 当今化学发展的趋势大致是:
2）化学物质（chemical substance） 不包括物质的另 一基本形态---场。化学研究的是以间断形式存在的物质形 态，而场是以连续形式存在的物质形态，属物理学的研究 范畴。
3）组成（form）包括定性组成和定量组成。弄清物 质的定性组成应确证它含有哪些元素，物质的定量组成包 括各元素的质量百分比、原子个数比、化学式及分子式。
1学时 3学时
Chapter 21 p区金属
College of Chemistry & Materials Science
Al2O3 γ-Al2O3 -Al2O3 活性氧化铝
硬度不大 可作催化剂载体 可溶于酸、碱 《无机化学》-p区金属
Sichuan Normal University
College of Chemistry & Materials Science
College of Chemistry & Materials Science
从铝矾土矿(Al2O3)冶炼金属铝的步骤：
College of Chemistry & Materials Science
Sichuan Normal University
碱溶铝矾土矿 过滤 通CO2于滤 液析出Al(OH)3 灼烧 纯氧化铝 Al2O3 石墨阳极 铁槽 （阴极） 熔融金属铝
熔点低，易挥发， 共价键 分子晶体 易溶于有机溶剂 《无机化学》-p区金属
Sichuan Normal University
结构
College of Chemistry & Materials Science
Al原子是缺
电子原子，因此 AlCl3是典型的
3p
3s
Al原子基态
Lewis酸。
3s
3p
Sichuan Normal University
College of Chemistry & Materials Science
21-1 p区金属概述
1．p区金属在价层电子结构上与s区金属的区别 p区金属包括：Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、
Pb、Sb、Bi和Po共10种金属。
(1) p区金属元素的价电子构型为ns2np1~4 ，与s 区金属相比，有了np电子，即价电子数增多。
无机化学课件：p区元素二2017
际上是碳酸钠的过氧化氢合物 Na2CO3·1.5H2O2 。 工业上 以硼砂为原料按两步法制备过硼酸钠：
Na2B4O7 + 2 NaOH
4 NaBO2 + H2O
2 NaBO2+2 H2O2 + 6 H2O Na2B2O4 (OH)4 ·6H2O
7.2.3 臭氧
1. 结构
2. 发生器
中心O：sp2杂化形成：π
EAθ /V
O2
0.682V n1
H2O2
1.77V n1
1.229V
n =2
H2O
氧化性强，还原性弱，是一种“清洁的”氧化剂和还原剂 。
● 用作氧化剂
H2O2 + 2 I- + 2 H3O+
I2 + 4 H2O
(用于 H2O2 的检出和测定)
H2O2 + 2 Fe2+ + 2 H3O+
2 Fe3+ + 4 H2O
时仅分解 0.001%。分解与外界条件有关：
● 温度： 2 H2O2(l) > 426 K 2 H2O(l) + O2(g), r Hm= -195.9kJ·mol-1
● 杂质：重金属离子Fe2+、Cu2+以及有机物的混入； ● 光照：波长为 320~380 nm 的光； ● 介质：在碱性介质中的分解速率远比在酸性介质中快。
为了阻止分解，常采取的防范措施：市售约为 30% 水溶液，用棕色瓶装，放置在避光及阴凉处，有时加入 少量酸 Na2SnO3 或 Na4P2O7 作稳定剂 。
知识介绍其他无机过氧化物
Inoganic peroxidate
HO O O OH
Na2B4O7 + 2 NaOH
4 NaBO2 + H2O
2 NaBO2+2 H2O2 + 6 H2O Na2B2O4 (OH)4 ·6H2O
7.2.3 臭氧
1. 结构
2. 发生器
中心O：sp2杂化形成：π
EAθ /V
O2
0.682V n1
H2O2
1.77V n1
1.229V
n =2
H2O
氧化性强，还原性弱，是一种“清洁的”氧化剂和还原剂 。
