西北大学：《普通化学》课程教学资源（PPT课件）第十一章 p区元素 p Block Elements（二）

第十一章p区元素（二） Chapter 11 p Block Elements (2)

第十一章 p 区元素(二) Chapter 11 p Block Elements (2)

L B C N o F He a Mg A K Ca Sc TI V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te 1 Xe B Ne Cs Ba Ia- Hf Ta w Re os Ir Pt Au Hg TI Pb Bi Po At Rn Ra Bh Hs Mt110111112 1 s block La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Th Dy Ho Er Tm Yb Lu Ar Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Ga Ge As e p区元素(2) In Sn Sb 在周期表中 T Pb Bi Po At Rn 114 116 118 的位置 p block

p区元素(2) 在周期表中 的位置

本章教学要求 1.了解16-18族元素的特点； 2.了解重点元素的存在、制备和用途； 3.掌握重点元素硫、卤素的单质及其化合物的性质， 会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象； 4. 了解第1个稀有气体化合物的诞生及其对化学发展 的贡献

本章教学要求 1．了解 16 -18 族元素的特点； 2．了解重点元素的存在、制备和用途； 3. 掌握重点元素硫、卤素的单质及其化合物的性质， 会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象； 4. 了解第1个稀有气体化合物的诞生及其对化学发展 的贡献

11.1 第16至第18族元素概述 Instruction to groups 16,17 and 18 elements 11.2 工业资源、单质的制备和用途 本章内容 Industrial recourses,preparation and application of elementary substances 11.3 过氧化氢、其他无机过氧化物和臭氧 Oxydol,other peroxy-compounds and ozone 11.4 硫的重要化合物 Some important compounds of sulfur 11.5 卤素 Halogens 11.6 稀有气体与化学发展 Noble gases and chemical development

11.1 第16至第18族元素概述 Instruction to groups 16, 17 and 18 elements 11.2 工业资源、单质的制备和用途 Industrial recourses,preparation and application of elementary substances 11.3 过氧化氢、其他无机过氧化物和臭氧 Oxydol,other peroxy-compounds and ozone 11.4 硫的重要化合物 Some important compounds of sulfur 11.5 卤素 Halogens 11.6 稀有气体与化学发展 Noble gases and chemical development

11.1 第16至第18族元素概述 第16/I至第18/Ⅷ族元素的某些性质 元素 I /kJ-mol-1 x* 共价半径pm 离子半径*pm 部分氧化态 1320 3.44 73 124 -2,-1,0,+1,+2 1005 2.44 102 170 -2,0,+4,+6 e 947 2.55 117 -2,0,+4,+6 184 -2,0,+4,+6 875 2.10 135 207 Po -2,0,+2,+4,+6 F 1687 3.98 117 -1,0 CI 1257 3.16 167 -1,0,+1,+3,+5,+7 Br 1146 2.96 182 -1,0,+1,+3,+5,+7 1015 2.66 206 -1,0,+1,+3,+5,+7 At He 2378 0 2087 Ar 0 1527 0 1357 Xe 0,+2 1177 2.6 Rn 0,+2,+4,+6,+8 1043 鲍林电负性 *氧族元素的2半径，】 卤族元素的E半径

11.1 第16至第18族元素概述 第16/Ⅵ至第18/Ⅷ族元素的某些性质 元素 I1 /kJ·mol -1 * 共价半径/pm 离子半径**/pm 部分氧化态 O S Se Te Po F Cl Br I At He Ne Ar Kr Xe Rn 1320 1005 947 875 1687 1257 1146 1015 2378 2087 1527 1357 1177 1043 3.44 2.44 2.55 2.10 3.98 3.16 2.96 2.66 2.6 73 102 117 135 124 170 184 207 117 167 182 206 -2，-1，0，+1，+2 -2，0，+4，+6 -2，0，+4，+6 -2，0，+4，+6 -2，0，+2，+4，+6 -1，0 -1，0，+1，+3，+5，+7 -1，0，+1，+3，+5，+7 -1，0，+1，+3，+5，+7 0 0 0 0，+2 0，+2，+4，+6，+8 * 鲍林电负性 ** 氧族元素的E2-半径，卤族元素的E-半径

从上表可见： ()三族中没有一个属于真正的金属元素； (2)16,17族元素以丰富的氧化还原化学为特征： ●一方面指元素本身能形成多种氧化态的事实 ●另一方面指可使其他元素达到通常难以达到的氧化态： 上可以稳定元素的低氧化态：【AL]REL 例如 (La,Ce,Pr,Gd) O2-和F可以稳定元素的高氧化态：VFs、MoF,和 ReF;FeO MnO (③)氟化学的研究导致稀有气体化合物的发现（这也是把稀有气 体放在这里一起讲的原因)

(1) 三族中没有一个属于真正的金属元素； (2) 16, 17族元素以丰富的氧化还原化学为特征： ●一方面指元素本身能形成多种氧化态的事实 ●另一方面指可使其他元素达到通常难以达到的氧化态： I - 可以稳定元素的低氧化态：[AuI2] - ,REI2 O2- 和 F- 可以稳定元素的高氧化态：VF5、MoF6和 ReF7；FeO4、MnO4 - (3) 氟化学的研究导致稀有气体化合物的发现（这也是把稀有气 体放在这里一起讲的原因） 从上表可见： 例如： (La,Ce,Pr,Gd)

