一两黄金,压成金箔可覆盖两个篮球场·熔点最低的是汞,和在手心上能熔化,熔点最高的是钨,为3683KLi,Na,K为轻金属(p<1),Os密度最大(p=22.57)·Cr硬度最大(9)(金刚石的硬度是10)金属化学性质·与非金属反应活泼金属;不活泼金属3Fe +20,→Fe,02Na + Cl, →2NaCl·与水反应活泼金属与水剧烈反应(Na,K);Mg与沸水反应;铁赤热态下与水蒸汽反应;2Na + 2H,0-→2NaOH+H, 1Mg + 2H, → Mg(OH),+H, ↑3Fe+4H,0高温→Fe,O4+4H,个·与酸反应Zn +2HCl →ZnCl,+H,(Mn+/ M)<03Cu+8HNO,→3Cu(NO), +2NO个+ 4H,Og(Mn+/ M)>0Al,Cr,Fe遇冷、浓HNO;钝化”Au+HNO +4HCI—→H[AuC].]+NO↑ +2H,ONb和Ta在“王水”中不溶,可溶于HNO3-HF混合酸N6+5HNQ+7HFHNbF +5NQ ↑+5HO·与碱反应----两性金属,Zn,AI等Zn+2NaOH +2H,O-→Na[Zn(OH)4]+H, 个2Al+2NaOH+6H,O—→2NdAl(OH)4]+3H, 个。与配位剂反应2Gu+2H,O+4CN 2G(CM),I +20H +H, ↑10.3无机酸的结构和强度①分子型氢化物②无机含氧酸10.3.1氢化物的结构非金属元素都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物,在通常情况下5
5 一两黄金,压成金箔可覆盖两个篮球场。 ● 熔点最低的是汞,铯和镓在手心上能熔化, 熔点最高的是钨,为 3683K ● Li, Na, K 为轻金属(ρ<1), Os 密度最大(ρ=22.57) ● Cr 硬度最大(9)(金刚石的硬度是 10) 金属化学性质 ● 与非金属反应 活泼金属;不活泼金属 ● 与水反应 活泼金属与水剧烈反应(Na, K);Mg 与沸水反应; 铁赤热态下与水蒸汽反应; ● 与酸反应 Al, Cr, Fe 遇冷、浓 HNO3“钝化” Nb 和 Ta 在“王水”中不溶,可溶于 HNO3-HF 混合酸 ● 与碱反应-两性金属,Zn, Al 等 ● 与配位剂反应 10.3 无机酸的结构和强度 ① 分子型氢化物 ② 无机含氧酸 10.3.1 氢化物的结构 非金属元素都能形成具有最高氧化态的共价型的简单氢化物,在通常情况下
它们为气体或挥发性液体。B,H.CH4NH,H,OHFSiHPH,H,SHCIAsH,H,SeHBrSbH,HIH,Te10.3.2氢化物的性质1、熔、沸点(1)同一族氢化物从上到下熔沸点升高第二周期NH3、H2O、HF反常高(2)同一周期,不太规律、与分子极性有关主族元素氢化物熔点对比主族元表氧化物沸点对比1500-20100-406060度0/8010020点120%-100培-140-150-160-180200思期(从第二周期至第六周期)200→AH4AH3+H2A-HAAH4 -AH3H2A --HA2、热稳定性①从结构上:△X愈大,愈稳定。电负性减小,与氢结合能力减弱,稳定性减弱NH3很稳定,PH3加热则分解。AsH3和SbH3在室温时逐渐自动分解,BiH3很容易分解由上到下热稳定性降低3.043.443.98HFCH4NH3H,03.98SiH4HCI3.16PH,H,SHBr2.96AsH,H,SeH,TeHI2.66SbH3从左到右,热稳定性增加②从能量上:△G愈小,△H愈小,放出的能量增大,键能增加,化学键6
6 它们为气体或挥发性液体。 10.3.2 氢化物的性质 1、熔、沸点 (1)同一族氢化物 从上到下熔沸点升高. 第二周期 NH3 、H2O、HF 反常高 (2)同一周期, 不太规律. 与分子极性有关 2、 热稳定性 ①从结构上:△X 愈大,愈稳定。 电负性减小,与氢结合能力减弱,稳定性减弱 NH3 很稳定, PH3 加热则分解。AsH3 和 SbH3 在室温时逐渐自动分解,BiH3 很容易分解 ②从能量上:△G 愈小,△H 愈小, 放出的能量增大,键能增加,化学键
