河南师范大学：《无机化学》课程教学课件（PPT讲稿）第十八章 非金属元素小结

第十八章 非金属元素小结 18-1非金属单质的结构和性质 18-2分子型氢化物 18-3含氧酸 18-4 非金属含氧酸盐的某些性质 18-5 p区元素的次级周期性

第十八章 非金属元素小结 ⚫ 18-1 非金属单质的结构和性质 ⚫ 18-2 分子型氢化物 ⚫ 18-3 含氧酸 ⚫ 18-4 非金属含氧酸盐的某些性质 ⚫ 18-5 p区元素的次级周期性

18-1非金属单质的结构和性质 18-1-1非金属单质的结构和物理性质 非金属单质的结构多数为分子晶体，少数为 原子晶体和层状晶体，分子中的原子大都是以二 中心二电子共价键相结合的。可以分为三类： 第一类为小分子组成的单质，如稀有气体和卤素 熔点沸点较低。 第二类为多原子分子组成的单质，通常为固体， 容沸点也不高，但比第一类高。 第三类为大分子单质，如金刚石，晶态硅和单质 硼，熔点，沸点极高，难挥发

18-1 非金属单质的结构和性质 18-1-1 非金属单质的结构和物理性质 非金属单质的结构多数为分子晶体，少数为 原子晶体和层状晶体，分子中的原子大都是以二 中心二电子共价键相结合的。可以分为三类： 第一类为小分子组成的单质，如稀有气体和卤素， 熔点沸点较低。 第二类为多原子分子组成的单质，通常为固体， 容沸点也不高，但比第一类高。 第三类为大分子单质，如金刚石，晶态硅和单质 硼，熔点，沸点极高，难挥发

白磷的结构 红磷的结构 硼的结构 黑磷的结构

白磷的结构 红磷的结构 黑磷的结构 硼的结构

18-1-2 非金属单质的化学反应 活泼的非金属容易与金属元素形成卤化物、 氧化物、硫化物、氢化物或含氧酸盐等等。非 金属元素彼此之间也可以形成卤化物、氧化物、 氮化物、无氧酸和含氧酸等。绝大部分非金属 氧化物显酸性，能与强碱作用。准金属的氧化 物既与强酸又与强碱作用而显两性。大部分非 金属单质不与水作用，卤素仅部分地与水反应， 碳、磷、硫、碘等被浓硝或浓硫酸所氧化。有 不少非金属单质在碱性水溶液中发生歧化反应， 或者与强碱反应，但非歧化反应

18-1-2 非金属单质的化学反应 活泼的非金属容易与金属元素形成卤化物、 氧化物、硫化物、氢化物或含氧酸盐等等。非 金属元素彼此之间也可以形成卤化物、氧化物、 氮化物、无氧酸和含氧酸等。绝大部分非金属 氧化物显酸性，能与强碱作用。准金属的氧化 物既与强酸又与强碱作用而显两性。大部分非 金属单质不与水作用，卤素仅部分地与水反应， 碳、磷、硫、碘等被浓硝或浓硫酸所氧化。有 不少非金属单质在碱性水溶液中发生歧化反应， 或者与强碱反应，但非歧化反应

18-2 分子型氢化物 18-2.1稳定性 稳定性与组成氢化物的非金属元素的电负性(x)有关。 非金属与氢的电负性相差越远，所生成的氢化物越稳定； 反之，不稳定。AsH很不稳定，它不能由As与H2直接合 成而F很稳定，加热至高温也不会分解。 分子型氢化物的标准生成自由能△，G或标准生成焓 △H越负，氢化物越稳定。 在同一周期中，从左到右逐渐增加，在同一族中，自 上而下地减小。这个变化规律与非金属元素电负性的变化 规律是一致的。在同一族中，分子型氢化物的热稳定性与 键强自上而下越来越弱有关

18-2 分子型氢化物 18-2-1 稳定性 稳定性与组成氢化物的非金属元素的电负性(χA )有关。 非金属与氢的电负性相差越远，所生成的氢化物越稳定； 反之，不稳定。AsH3很不稳定，它不能由As与H2直接合 成而HF很稳定，加热至高温也不会分解。 分子型氢化物的标准生成自由能ΔfG0或标准生成焓 ΔfH0越负，氢化物越稳定。 在同一周期中，从左到右逐渐增加，在同一族中，自 上而下地减小。这个变化规律与非金属元素电负性的变化 规律是一致的。在同一族中，分子型氢化物的热稳定性与 键强自上而下越来越弱有关

