西北大学：《无机化学与分析化学》课程教学资源（PPT课件）第13章 p区元素（一）.ppt_大学文库

p区元素(一) 第13章

p区元素在周期表中的位置

1．了解 p 区元素的特点； 6．了解惰性电子对效应概念及其应用。 5．了解一些无机材料的制备和用途； 4．从正硼烷的结构了解缺电子键和硼烷结构； 3．掌握重点元素硼、铅、碳、硅、氮和磷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； 2．了解 p 区元素的存在、制备及用途；本章教学要求

13.1 第13、14、15族元素概述 Generality of the groups 13-15 elements 13.2 硼 Boron 13.3 铝 Aluminum 13.4 碳 Carbon 13.5 硅 Silicon 13.6 氮 Nitrogen13.7 磷 Phosphorus 13.8 长周期元素的重要化学现象及重要反应 The important chemical phenomenons & reactions of long -period elements

● 唯一同时包括金属和非金属元素的一个区 ● 无机非金属材料库： P区元素的化学以其多样性为特点分子筛人造金刚石高能燃料纳米半导体材料太阳能电池材料光子带隙材料

● 有毒的小元素群 ● 多有同素异形体 ● 成键的多样性：如乙硼烷的 3c-2e 键等 ● 周期表中的规律性：惰性电子对效应，对角线规则等 ● 包括 “不活泼的单原子气体——稀有气体” 有益微量元素可能是有益微量元素

13.1 第13、14、15族元素概述 Generality of the groups 13-15 elements 1. 金属性总的变化规律是由上而下逐渐增强温度 / ℃ 22 0 k(As)/(kS·cm-1) 35 38 k(Sb)/(kS·cm-1) 24 26 k(Bi)/(kS·cm-1) 8.6 9.5 As, Sb Bi 的电导率 ● 金属铋由液态变为固态时体积膨胀而不是缩小 Al Ga In Tl m.p./℃ 660 30 157 元素 303 ● Ga2

2. 氧化态三族中 15 个元素都可达到各自的族氧化态，但出现了惰性电子对效应(inert-pair ef ect) 原子序数大的 p 区元素高氧化态不稳定，它可以归结于： ● 形成高氧化态化合物时，需要激发能 (s 2pn →s 1pn+1) ● 原子序数大的元素本身固有的成键能力比较差（电子云重叠程度差；内层电子排斥力较大） Ga Ge As In Sn Sb Tl Pb Bi 低氧化态相对稳定性增大 4s 2 5s 2 6s 2 4s 1～3 5s 1～3 6s 1～3 惰性电子对稳定性增大

3. 氢化物的类型根据 Lewis 结构式中价电子数与形成的化学键数之间的关系，三族的分子型二元氢化物可分三类：缺电子(13 族) (electron-deficient) 氢化物 B2H6 足电子(14 族) (electron-precise) 氢化物 CH4 富电子(15-17族) (electron-rich) 氢化物 NH3

4. 半导体性质周期表中 7 种半导体元素 B，Si，Ge， As，Sb，Se和 Te全在 p 区. 特别需要提醒的是: 不能以导电能力判断一种物质是否属于半导体，用作判据的只能是禁带的宽度。第14/Ⅳ 族元素和某些第 Ⅲ~Ⅴ 族化合物的禁带（25℃）材料 E/eV 材料 E/eV C(金刚石) 5.47 BN 7.5(近似值) SiC 3.00 BP 2.0 Si 1.12 GaN 3.36 Ge 0.66 GaP 2.26 Sn 0 GaAs 1.42 InAs 0.36