非金属元素复习(一)概述(二)卤族元素(三)氧族元素一. 本周教学内容:非金属元素复习 (一)概述;(二)卤族元素;(三)氧族元素[知识要点](一)概述1. 非金属元素在周期表中的位置:非金属元素除H 外,都位于周期表的右上方;除惰性元素外,都为主族元素。
其中,F 是非金属性最强的元素。
2. 非金属元素的原子结构特点(1)非金属元素的原子半径比同周期金属元素的原子半径小(不计惰性元素)。
其中,H 原子半径最小。
(2)非金属元素原子的最外层电子数一般为4~7个(除H 为1个,He 为2个,B 为3个)。
(3)非金属元素的阴离子比相应的原子半径大,其电子层排布与同周期惰性元素的原子电子层排布相同。
(4)同周期非金属元素,随原子序数递增,原子半径逐渐减小。
(5)同主族非金属元素,随原子序数递增,电子层数增多,原子半径逐渐增大。
3. 单质的物理性质(1)非金属单质在常温、常压时,有气态(H N O F Cl 22222、、、、、惰性气体)、液态(Br 2)、固态(B 、C 、Si 、P 、S 、I 2、Se 、Te 等)。
(2)许多单质有颜色。
如:F 2(淡绿)、Cl 2(黄绿)、Br 2(红棕)、I 2(紫黑)、C (黑无)、S (黄)、Si (灰黑)、P (白、红)、Se (灰)、Te (银白)等。
(3)与金属元素相邻的非金属,如B 、Si As Te 、、等有金属光泽,其它非金属固体单质一般没有金属光泽。
导热性差,除石墨(导体)、硅(半导体)等少数单质外,一般是电的不良导体。
属原子晶体的固体(C 、Si 、B )熔沸点高、硬度大;属分子晶体的固体(P 、S 、I 2)熔沸点低、硬度小。
4. 同素异形现象非金属元素常有同素异形体。
如金刚石和石墨;红磷和白磷;O 2和O 3等。
5. 非金属元素的单质。
氢化物、氧化物的水化物的化学性质(1)非金属单质可与金属单质化合(在该化合物中非金属元素为负价)也可与某些非金属单质互相化合(非金属性强的元素为负价)。
在这些反应中,非金属元素主要表现氧化性和一定的还原性。
(其中氟和氧只有氧化性)具有强氧化性的非金属单质有:O F Cl Br 2222、、、以氧化性为主的非金属单质有:N I S Se 22、、、以还原性为主的非金属单质有:H B C Si P Se As 2、、、、、、稀有气体具有化学惰性,一般不参加化学反应。
(2)非金属元素的气态氢化物元素的非金属性越强,与H 2的化合越容易,生成的气态氢化物越稳定。
HF HCl 、在常温下能稳定存在。
SiH 4在空气中自燃。
*气态氢化物水溶液的酸碱性及与水作用的情况:a. HCl HBr HI 、、溶于水成酸且均为强酸。
如HCl H Cl =++-b. HF H S H Se 、、22、H Te 2溶于水成酸但均为弱酸。
如:HF H F H S H HS +-+-++2 c. NH 3与水化合生成弱酸,其水溶液为碱性。
如:NH H O NH H O NH OH 32324+⋅++-d. PH AsH CH 334、、不溶于水也不与水反应。
e. 无氧酸的酸性强弱HF HCl HBr HI−→−−−−−−−−−−酸性逐渐增强 (3)常见非金属元素氧化物的水化物a. 同周期元素从左到右,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强。
如:H SiO H PO H SO HClO2334244−→−−−−−−−−−−−酸性逐渐增强b. 同主族元素从上到下,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。
如:HNO H PO H AsO33434−→−−−−−−−−酸性逐渐减弱c. 同一元素的共价原子半径,正价越高,半径越小,且对应的水化物的酸性越强。
如半径:Cl Cl Cl +++>>157 酸性:HClO HClO HClO 43>>N NP P P S S +++++++>>>>3513546HNO HNO H PO H PO H PO H SO H SO 323433322423>>>> 6. 非金属单质的制法(1)非金属元素在化合物中的正价态,可用还原法制取。