● 用作氧化剂
H2O2 + 2 I- + 2 H3O+
I2 + 4 H2O
(用于 H2O2 的检出和测定)
H2O2 + 2 Fe2+ + 2 H3O+
2 Fe3+ + 4 H2O
时仅分解 0.001%。分解与外界条件有关：
● 温度： 2 H2O2(l) > 426 K 2 H2O(l) + O2(g), r Hm= -195.9kJ·mol-1
● 杂质：重金属离子Fe2+、Cu2+以及有机物的混入； ● 光照：波长为 320~380 nm 的光； ● 介质：在碱性介质中的分解速率远比在酸性介质中快。
为了阻止分解，常采取的防范措施：市售约为 30% 水溶液，用棕色瓶装，放置在避光及阴凉处，有时加入 少量酸 Na2SnO3 或 Na4P2O7 作稳定剂 。
知识介绍其他无机过氧化物
Inoganic peroxidate
HO O O OH
无机化学实验第四版实验十八：p区非金属元素二卤素氧硫
实验名称：P区非金属元素（一）（卤素，氧，硫）实验目的：温度：气压：一、实验目的1.试验并掌握bu用氧化态氮的化合物的主要性质；2.试验磷酸盐的酸碱性和溶解性；3.掌握硅酸盐，硼酸及硼砂的主要性质；4.练习硼砂珠的有关实验操作。
二、基本操作1.试管操作1)普通试管可以直接加热装溶液时不超过试管容量的1/2，加热时不超过试管的1/3，加热时必须用试管夹夹，夹在接近试管口部位。
加热时先使试管均匀受热，然后在试管底部加热，并不断移动试管。
这时应将试管倾斜约45度，管口不要对着有人的方向。
2)主要用途①盛取液体或固体②加热少量液体或固体③制取少量气体反应器④收集少量气体用⑤溶解少量气体，液体或固体等溶质3)使用注意事项①盛取液体时容积不超过其容积的1/3②加热使用试管夹，试管口不能对着人，加热盛有固体的试管时，试管口稍向下倾斜45度③受热要均匀，以免暴沸或试管炸裂④加热后不能骤冷，防止破裂⑤加热时要预热，防止试管骤热而爆裂⑥加热时要保持试管外壁没有水珠，防止受热不均匀而爆裂⑦加热后不能在试管未冷却至室温时就洗涤试管2.硼砂珠实验（详见实验内容）三、实验内容1.铵盐的热分解（思考：为何试管可以垂直固定加热呢？）2.硝酸盐和亚硝酸盐1)亚硝酸的生成和分解2)亚硝酸的氧化性和还原性3.硝酸和硝酸盐1)硝酸的氧化性（这个方法是检验NH4+离子的一个重要方法，后面还会介绍到一种试剂：乃斯勒试剂----[HgI4]2-和OH-，若有NH4+离子，会出现红棕色沉淀）气室法检验NH4+：向装有溶液的表面皿中加入一滴40%浓碱，迅速将贴有试纸的表面皿倒扣其上，并且放在热水浴上加热。
观察红色石蕊试纸是否变为蓝色。
2)硝酸盐的热分解4.磷酸盐的性质1)酸碱性2)溶解性3)配位性5.硅酸和硅酸盐1)硅酸水凝胶的生成2)微溶性硅酸盐的生成（通过这个实验原理可让我们看到“水中花园”的现象）6.硼酸及硼酸的焰色鉴定反应1)硼酸的性质（缺电子原子是指某原子的价电子数目少于价电子轨道数）2)硼酸的鉴定反应7.硼砂珠试验1)硼砂珠的制备用盐酸清洗铂丝，然后将其置于氧化焰中灼烧片刻取出，再侵入酸中，如此反复，直至铂丝在氧化焰中灼烧不再产生例子特征的颜色，表示已经洗干净。
高等无机PPT课件
p轨道
l – s偶合
j= l 1/2
p1/2轨道（j=1-1/2） 影响一致，收缩的程度大致相同 p3/2轨道（j=1+1/2） 影响相反，轨道收缩微弱
第33页/共112页
2．间接的相对论效应––-原子轨道的相对论性膨胀
内层s、p轨道的收缩 （对外层d和f电子的屏蔽增大，
使之有效核电荷降低，能量升高） →中层d、f轨道的膨胀 （外层s和p轨道的屏蔽作用削弱，
第3页/共112页
1．周期 根据原子基态电子轨道能级图可知，原子轨道按能量高低，
可分成7个能级组，这些能级组的存在，是元素被划分成 7个周期的本质原因。
每个能级组中能容纳的电子数目最大值 即是该周期中所含元素的数目（第七周期除外）。
第4页/共112页
2．族 周期表中每一个纵列的元素具有相似的价层电子结构，每一个纵列称为元素的一 个族（第Ⅷ族包含3个纵列)。 故18个纵列分为16个族，主族、副族各包含8个族。 (1)主族 按电子的填充顺序，凡是最后一个电子填人ns或np能级的元素称为主族元 素。 (2)副族 按电子填充顺序，凡是最后一个电子填在价电子层的(n—1)d能级或(n—2)f 能级上的元素称为副族元素。
