大學(xué)化學(xué)第6章（經(jīng)典實(shí)用）

1、首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)1第第6章元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料章元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料Chapter 6 Element Chemistry and Inorganic Material 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)2 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)36.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)

2、的物理性質(zhì)元元素素(112)非金屬非金屬 (22)金屬金屬 (90)普通普通:Fe(5.1%),Cu,Au(5 10-7%),Ag(1 10-5%),Al等等(1/3)稀有稀有(2/3)輕稀有金屬：輕稀有金屬：Li,Rb,Cs,Be等等難熔稀有金屬：難熔稀有金屬：Ti(1660 C),V(1890 C),W(3410 C) ,Zr,Nb,Mo,Hf,Ta等等稀散金屬稀散金屬:Ga,In,Tl,Ge(分散在分散在Al,Si等礦石中等礦石中)稀土金屬稀土金屬:Sc,Y,鑭系鑭系(共生共生)等等貴稀有金屬貴稀有金屬:Pt,Pd(鈀鈀)等等放射性稀有金屬放射性稀有金屬:錒系錒系,Ra,Po,Th,Pa

3、,U等等思考：思考：?jiǎn)钨|(zhì)的物理性質(zhì)主要與什么因素有關(guān)？單質(zhì)的物理性質(zhì)主要與什么因素有關(guān)？答：?jiǎn)钨|(zhì)的物理性質(zhì)與它們的原子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于原子答：?jiǎn)钨|(zhì)的物理性質(zhì)與它們的原子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。由于原子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律性，因此單質(zhì)的物理性質(zhì)也有結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)具有一定的規(guī)律性，因此單質(zhì)的物理性質(zhì)也有一定的規(guī)律性。一定的規(guī)律性。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)46.1.1 6.1.1 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度 單質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度一般具有相同的變化趨勢(shì)，即熔點(diǎn)高的單質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度一般具有相同的變化趨勢(shì)，即熔點(diǎn)高的單質(zhì)其沸點(diǎn)一般也高，硬度也較大。單質(zhì)其沸點(diǎn)

4、一般也高，硬度也較大。 第第2、3周期元素的單質(zhì)周期元素的單質(zhì)從左到右，逐漸升高，從左到右，逐漸升高，第四主族的元素最高第四主族的元素最高，隨后降低；，隨后降低； 第第4、5、6周期元素的單質(zhì)周期元素的單質(zhì)從左到右，逐漸升高，從左到右，逐漸升高，第六副族的元素最高第六副族的元素最高，隨后逐漸降低。，隨后逐漸降低。即：高即：高熔點(diǎn)、熔點(diǎn)、高高硬度硬度單質(zhì)集中在中部，其兩側(cè)較低。單質(zhì)集中在中部，其兩側(cè)較低。6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)51. 1. 單質(zhì)的熔點(diǎn)單質(zhì)的熔點(diǎn)單質(zhì)的熔點(diǎn)單質(zhì)的熔點(diǎn)(C)6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)

5、上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)62. 2. 單質(zhì)的沸點(diǎn)單質(zhì)的沸點(diǎn)圖6.2 單質(zhì)的沸點(diǎn)(C)6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)73. 3. 單質(zhì)的硬度單質(zhì)的硬度圖6.3 單質(zhì)的硬度(莫氏)6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)84. 4. 主族元素的晶體類型主族元素的晶體類型6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)95. 5. 非金屬單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)非金屬單質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)非金屬單質(zhì)的分子和晶體結(jié)構(gòu)示意圖非金屬單質(zhì)的分子和晶體結(jié)構(gòu)示意圖金屬晶體6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)

6、的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)10碳的同素異形體碳的同素異形體金剛石：金剛石：sp3 網(wǎng)格狀網(wǎng)格狀 硬度大硬度大石墨：石墨：sp2 片層狀片層狀 潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性C60：類：類sp2 球烯球烯 多種優(yōu)異性能多種優(yōu)異性能碳的同素異形體碳的同素異形體石墨石墨C60金剛石金剛石6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)11C60的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn) C60結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖1996年年 Kroto, Smalley及及Curl三位教授三位教授因首先發(fā)現(xiàn)（因首先發(fā)現(xiàn)（1985）C60而榮獲瑞典皇家而榮獲瑞典皇家科學(xué)院頒發(fā)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。科

7、學(xué)院頒發(fā)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。H. W. 克魯托克魯托Harold W. KrotoR. E. 史沫萊史沫萊Richard E. SmalleyR. F. 柯爾柯爾Robert F. Curl6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)126.1.2 6.1.2 單質(zhì)的導(dǎo)電性單質(zhì)的導(dǎo)電性導(dǎo)體：導(dǎo)體：金屬能三維導(dǎo)電，是電的良導(dǎo)體金屬能三維導(dǎo)電，是電的良導(dǎo)體絕緣體：絕緣體：許多非金屬單質(zhì)不能導(dǎo)電，是絕緣體許多非金屬單質(zhì)不能導(dǎo)電，是絕緣體半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：介于導(dǎo)體與絕緣體之間的是半導(dǎo)體，如介于導(dǎo)體與絕緣體之間的是半導(dǎo)體，如Si、 Ge等等思考思考：?jiǎn)钨|(zhì)中最好的導(dǎo)體是誰(shuí)？

