电负性大、原子半径小、氧化态高的中心原子,其获得电子的能力强,表现为酸的氧化性强。规律:①同一周期的元素,从左至右,其电负性增大,原子半径减小,它们的最高氧化态含氧酸的氧化性依次递增。②同一主族的元素,从上至下,电负性减小,原子半径增大,所以,低氧化态含氧酸(盐)的氧化性依次递减。(2)中心原子R极化作用的影响一般来说,如果含氧酸分子中的中心原子R多变价,分子又不稳定,其氧化性越强:稳定的多氧化态的含氧酸盐(酸)的氧化性很弱。对于同一种元素的不同氧化态含氧酸来说,低氧化态的氧化性较强。例如:HCIO>HCIO2>HCIO3>HCIO4HNO2>HNO3.H2SO3>H2SO4。能量角度:还原过程中氧化态愈高的含氧酸,需要断裂的R-O键愈多,酸根较稳定之故。10.4.4水解性盐的水解:M+A-+(x+y)H,O[M(OH)x]++[A(H,O),]离子的极化能力强到足以使水分子中的O-H键断裂,则阳离子夺取水分子中的OH而释放出H或者阴离子夺取水分子中的H而释放出OH,从而破坏水的解离平衡,这个过程即为盐的水解。盐中的阴、阳离子不一定都能发生水解作用,也可能二者都发生水解作用,盐的水解程度于阴、阳离子的离子势有关。人们找出pK与Z/r有关系,前者为水解常数的负对数,后者表示离子极化能力。水解性随Z-/r增大而增大。pKh值越小,离子的水解程度越大。含氧酸根离子半径(r)离子电荷离子势水解程度离子数(Z)nm(z2/r)20.24416.4微不足道10.2264.4微不足道10.1656.1微不足道20.16424.4显著3显著0.23837.82显著表1P区无机含氧酸根离子的水解能力与阴离子的离子势阴离子电荷数越高,离子半径越小,离子势越大,极化能力越强,水解程度15
15 电负性大、原子半径小、氧化态高的中心原子,其获得电子的能力强,表现 为酸的氧化性强。 规律: ①同一周期的元素,从左至右,其电负性增大,原子半径减小,它们 的最高氧化态含氧酸的氧化性依次递增。 ②同一主族的元素,从上至下,电负性减小,原子半径增大,所以, 低氧化态含氧酸(盐)的氧化性依次递减。 ⑵中心原子 R 极化作用的影响 一般来说,如果含氧酸分子中的中心原子 R 多变价,分子又不稳定,其氧 化性越强;稳定的多氧化态的含氧酸盐(酸)的氧化性很弱。 对于同一种元素的不同氧化态含氧酸来说,低氧化态的氧化性较强。 例如:HClO>HClO2>HClO3>HClO4 HNO2>HNO3,H2SO3>H2SO4。 能量角度:还原过程中氧化态愈高的含氧酸,需要断裂的 R-O 键愈多,酸 根较稳定之故。 10.4.4 水解性 盐的水解: 离子的极化能力强到足以使水分子中的 O-H 键断裂,则阳离子夺取水分子 中的 OH-而释放出 H +或者阴离子夺取水分子中的 H +而释放出 OH-,从而破坏水 的解离平衡,这个过程即为盐的水解。 盐中的阴、阳离子不一定都能发生水解作用,也可能二者都发生水解作用, 盐的水解程度于阴、阳离子的离子势有关。 人们找出 pKh 与 Z 2 /r 有关系,前者为水解常数的负对数,后者表示离子极化 能力。水解性随 Z 2 /r 增大而增大。pKh 值越小,离子的水解程度越大。 表 1 P 区无机含氧酸根离子的水解能力与阴离子的离子势 阴离子电荷数越高,离子半径越小,离子势越大,极化能力越强,水解程度
越显著。(三)课堂小结通过本章对非金属单质结构特点,金属和非金属单质的化学性质;无机含氧酸的结构特点和酸性强弱变化规律;无机含氧酸盐的溶解性、热稳定性、氧化还原性的规律的学习。大家能够结合所学过的无机化学的基本概念和基本原理(化学热力学、化学动力学、化学平衡及化学反应速率、分子结构),根据元素原子结构的特点及其在周期表中的位置,很好的理解和掌握本章的重难点问题。六、思考与练习1、整理本章所学习的内容2、习题(超星学习平台:《元素化学引论和习题课(一)》作业)七、阅读文献1.《无机化学》(大连理工,高教出版社,第五版)第一章,2.