当前位置:文档之家› 单质及化合物的性质

单质及化合物的性质

第六章单质及化合物的性质本章重点:1.单质及化合物物性变化的规律性及其与晶体结构的关系2.氧化物及其水合物的酸碱性递变规律3.氯化物水解的一般规律4.离子极化理论解释物质性质的递变规律5.配合物的组成、命名、配离子的解离平衡及平衡移动。

6.1单质的物理性质P253观察熔、沸点、硬度的递变规律。

沸点:和熔点的递变一致沿箭头方向熔、沸点逐渐增大硬度:短周期:B(9.5) C(10) Si(7.0)长周期:VB Vl B VlllCr(9.0)Mo(6.0)Ta(7.0) W(7.0) Os(7.0)非金属中,熔点最高、硬度最大的均是金刚石。

金属中,熔点最高的是W,硬度最大的是Cr。

物质的熔、沸点的高低、硬度大小主要取决于晶体类型。

单质的熔、沸点、硬度与晶体类型的关系6.2 单质的化学性质金属易失电子表现出还原性,非金属易得电子表现出氧化性,(非金属单质某些也可以失电子表现出还原性。

)6.2.1、金属单质的还原性:S区金属很活泼,具有很强的还原性。

常温下既能与水,又能与空气中氧气反应,反应十分激烈。

与氧反应除生成正常的氧化物外,还能生成过氧化物或超氧化物。

Li,Be,Mg Li2O,BeO,MgO 正常氧化物Na, Ba Na2O2, BaO2过氧化物K,Rb,Cs,Ca,Sr KO2, RbO2,CsO2,CaO4,BaO4超氧化物过氧化物、超氧化物都是固态储氧物质,与水作用放出氧气。

如:4KO2 + 2H2O = 4KOH +3O22Na2O2+ 2H2O = 4NaOH + 3O2P区金属(除Al)远不如S区活泼,常温下与空气中的O2无明显反应。

常温下不与纯水作用,能溶于非氧化性酸中。

P区的Al、Sn、 Pb及副族Zn、Cr 既与酸作用放出H2 ,又与碱作用放出H2。

如: Zn + H2SO4= ZnSO4+ H2 O2O2O2Zn + NaOH = NaZnO2 + H2d区,ds区周期递变从左→右不如主族明显。

以第四周期为例:能溶于盐酸或稀硫酸Sc在空气中迅速氧化,Ti、V在空气中较稳定,Cr、Mn在空气中缓慢氧化;Fe、Co、Ni在干燥空气中与O2无明显反应。

Cu性质较稳定,Zn较活泼。

Cr Ni Zn 及P区Al在空气中生成氧化物保护膜。

第五周期、第六周期不如第四周期活泼,不与稀HCl 、H2SO4反应,只能溶于HNO3或王水。

如: 3Pt + 4HNO3 +18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO(g) + 3H2OAu +HNO3 +4HCl = H[AuCl4] + NO +2H2O铌、钽、钌、铑、铱不溶于王水,只溶于浓HNO3+浓HF混酸。

常温下金属的活泼顺序完全符合附表9,由φө值大小可排序:K、Ca、Na、Mg、Al、Mn、Zn、Fe、Cd、Co、Ni、Sn、Pb、H、Cu、Hg Ag、Pt、Au (金属在溶液中失电子能力)6.2.2.非金属单质的氧化还原性:(1)较活泼的非金属单质具有强氧化性:O2 F2Cl2Br2常用作氧化剂,其氧化性强弱由φө值定量判断。

φθF2/F- = 2.87 φθCl2/Cl- = 1.36 φθO2/H2O =1.23 φθBr2/Br- = 1.07 (2)较不活泼的非金属单质具有强还原性:H2、C、Si常用作还原剂CuO + H2 = Cu + H2OH 2O(g) + C = CO(g) + H2(g)Si + 2NaOH + H 2O = Na 2SiO 3 + 2H 2(g) (3)大部分非金属单质既具氧化性,又具还原性。