愈不易断,愈稳定。ArG/kJ·mol-!A,H/kJ·mol-273.31/2H2(g)+1/2F2(g)—→+HF(g)-275.495.392.31/2H2(g)+1/2Cl2(g)—→HC(g)53.436.31/2H2(g)+1/2Br2(g)—→HBr(g)1.726.51/2H2(g)+1/212(g)→HI(g)A、变化规律与非金属元素电负性的变化规律是一致的。B、在同一族中,分子型氢化物的热稳定性还与键能自上而下越来越弱有关。3、还原性氢化物AHn的还原性来自A",A"还原性的能力与其半径和电负性的大小有关。还原性依次增强NH,H,0HFCH4SiH4PH3H,SHCIGeH4HBrAsH3H,SeHIH,TeSbH,还原性依次增强电负性减小,半径增大,失电子能力递增,还原性增强2HI+2Fe3+->1, +2Fe?+ +2H氢化物能与氧、卤素、氧化态高的金属离子以及一些含氧酸盐等氧化剂作用。①与02的作用4NH3+5O2=4NO+6H20PH3+O2 = P2O5+H20H2S+O2 =SO2+H202HX+1/202=X2+H20(Cl2、Br2、I2)②与卤素的作用8NH3+3C12=6NH4CI+N2H2S+Cl2=2HCI+S2HX+Cl2=X2+2HC1(X=Br、I)PH3+4Cl2=PC1s+3HC1③与Agt、Fe3+作用2AsH3+12Ag+3H20=As203+12Ag+12H7
7 愈不易断,愈稳定。 A、变化规律与非金属元素电负性的变化规律是一致的。 B、在同一族中,分子型氢化物的热稳定性还与键能自上而下越来越弱有关。 3、还 原 性 氢化物 AHn 的还原性来自 A n-,A n-还原性的能力与其半径和电负性的大小有 关。 电负性减小,半径增大, 失电子能力递增,还原性增强 氢化物能与氧、卤素、氧化态高的金属离子以及一些含氧酸盐等氧化剂作用。 ①与 O2 的作用 4NH3+5O2 = 4NO+6H2O PH3+O2 = P2O5+H2O H2S+O2 =SO2+H2O 2HX+1/2O2= X2+H2O ( Cl2、Br2、I2) ②与卤素的作用 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2 H2S+Cl2=2HCl+S 2HX+Cl2=X2+2HCl (X =Br、I) PH3+4Cl2=PCl5+3HCl ③与 Ag+、 Fe3+作用 2AsH3+12Ag + +3H2O=As2O3+12Ag+12H+
2Fe3++2HI=2Fe2++I,+2H2Fe3++H2S= S+2Fe2++2H④与CrO2、MnO4、CIO3作用5H2S +2MnO4+6H*=2Mn2++5S+8H206HC1 + Cr20,2- + 8Ht=2Cr3+ + 3Cl2 + 7H206HI+CIO3+6H=3I+CI+3H204、水溶液酸碱性按照酸碱质子理论,大多数非金属元素的氢化物相对于水而言,易给出质子,是酸。少数非金属元素的氢化物易结合质子,是碱。酸的强度取决于下列质子传递反应平衡常数的大小:无氧酸的强度取决于下列平衡:HA+H2O=H30O*+A*常用Ka或pKa的大小来衡量其酸碱性。酸强度愈大pKa愈小,碱性pKa<16酸性pKa>16分子型氢化物中在水溶液中的pKa值(298K)NH, 393酸CH~58H,016HF性增强27-7SiH~35PH,H,S7HCI25AsH,~194HBr -9GeH4H,Se→SbH,~15HI-10(SnH)~20H,Te3酸性增强A同一周期,从左到右,酸性依次增强随着中心原子原子序数的增加,中心原子所带负电荷依次减少,中心原子的电子密度越来越小对质子的吸引能力减小。氢化物酸性依次增强HFCH4NH3H,0酸性依次增强SiH4PH,H,SHCIGeH4AsH,HBrH,SeSbH,H,TeHI酸性依次增强<HF酸性:NH3<H20同一主族,从上到下,酸性依次增强随着中心原子原子序数的增加,原子半径增大,中心原子的电子密度越来8