1822还原性 (1)与02的反应 4NH,+50,=4NO+6H,O (2)与C2的反应 H,S+CI,=2HCI+S 2HBr+C1,=2HCI+Br (3)与金属离子M的反应 2ASH+12Ag*+3H,O=As,O3+12Ag+12H H,S+2Fe3+=S+2Fe2++2H+ (4)与含氧酸盐的反应 5H,S+2MnO+6H*=2Mn2++5S+8H,O

18-2-2 还原性 （1）与O2的反应 4NH3+5O2 =4NO+6H2O （2）与Cl2的反应 H2 S+Cl2 ＝2HCl+S 2HBr+C12 ＝2HCI+Br （3） 与金属离子M+ 的反应 2AsH3+12Ag++3H2O＝As2O3+12Ag+12H+ H2 S+2Fe3+＝S+2Fe2++ 2H+ （4） 与含氧酸盐的反应 5H2 S+2MnO4 -+6H+＝2Mn2++5S+8H2O

81823水溶液的酸碱性和无氧酸的强度 影响氢化物在水中的酸碱性，主要因素各两个：HA的键能和非全 属元素A的电负性。 HF HCI HBr HI 键能(kJ/mol)565427362295 氢卤酸的强度HF<HCI<HBr<HⅡ 氧族元素的氢化物H,S、H,Se及H,Te在水中均为弱酸能，不难判断 它们的酸强度是： H,S<H,Se<H,Te 在氮族元素的氢化物NH、PH3、AsH,接受质子的能力极强， PH,次之，其它的极弱碱性依次减弱

818-2-3 水溶液的酸碱性和无氧酸的强度 影响氢化物在水中的酸碱性，主要因素各两个： HA的键能和非全 属元素A的电负性。 HF HCl HBr HI 键能(kJ/mol) 565 427 362 295 氢卤酸的强度 HF＜HCI＜HBr＜HI 氧族元素的氢化物H2 S、H2 Se及H2Te在水中均为弱酸能，不难判断 它们的酸强度是： H2 S＜H2 Se＜H2Te 在氮族元素的氢化物NH3、PH3、AsH3接受质子的能力极强， PH3次之，其它的极弱碱性依次减弱

18-3 含氧酸 183.1各族元素最高氧化态的氢氧化物 的酸碱性 ROH在水中有两种离解方式： ROH→R+OH碱式离解 ROH→RO+H酸式离解 ROH按碱式还是按酸式离解，与阳离子的极 化作用有关，阳离子的电荷越高、半径越小 则这ROH离子的极化作用越大

18-3 含氧酸 ⚫ 18-3-1 各族元素最高氧化态的氢氧化物 的酸碱性 ⚫ ROH在水中有两种离解方式： ⚫ ROH→R++OH- 碱式离解 ⚫ ROH→RO-+H+ 酸式离解 ⚫ ROH按碱式还是按酸式离解，与阳离子的极 化作用有关，阳离子的电荷越高、半径越小， 则这ROH离子的极化作用越大

卡特雷奇曾经把这两个因素结合在一起 老虑、提出“离子势”的概念，用离子 势表示阳离子的极化能力。 离于势即阳离子电荷与阳离子半径之 比，常用符号Φ表示。 总而言之，Rn的Φ值大。ROH是酸； Φ值小，ROH是碱。非金属元素Φ值一 般都较大，所以它们的氢氧化物为含氧 酸

卡特雷奇曾经把这两个因素结合在一起 老虑、提出“离子势”的概念，用离子 势表示阳离子的极化能力。 离于势即阳离子电荷与阳离子半径之 比，常用符号Ф表示 。 总而言之，R+n的Ф值大。ROH是酸； Ф值小，ROH是碱。非金属元素Ф值一 般都较大，所以它们的氢氧化物为含氧 酸

18-3-2 含氧酸及其酸根一含氧阴 离子的结构 硼酸HBO的结构 B:sp杂化 m

18-3-2 含氧酸及其酸根——含氧阴 离子的结构 硼酸H3BO3 的结构 O H B O O H H B：sp2杂化