《无机化学》(下册)第四版(北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002)第十八章,p602-630;第十九章p630-645。3.《无机化学》(下册)(吉林大学、武汉大学、南开大学编,高等教育出版社,2004)第二十三章,p715-730八、教学反思与改进本章在学习各族元素之前的一个系统学习,对非金属单质结构特点,金属和非金属单质的化学性质:无机含氧酸的结构特点和酸性强弱变化规律;无机含氧酸盐的溶解性、热稳定性、氧化还原性的规律的学习。本章条理性太强,属于总结规律型知识,学生掌握难度较大。16
16 越显著。 (三)课堂小结 通过本章对非金属单质结构特点, 金属和非金属单质的化学性质;无 机含氧酸的结构特点和酸性强弱变化规律;无机含氧酸盐的溶解性、热稳定性、 氧化还原性的规律的学习。大家能够结合所学过的无机化学的基本概念和基本原 理(化学热力学、化学动力学、化学平衡及化学反应速率、分子结构),根据元 素原子结构的特点及其在周期表中的位置,很好的理解和掌握本章的重难点问题。 六、思考与练习 1、整理本章所学习的内容 2、习题(超星学习平台:《元素化学引论和习题课(一)》作业) 七、阅读文献 1.《无机化学》(大连理工,高教出版社,第五版)第一章, 2. 《无机化学》(下册)第四版 (北京师范大学、华中师范大学、南京师 范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002)第十八章,p602-630;第十 九章 p630-645。 3. 《无机化学》(下册)(吉林大学、武汉大学、南开大学编,高等教育 出版社,2004)第二十三章,p715-730 八、教学反思与改进 本章在学习各族元素之前的一个系统学习,对非金属单质结构特点,金属和 非金属单质的化学性质;无机含氧酸的结构特点和酸性强弱变化规律;无机含氧 酸盐的溶解性、热稳定性、氧化还原性的规律的学习。本章条理性太强,属于总 结规律型知识,学生掌握难度较大
第十一章氢和稀有气体一、教学目标了解氢在周期表中的位置:掌握氢的性质和用途,了解氢气的主要制备方法:了解稀有气体的重要性质、用途;了解和掌握稀有气体化合物的空间构型。二、教学重难点价层电子对互斥理论及其应用;氢的物理和化学性质。三、教学时数2学时四、教学资源与工具多媒体课件辅以板书五、教学过程(一)创设情境,导入新课早在16世纪人们就注意到氢的存在,只是当时人们把自然界中存在的能接触到的气态统称为“空气”,因此氢气并没有引起人们的关注。知道1766年英国物理学家和化学家卡文迪许用六中方法制出了氢气,并确认此种气体的特性,但受“燃素说”的约束,他不认为这是一种新的气体。1787年杰出的化学家拉瓦锡将这种可燃空气命名为氢,意即“水之源”的一种元素,符号为H。氢是宇宙中最丰富的元素,在星际空间大量存在,太阳主要由氢组成。这一章我们主要学习氢及稀有气体的一些性质和规律。(二)学习新课$11.1 氢11.1.1 概述1、氢在周期表中的位置17
17 第十一章 氢和稀有气体 一、教学目标 了解氢在周期表中的位置; 掌握氢的性质和用途,了解氢气的主要制备方法; 了解稀有气体的重要性质、用途; 了解和掌握稀有气体化合物的空间构型。 二、教学重难点 价层电子对互斥理论及其应用; 氢的物理和化学性质。 三、教学时数 2 学时 四、教学资源与工具 多媒体课件辅以板书 五、教学过程 (一)创设情境,导入新课 早在 16 世纪人们就注意到氢的存在,只是当时人们把自然界中存在的能接 触到的气态统称为“空气”,因此氢气并没有引起人们的关注。知道 1766 年英 国物理学家和化学家卡文迪许用六中方法制出了氢气,并确认此种气体的特性, 但受“燃素说”的约束,他不认为这是一种新的气体。1787 年杰出的化学家拉 瓦锡将这种可燃空气命名为氢,意即“水之源”的一种元素,符号为 H。氢是宇 宙中最丰富的元素,在星际空间大量存在,太阳主要由氢组成。这一章我们主要 学习氢及稀有气体的一些性质和规律。 (二)学习新课 §11.1 氢 11.1.1 概述 1、氢在周期表中的位置