8 2Fe3+ + 2HI= 2Fe2+ + I2 + 2H+ 2Fe3+ + H2S= S + 2Fe2+ + 2H+ ④与 CrO7 2-、MnO4 -、ClO3 - 作用 5H2S + 2MnO4 - + 6H+=2Mn2++ 5S + 8H2O 6HCl + Cr2O7 2- + 8H+=2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O 6HI + ClO3 -+ 6H+=3I2 + Cl- + 3H2O 4、水溶液酸碱性 按照酸碱质子理论,大多数非金属元素的氢化物相对于水而言,易给出质子, 是酸。少数非金属元素的氢化物易结合质子,是碱。 酸的强度取决于下列质子传递反应平衡常数的大小: 无氧酸的强度取决于下列平衡: HA+H2O=H3O ++A- 常用 Ka 或 pKa 的大小来衡量其酸碱性。 pKa 愈小, 酸强度愈大 pKa>16 碱性 pKa<16 酸性 分子型氢化物中在水溶液中的 pKa 值(298K) ◆ 同一周期, 从左到右, 酸性依次增强 随着中心原子 原子序数的增加,中心原子所带负电荷依次减少, 中 心原子的电子密度越来越小,对质子的吸引能力减小。氢化物酸性依次增强 酸性: NH3 < H2O < HF ◆ 同一主族, 从上到下, 酸性依次增强 随着中心原子 原子序数的增加,原子半径增大,中心原子的电子密度越来
越小,对质子的束缚能力减小,氢化物给质子的能力增大,氢化物酸性依次增强HF <HCI<HBr <HIH2O<H2S<H2Se<H2Te10.3.3无机含氧酸的结构和酸性1、最高氧化态氢氧化物的酸碱性>在化合物R(OH)n中,可以有两种离解方式:R(OH)n一R(OH)n-1I+OH碱式离解R(OH)n—RO(OH)n-1+H+酸式离解若R-O键弱,碱式电离。若O-H键弱,酸式离解。R周围的非羟基氧原子数目多R原子吸引羟R的电负性大基氧原子的电R的半径较小子的能力强R的氧化数较高1降低羟基氧原子上的电子密度1酸性较强一容易释放出质子O-H键变弱>R-O与O-H键的相对强弱又决定于离子势”—阳离子R+n的极化能力。阳离子电荷Z(r---nm)b阳离子半经rR(OH)中R半径小电荷高,R的β值大,即其极化作用强,对氧原子的吸引力强,R-O键能大,则R(OH)主要是酸式解离,显酸性。反之亦然。经验规则师>0.32酸式电离碱式电离(r用pm为单位)市<0.22市=0.22~0.32两性例1. Be(OH), Mg(OH), Ca(OH), Sr(OH), Ba(OH),减小,碱性增强2、含氧酸的强度·含氧酸在水溶液中的强度决定于酸分子中质子转移倾向的强弱,可以用Ka或pKa值衡量含氧酸的强度。+ H3O+ROH+H2O→RO0-●酸电离的难易程度取决于成酸元素R吸引羟基氧原子的电子的能力。9
9 越小,对质子的束缚能力减小,氢化物给质子的能力增大,氢化物酸性依次增强 HF < HCl < HBr < HI H2O < H2S < H2Se < H2Te 10.3.3 无机含氧酸的结构和酸性 1 、最高氧化态氢氧化物的酸碱性 在化合物 R(OH)n 中,可以有两种离解方式: R(OH)n→R(OH)n-1+OH- 碱式离解 R(OH)n→RO(OH)n-1+H+ 酸式离解 若 R-O 键弱,碱式电离。 若 O-H 键弱,酸式离解。 R-O 与 O-H 键的相对强弱又决定于“离子势”——阳离子 R +n 的极化能力。 R(OH)n 中 R 半径小电荷高,R +n 的 φ 值大,即其极化作用强,对氧原子的吸 引力强,R-O 键能大,则 R(OH)n 主要是酸式解离,显酸性。反之亦然。 经验规则 2、 含氧酸的强度 含氧酸在水溶液中的强度决定于酸分子中质子转移倾向的强弱,可以用 Ka 或 pKa 值衡量含氧酸的强度。 R—O—H + H2O → RO- + H3O + 酸电离的难易程度取决于成酸元素 R 吸引羟基氧原子的电子的能力