①与金属作用表现出氧化性,与活泼的非金属作用表现出还原性如: Ca + H 2△-12 (有效的干燥剂 CaH 2 + 2H 2O = Ca(OH)2 + 2H 2)氧化剂 O 2 + 2H 2 = 2H 2O 还原剂 ②歧化反应:Cl2(Br 2,I 2) + NaOH = NaCl + NaClO + H 2 既是氧化剂,又是还原剂6.3 无机化合物的物理性质6.3.1.氯化物的熔、沸点及离子极化理论如:NaCl MgCl2 AlCl3SiCl4熔点: 801℃ 714℃ 190℃ -70℃晶型:离子晶体层状晶体层状晶体分子晶体(偏离子型) (偏分子型)6.3.2.离子极化理论:1、离子的极化:把离子看成球形,正负离子电荷的中心集中于球心,在离子产生的电场作用下,另一离子的原子核和电子云会发生相对位移,使离子变形产生诱导偶极,这个过程叫离子的极化。

离子极化力的强弱与离子的极化力和变形性两方面因素有关。

极化力:离子使其他离子极化而发生变形的能力叫做离子的极化。

影响离子极化力强弱的因素:①离子带正电荷越多,极化力越强。

②离子半径越小,极化力越强。

③8电子型离子极化力弱,9~17、18、18+2型极化力强。

变形性:离子可以被极化的程度叫离子的变形性。

影响离子变形性强弱的因素:①正电荷越少,负电荷越多,变形性越大。

②离子半径越大,变形性越大;③8电子型变形性小,其它电子型变形性大。

总之,在一个化合物中,主要是正离子的极化力引起负离子的变形。

2、用离子极化理论解释熔点的变化:Na+ Mg2+ Al3+ Si4+离子半径减小,电荷增多极化力增强,Cl-变形程度依次增大,致使正、负离子轨道的重叠程度增大,键的极性减小,相应的晶体由离子晶体过渡到分子晶体。

其熔点、沸点、导电性也依次递减。

NaCl MgCl2 AlCl3SiCl46.3.3.氧化物的物理性质与晶型的关系:大多数相同价态的某金属的氧化物熔沸点比氯化物高。

如: Na2O MgO Al2O3SiO2熔点: 1275℃ 2852℃ 2027℃ 1610℃离子晶体离子晶体过渡晶体原子晶体Na+ Mg2+半径小,电荷多,晶格能大,熔点高工业上常用CaO MgO Al2O3Cr2O3Fe2O3SiO2作耐火材料,建筑材料及磨料。

6.4 氯化物的水解程度,氧化物及水合物的酸碱性递变,ROH规则:1.氯化物水解的一般规律(1)活泼金属的氯化物:不水解。

如:NaCl KCl BaCl2(2)一般金属的氯化物:分级水解。

以一级水解为主。

如:MgCl2FeCl2、FeCl3、ZnCl2、CrCl3、CuCl2、AlCl3如:MgCl2 + H2O = Mg(OH)Cl + HCl镁氧水泥成分(建筑材料、磨料、砂轮)同周期+3价比+2价金属氯化物的水解程度大。

如:FeCl3>FeCl2, AlCl3>MgCl2(3)某些高价态的金属氯化物:水解可进行到底。

如:GeCl4+4H2O=Ge(OH)4+4HClGeO2.2H2O (胶状沉淀)(4)某些非金属氯化物水解生成相应的含氧酸。

如:SiCl4、PCl3、 PCl5PCl5+ 4H2O = H3PO4+ 5HClSiCl4+3H3O=H2SiO3↓+4HCl(5)p区的SnCl2 SbCl3BiCl3水解生成的碱式盐难溶于水。

SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓+HClSbCl3+H2O= SbOCl + HClBiCl3 + H2O = BiOCl + HCl配制时先加HCl后加水稀释。