如制取氢气:H SO Zn ZnSO H 2442+=+↑H O 2(气)++C CO H 高温2制取硅单质:SiO MgMgO Si 222++高温 SiO C CO Si 222++高温(2)非金属元素在化合物中为负价态,可用氧化法制取如制取氯气:MnO HCl MnCl H O Cl 222242+++↑∆制取溴单质:2222KBr Cl KCl Br +=+(3)热分解法制取氧气:223322KClO MnO KCl O ∆+↑ 242422KMnO K MnO MnO O ∆++↑(4)对于非常活泼的非金属单质常用电解法制取如电解HF (KF )可制单质F 2:222HF H F 通电↑+↑电解饱和食盐水制Cl 2:222222NaCl H O NaOH Cl H ++↑+↑通电(二)卤族元素:1. 卤族元素性质的相似性和递变性(1)相似性<1>卤族元素原子结构最外层都有7个电子,均为典型非金属元素<2>最高正价为+7,负价为-1<3>均可形成气态氢化物HR<4>最高价氧化物(R O 27)对应水化物均为HRO 4,其水溶液呈酸性(F 例外,不存在R O 27和HRO 4)(2)递变性<1>F Cl Br I 2222→→→,固态时均为分子晶体,分子量增大,范德华力增大,熔沸点逐渐升高。
<2>从F I →,电子层数增多,非金属性减弱。
表现为:氧化性F Cl Br I 2222>>>,还原性I Br Cl --->><3>F Cl Br I →→→,与H 2化合能力逐渐减弱,生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱,即稳定性HF HCl HBr HI >>><4>最高价氧化物对应水化物的水溶液酸性逐渐减弱,即HClO HBrO HIO 444>>。
2. 氯气(1)物理性质:呈黄绿色,具有刺激性气味,有毒的气体,密度比空气大,可溶于水(常温下1:2),易液化。
(2)化学性质:<1>与金属反应:32223Cl Fe FeCl +点燃,Cl CuCuCl 22+点燃 <2>与非金属反应:232P Cl +(不足)点燃23PCl (雾) 252P Cl +(充足)点燃25PCl (烟)<3>与溴化物、碘化物、硫化物发生置换反应:2222KBr Cl KCl Br +=+2222HI Cl HCl I +=+H S Cl HCl S 222+=+<4>与碱发生反应:222NaOH Cl NaCl NaClO H O +=++ 6353232NaOH Cl NaCl NaClO H O ()浓+++∆22222222Ca OH Cl Ca ClO CaCl H O ()()()消石灰漂白粉+=++<5>与水反应:Cl H O 22+HCl HClO +生成HClO 不稳定,见光易分解,222HClOHCl O 光照+↑,HClO 具有强氧化性,可将有色物质氧化成无色物质,起漂白作用,所以新氯水(含HClO )有漂白作用。
(3)制法实验室制法:MnO HCl MnCl Cl H O 222242++↑+()浓∆工业制法:222222NaCl H ONaOH H Cl ++↑+↑电解 (4)检验:Cl 2遇湿润淀粉碘化钾试纸,使之变蓝色。
3. 氯化氢(HCl )(1)物理性质:无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水(常温下1:500)(2)化学性质:<1>无水条件下,不表现酸性,不能使干燥的蓝色石蕊试纸变色<2>遇氨(NH 3)可发生反应,产生白烟:NH HCl NH Cl 34+=(3)制法:NaCl (固)+H SO 24(浓)微热NaHSO HCl 4+↑2NaCl (固)++↑H SO Na SO HCl 24242强热4. 盐酸(1)物理性质:无色、带有刺激性气味的液体,浓盐酸易挥发,形成白色酸雾(2)化学性质:<1>在溶液中发生电离:HCl H Cl =++-<2>具有酸的通性:Zn HCl ZnCl H +=+↑222Fe O HCl FeCl H O 2332623+=+Cu OH HCl CuCl H O ()22222+=+AgNO HCl AgCl HNO 33+=↓+5. 卤化物(1)氟化氢和氟化钙莹石和浓H SO 24在铅皿中起反应,制得HFCaF H SO 224+(浓)∆CaSO HF 42+↑HF 易溶于水,在空气中易形成白色酸雾,有剧毒。