11.2 工业资源、单质的制备和用途 14.2.1氧和稀有气体(Oxygen&Rare gases) 饰物氨气 主要存在于空气中 ()氧：氧的工业用途主要是炼钢，生产1t钢约 需消耗1t氧.氧的工业制法仍是空气深冷精馏和可 望成为工业生产的膜分离技术，它们总是同时得到 上柱 O2和N2 Oxygen-permeable Nitrogen membrane 和饭 鞋 液态宽 Dxygen 下柱 Oxygen 氮一氧膜分离器示意图

11.2 工业资源、单质的制备和用途 主要存在于空气中 (1) 氧： 氧的工业用途主要是炼钢，生产 1t 钢 约 需消耗 1t 氧. 氧的工业制法仍是空气深冷精馏和可 望成为工业生产的膜分离技术, 它们总是同时得到 O2和 N2 . 氮—氧膜分离器示意图 空气 分离 工厂 的蒸 馏柱 14.2.1 氧和稀有气体(Oxygen & Rare gases)

(2)稀有气体：空气分离中可得He、Rn外的所有其他稀有气体.He最 难被液化b.p.4.2K.Rn是放射性元素，主要由Ra等 的蜕变产物，如 3.97 226 226 218 88 Ra 86 Rn *84 Po Ra-Rn平衡约需30d, 1.26 1gRa达平衡时可放出0.64 0.72 mm3Rn.Rn本身也有放射性，吸入体内很危险！ 0.06 He Ne Ar 个 Xe Rn 稀有气体的主要用涂 -1.07 He大型反应堆的冷却剂，He-Ne-O2呼吸气可防“气 塞病”，飞船的飞升气体，保护气 Ne霓红灯，电子工业中的充气介质，低温冷冻剂 Ar灯泡填充气，保护气 Kr灯泡填充气，同位素测量 稀有气体在地 壳中的分布 XeXe一O深度麻醉剂，制造高压“人造小太阳”，“氨 管”用于治疗癌症和中子源

(2) 稀有气体：空气分离中可得 He、Rn外的所有其他稀有气体. He 最 难被液化(b. p. 4.2K). Rn是放射性元素，主要由 Ra 等 的蜕变产物，如 Xe Xe—O2深度麻醉剂，制造高压“人造小太阳” , “氡 管”用于治疗癌症和中子源 He 大型反应堆的冷却剂，He-Ne-O2呼吸气可防 “气 塞病” ，飞船的飞升气体，保护气 Ne 霓红灯，电子工业中的充气介质，低温冷冻剂 Kr 灯泡填充气，同位素测量 Ar 灯泡填充气，保护气 稀有气体的主要用途 Ra-Rn 平衡约需30d，1g Ra 达平衡时可放出 0.64 mm3 Rn. Rn 本身也有放射性，吸入体内很危险！ 稀有气体在地 壳中的分布 Ra 226 88 Rn Po 226 86 218 84 –α –α

11.2.2疏(Sulfur) 硫在自然界以化合态和单质两种形态出现.重要的化合态有FεS2 (黄铁矿)、有色金属硫化矿、CaSO42H20(石膏)和NaS0410H2O (芒硝)等.生产途径有两条： 。HS的氧化（以天然气、石油炼焦炉气 中的H2S为原料)》 H2S+1.502=S02+H20 2HS+S02=3S+2H0 FeS黄铁矿) ● 隔绝空气加热黄铁矿 FeSz120 S+FeS

11. 2.2 硫 (Sulfur) 硫在自然界以化合态和单质两种形态出现. 重要的化合态有FeS2 (黄铁矿)、有色金属硫化矿、CaSO4·2H2O (石膏) 和 Na2SO4·10 H2O (芒硝)等. 生产途径有两条: ● H2S 的氧化 (以天然气、石油炼焦炉气 中 的 H2S 为原料) H2S + 1.5 O2 SO2 + H2O 2 H2S + SO2 3 S + 2 H2O 1200℃ ● 隔绝空气加热黄铁矿 FeS2 S + FeS FeS2(黄铁矿)

单质形态的硫出现在石盐、石膏等沉积矿床和火山形 成的沉积中. 硫的世界年产量（约6×10t)的85% ~90%用于制H2S04,其他用途包括制造 SO2,SO3,CS2,PS1o,橡胶硫化剂、硫 染料以及含硫混凝土、枪药、爆竹等多种 商品 The Frasch method for recovering Melted sulfur obtained from under A sulfur deposit sulfur from underground d eposits ground a eposits by the Frasch process

单质形态的硫出现在石盐、石膏等沉积矿床和火山形 成的沉积中. 硫的世界年产量(约6×107t )的 85% ～90% 用于制H2SO4，其他用途包括制造 SO2，SO3，CS2，P4S10，橡胶硫化剂、硫 染料以及含硫混凝土、枪药、爆竹等多种 商品. A sulfur deposit The Frasch method for recovering sulfur from underground d eposits Melted sulfur obtained from under ground a eposits by the Frasch process