coNCuZnGGeASPaCdSbRhAgsnLaPtHWReTIPbBOAUgPCTaRIVS1124DtRLsblockaCeAcThPaNDPEFn2、氢的存在分子氢在地球上的丰度很小(因为它太轻而容易脱离地球引力场)。氢在自然界主要以化合态形式存在,含氢的化合物极其丰富,水、碳氢化合物以及所有的生物组织中都含有氢,在地球上的丰度排在第9位.氢是宇宙中丰度最高的元素,在星际空间中大量存在,太阳主要由氢组成。★木星结构根据先锋飞船探测得知,木星大气含氢82%,氢17%,其它元素<1%大气层顶云层顶液氢液态金属岩石核心3、氢的同位素18
18 2、氢的存在 分子氢在地球上的丰度很小(因为它太轻而容易脱离地球引力场)。氢在自然 界主要以化合态形式存在,含氢的化合物极其丰富,水、碳氢化合物以及所有的 生物组织中都含有氢,在地球上的丰度排在第 9 位. 氢是宇宙中丰度最高的元素, 在星际空间中大量存在,太阳主要由氢组成。 ★ 木星结构 根据先锋飞船探测得知,木星大气含氢 82%,氦 17%,其它元素<1%. 3、氢的同位素 大气层顶 云层顶 液氢 液 态 金 属 氢 岩石核心
主要同位素有3种,此外还有瞬间即逝的4H和5H.重氢以重水(D2O)的形式存在于天然水中,平均约占氢原子总数的0.016%中文名符号说明英文名称表示方法HH气(音撒)稳定同位素protium2H氛(音刀)D稳定同位素deuterium3HT氙(音川)放射性同位素tritium*气这个名称只在个别情况下使用,通常直接叫氢:氛有时又叫“重氢”同位素效应一般情况下不同的同位素形成的同型分子表现为极为相似的物理和化学性质,例如10BF3与1IBF3的键、蒸汽压和路易斯酸性几乎相等然而,质量相对差特大的氢同位素却表现不同,例如:H,D2H,0D,0标准沸点/℃-252.8249.7101.42100.00平均键饸/kJ·mo-1436.0470.9443.3463.54、氢的物理性质氢是最轻的气体,无色、无臭、无味,几乎不溶于水。比空气轻14.38倍,具有很大的扩散速率和导热性。H2的熔点是14.0K(-259.23℃),在14.0K条件下,是雪花状固体。在-20K左右,2一3个大气压条件下,氢单质会变为具有金属状的物质。H2的沸点是20.4K(-252.77℃),将氢冷却到20K时,气态氢可被液化。液氢是重要的高能燃料,是美国宇宙航天飞机和我国“长征”三号火箭所用燃料。氢气球可携带仪器作高空探测,也可携液态氢是超低温制冷剂,可以把除氧以带干冰、碘化银等试剂进行人工降雨。外的其他气体冷却转变为固体。11.1.2氢的化学性质和氢化物1、化学性质(1)、常温下氢气不活泼。△rHm=431.8kg/ molH2→ 2HH一H键能比一般单键大,相当于双键*黑暗中与氟反应。19
19 主要同位素有 3 种,此外还有瞬间即逝的 4H 和 5H. 重氢以重水(D2O)的形 式存在于天然水中,平均约占氢原子总数的 0.016%. 同位素效应 一般情况下不同的同位素形成的同型分子表现为极为相似的物理和化学性质,例 如 10BF3 与 11BF3 的键焓、蒸汽压和路易斯酸性几乎相等. 然而,质量相对差 特大的氢同位素却表现不同,例如: 4、氢的物理性质 氢是最轻的气体,无色、无臭、无味,几乎不溶于水。比空气轻 14.38 倍,具有 很大的扩散速率和导热性。 H2 的熔点是 14.0K (-259.23℃),在 14.0K 条件下,是雪花状固体。在-20 K 左 右,2—3 个大气压条件下,氢单质会变为具有金属状的物质。 H2 的沸点是 20.4 K(-252.77℃),将氢冷却到 20 K 时,气态氢可被液化。 11.1.2 氢的化学性质和氢化物 1、化学性质 ⑴、常温下氢气不活泼。 H2 → 2H △rHm θ=431.8 ㎏/mol H—H 键能比一般单键大,相当于双键. *黑暗中与氟反应