HF 用于雕刻玻璃,发生如下反应: SiO HF SiF H O 24242+=↑+(2)卤化银 Ag X AgX +-+=↓(不溶于HNO 3)AgCl AgBr AgI ↓↓↓⎧⎨⎪⎩⎪⎫⎬⎪⎭⎪⎪()()()白色淡黄色黄色见光易分解 222AgX Ag X 光+↑注意:AgF 可溶于水。
(三)氧族元素:氧族元素(O 、S 、Se 、Te )1. 氧族元素性质的相似性和递变性(1)相似性:<1>氧族元素原子结构最外层都为6个电子,均为典型的非金属元素(Po 除外)<2>最高正价为+6,负价为-2<3>均可形成气态氢化物H R 2<4>最高价氧化物(RO 3)对应水化物均为H RO 24,其水溶液呈酸性(O 除外)(2)递变性<1>周期表中从上到下O S Se Te →→→,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱<2>O S Se Te →→→,与H 2化合能力渐弱,生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱,即稳定性H O H S H Se H Te 2222>>><3>最高价氧化物对应水化物的水溶液酸性逐渐减弱,即H SO H TeO 2424>、H SeSO H TeO 2424>(H SeO 24配性>H SO 24例外)2. 氧气(1)物理性质:O 2是无色、无嗅的气体、微溶于水,密度比空气大(2)化学性质:具有强氧化性<1>与金属反应:2222Na O Na O +点燃、222Mg O MgO +点燃 <2>与非金属反应:S O SO +22点燃、N O NO 222+放电<3>与具有还原性的物质发生反应: 4546322HN O NO H O ++催温度压力, 23222222H S O SO H O ++点燃 (3)制法:实验室制法:223322KClO MnO KCl O ∆+↑ 242422KMnO K MnO MnO O ∆++↑工业制法:从液化空气中分离出O 2(蒸馏原理)3. 硫单质+6-2 0+4SS S S(H 2S )(S 单质)(SO 2)(H 2SO 4) (1)物理性质:淡黄色晶体,难溶于水,微溶于乙醇,易溶于CS 2(2)化学性质:S 既有氧化性,又具有还原性<1>与金属发生反应:22Cu S Cu S +∆Fe S Fes +∆22Na S Na S +研磨<2>与非金属反应:H S H S 22+∆ S O SO +22点燃<3>与化合物反应:Na SO S Na S O 23223+∆63232232KOH S K S K SO H O +=++<4>与氧化性酸浓HNO 3、浓H SO 24发生反应: S HNO H SO NO H O ++↑+66232422()浓∆ S H SO SO H O +↑+2322422()浓∆<5>硫单质、氧气、氯气氧化性比较:氧化性:O Cl S 22>>O HCl Cl H O 22242+=+222H S O +(不足)点燃222S H O +H S Cl HCl S 222+=+4. 硫化氢(H S 2)(1)物理性质:无色、带有腐蛋气味,有毒的气体,可溶于水(常温下1:2.6)(2)化学性质:<1>热不稳定性:H S H S 22∆+<2>还原性:23222222H S O SO H O ++()足点燃 232222H S SO S H O +=+(3)制法:FeS H SO FeSO H S +=+↑2442()稀(4)H S 2检验:<1>H S 2遇湿润的醋酸铅试纸,使之变为黑色,其原因是Pb Ac H S PbS HAc ()222+=↓+,有PbS 黑色沉淀生成。