2.用离子极化理论解释水解作用:(RClx +H2O) R X+带电荷越多,半径越小,其氯化物水解程度越大。

3.氧化物及其水合物的酸碱性:递变规律:(1)同周期主族元素从左→右,由碱性→两性→酸性以第三周期为例:Na2O MgO Al2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4H3 AlO3强碱中强碱两性弱酸中强酸强酸极强酸(2)同周期副族元素从左→右递变与主族元素相同(以第四周期副族为例)Sc2O3TiO2V2O5Cr2O3Mn2O7Sc(OH)3 Ti(OH)4HVO3H2Cr2O7HMnO4H2CrO4碱性两性弱酸中强酸强酸(3)同一主族从上到下碱性增强,酸性减弱以第ⅤA为例(+3价)N 2O3P2O3As2O3Sb2O3Bi2O3酸性酸性两性两性碱性HNO3 H3PO4H3AsO4H[Sb(OH)6]强酸中强酸中强酸弱酸(4)同一副族自上而下和主族递变相同以ⅥB为例H 2CrO4(H2Cr2O7) H2MoO4H2WO4酸性减弱(5)同一元素,高价态的氧化物酸性比低价态的强SO2<SO3(酸性)HClO< HClO2 < HClO3< HClO4弱酸中强酸强酸极强酸CrO(碱性) Cr2O3(两性) CrO3(酸性)MnO(碱性) MnO2(两性) MnO3(酸性) Mn2O7(酸性)4.R-OH规则:无论是酸、是碱均可生成ROH的形式以第三周期为例NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3Si(OH)4P(OH)5S(OH)6H2SiO3·H2O H3PO4·H2O H2SO4·H2OROH的酸碱性,主要取决于R n+电荷的多少和半径的大小,R┊O┊H 化学键在Ⅰ处断裂为碱性,Ⅱ处断裂为酸性。

ⅠⅡR n+电荷越多,半径越小,R n+与O2-吸引力越强,则易在Ⅱ处断键。

R n+电荷越少,半径越大,R n+与O2-吸引力越弱,则易在Ⅰ处断键。

以第三周期为例:Na+ Mg2+ Al3+ Si4+ P5+ S6+ Cl7+从Ⅰ处断键过渡到Ⅱ处断键从左向右电荷增加,半径减小。

5.显两性的氧化物:TiO2 , Cr2O3, MnO2, ZnO , Al2O3,SnO(SnO2) ,PbO(PbO2), As2O3,Sb2O3,6.5含氧酸盐的热稳定性,某些含氧酸盐的氧化性及中间价态物质的氧化还原性:1.含氧酸盐的热稳定性:(1)同一种含氧酸盐,其正盐比酸式盐稳定,酸式盐比含氧酸稳定CaCO3 Ca(HCO3)2H2CO3热稳定性增强910℃分解煮沸分解室温分解(2)同一种含氧酸盐,其活泼金属的盐比一般金属的盐稳定CaCO3 FeCO3; NaNO3AgNO3热分解温度:910℃ 282℃; 525℃ 440℃2.某些含氧酸盐的氧化性及中间价态物质的氧化还原性:(1)KMnO4其氧化性及被还原产物均与溶液的PH值有关MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+(无色)+4H2O φθ = 1.507(V) (酸性)MnO4-+2H2O+3e-=MnO2↓(棕色)+4OH-φθ= 0.588(V) (中性)MnO4- + e- = MnO42-(绿色)φθ= 0.564(V) (碱性)在酸性溶液中氧化能力最强。

2MnO4- +5SO32- + 6H+ = 2Mn2++5SO42-+3H2O2MnO4- +3SO32- + H2O = 2MnO2(s)+3SO42-+2OH-2MnO4- +SO32- + 2OH- = 2MnO42-+SO42-+ H2O(2)K2Cr2O72CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O黄橙酸性溶液中以Cr2O72-存在,碱性溶液中以CrO42-存在Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2O φθ = 1.23(V)橙兰绿CrO42-+2H2O+3e=CrO2-+4OH-φθ =-0.12(V)在酸性介质中作氧化剂,而碱性介质中CrO2-作还原剂。

相关主题