（二）原子半径变化的周期性 尽管原子半径有各种定义，在数值上也各不相同，我们仍然可以利用其最外亚层电
子云的最大值的位置或其原子轨道有效半径的近似公式，定
性了解原子半径的周期性变化规律：
rn = （n* 2/ Z*）a0 （a0 = 53 pm ）
最外亚层的主量子数n越大，，即原子半径越大。 原子的有效核电荷数z * 越大，相应的原子半径则越小；
（3）运动速度越快，轨道半径越小 按照波尔 (Bohr)理论的轨道半径公式：
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无机化学
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
Inorganic Chemistry
绪论 1学时 第一章 化学反应中 的质量关系和能量 关系（3学时）
目 录
第二章 化学反应的 方向、速率和限度 （8学时）
第三章 酸碱反应和 沉淀反应（7学时）
§1 化学中的计量 §2 化学反应中的质量关系 §3 化学反应中的能量关系
1学时 1学时 1学时
光 学 纤 维 胃 镜
用光导纤维 做手术，不 用开刀
20/51
F-117是一种单座战斗轰炸机。设计目的是凭隐身性能，突破敌 火力网，压制敌方防空系统，摧毁严密防守的指挥所、战略要地 、重要工业目标，还可执行侦察任务，具有一定空战能力。21/51
近年发现和发明的新物质层出不穷，如球碳、管碳、俄 罗斯套娃、团簇化合物、笼合物等。
§1 镧系元素和锕系元素该素 §2 稀土元素
6/51
1 化学的研究对象 绪论 2 化学的主要分支
3பைடு நூலகம்怎样学习化学
7/51
什么是化学？它研究的对象是什么？如何才能学好化 学？这是开始学化学首先要解决的问题。下面就从回答这些 问题来开始我们的化学学习。
一．化学研 究的物质
物质是不依赖于人们的感觉而存在并且可以 被人们的感觉所认识的客观实在。简而言之，物 质是客观存在的东西。
36/51
（2）炼金术、炼丹时期（公元前后—公元 1500年）
➢ 中国炼丹术的产生有两个原因：一是五行说（五 行无常胜），此为理论基础；二是封建主的贪得 无厌，梦想长生。战国末期有了炼丹术，汉代有 较大发展，唐代达到高潮。当时所谓的丹主要是 三仙丹HgO，丹砂HgS，铅丹Pb3O4等。这些丹 实际上都是剧毒的，许多皇帝因服丹而亡。
1学时 3学时 4学时
元素化学PPT课件
2020/11/16
元素 化学
5
二、元素周期系S区元素
ⅠA、ⅡA元素，碱金属与碱土金属
ds区元素
1.价氧单L元i、电化质素B子态为周e形构：最f期区+成型活1表元共：泼、素价金n+s2Ⅲ全素1型属；~2A部。；（，～非价少化Ⅷ金电数合A属子共物P元区和构价大素Ⅰ价与元部型型多，B电d素分：区）为、除子金n元；离ⅡHs构2属素子外nB型p元元一型的1~：6素起，(，n统共1称)d6过1个0n渡元s1元~素2 素；
价电子构型
价电子是原子发生化学反应时易参与形成化学键的电子， 相应的电子排布即为价电子构型。
主族元素
价电子构型 = 最外层电子构型(nsnp)；
副族元素
价电子构型 = (n2)f (n1)d nsnp
主族元素
I AⅧA(即0族)：元素的最后一个电子填入ns或np亚层，
价电子总数等于族数。
如元素7N，电子结构式为1s22s22p3，最后一个电子填入2p 亚层，价电子总数为5，因而是VA元素。
(1)能级组与周期的关系
周期 周期名称 能级组
电子填充次序
元素
元素 个数
1 特短周期 2 短周期 3 短周期 4 长周期 5 长周期 6 特长周期 7 特周期
1 1s12
1H 2He
2
2 2s12 2p16
3Li 10Ne
8
3 3s12 3p16
11Na 18Ar
8
4 4s12 3d1104p16
19K36Kr
性的规律，即元素周期律；
元素的基态原子最外层电子的n值即为元素所在周 期数；
如 26Fe[Ar]3d64s2为第四周期元素； 47Ag[Kr]4d105s1为第五周期元素。