8、：?jiǎn)钨|(zhì)中最好的導(dǎo)體是誰(shuí)？答：答：(1)Ag、Cu、Au、Al等是最好的導(dǎo)電材料。等是最好的導(dǎo)電材料。 (2)Ag、Au價(jià)格昂貴，只用于電子器件連接點(diǎn)等特殊場(chǎng)合；價(jià)格昂貴，只用于電子器件連接點(diǎn)等特殊場(chǎng)合；(3)Al、Cu廣泛用于電器工業(yè)，廣泛用于電器工業(yè)，Al的電導(dǎo)率低于的電導(dǎo)率低于Cu，但密度小，但密度小，因此因此Al代替代替Cu作高壓電纜。作高壓電纜。6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)13圖6.6 單質(zhì)的電導(dǎo)率(MSm-1)6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)14 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性

9、質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)156.2.1 金屬單質(zhì)的還原性思考思考1：金屬單質(zhì)的還原性主要與哪些因素有關(guān)？金屬單質(zhì)的還原性主要與哪些因素有關(guān)？答：從結(jié)構(gòu)因素考慮，主要與元素的核電荷數(shù)、原子半徑答：從結(jié)構(gòu)因素考慮，主要與元素的核電荷數(shù)、原子半徑和最外層電子數(shù)有關(guān)。和最外層電子數(shù)有關(guān)。思考思考2：金屬單質(zhì)的還原性主要體現(xiàn)在哪些反應(yīng)上？金

10、屬單質(zhì)的還原性主要體現(xiàn)在哪些反應(yīng)上？ 金屬與氧的作用金屬與氧的作用 金屬置換氫的能力金屬置換氫的能力6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)161. 1. 金屬單質(zhì)活潑性規(guī)律金屬單質(zhì)活潑性規(guī)律 同一周期同一周期: : 短周期:左到右金屬單質(zhì)的還原性逐漸減弱。 長(zhǎng)周期:遞變情況和短周期一致，但較為緩慢，也有例外。 同一族同一族自上而下主副族變化規(guī)律相反（B與相鄰的主族一致）。氧化性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)氧化性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)不明顯還原性增強(qiáng)不明顯還原性增強(qiáng)還原性增強(qiáng)A AA AB B B 金屬單

11、質(zhì)活潑性規(guī)律金屬單質(zhì)活潑性規(guī)律6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)172. 溫度對(duì)單質(zhì)活潑性的影響溫度對(duì)單質(zhì)活潑性的影響*在在873K時(shí)，單質(zhì)與氧氣結(jié)合的能力由強(qiáng)時(shí)，單質(zhì)與氧氣結(jié)合的能力由強(qiáng)到弱的順序大致為：到弱的順序大致為：Ca、Mg、Al、Ti、Si、Mn、Na、Cr、Zn、Fe、H2、C、Co、Ni、Cu這一順序與常溫時(shí)單質(zhì)的活潑性遞變情況這一順序與常溫時(shí)單質(zhì)的活潑性遞變情況并不完全一致。并不完全一致。溫度會(huì)影響金屬與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物。溫度會(huì)影響金屬與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物。對(duì)于氧化值可變的金屬來說，高溫下生成對(duì)于氧化值可變的金屬來說，高溫下生成低氧化

12、值的金屬氧化物的傾向較大，而常低氧化值的金屬氧化物的傾向較大，而常溫下生成高氧化值的金屬氧化物的傾向較溫下生成高氧化值的金屬氧化物的傾向較大。例如，鐵在高溫下以生成大。例如，鐵在高溫下以生成FeO為主為主,常常溫時(shí)則以溫時(shí)則以Fe2O3為主。為主。 rGm (T) r Hm (298.15K) T . r Sm (298.15K)一些單質(zhì)與氧氣反應(yīng)的一些單質(zhì)與氧氣反應(yīng)的 rGm (T)與溫度的近似關(guān)系與溫度的近似關(guān)系6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)183. 3. 金屬與氧的作用金屬與氧的作用過氧化物和超氧化物都是固體儲(chǔ)氧物質(zhì)，它們與水反應(yīng)會(huì)放出

13、過氧化物和超氧化物都是固體儲(chǔ)氧物質(zhì)，它們與水反應(yīng)會(huì)放出氧氣，又可吸收氧氣，又可吸收CO2并產(chǎn)生并產(chǎn)生O2氣，所以較易制備的氣，所以較易制備的KO2常用于常用于急救器或裝在防毒面具中急救器或裝在防毒面具中:正常氧化物：正常氧化物：Li2O、BeO、MgO等，在空氣中生成氧化物等，在空氣中生成氧化物過氧化物：過氧化物：(除除Li、Be、Mg外外) ，在純，在純O2中生成過氧化物。中生成過氧化物。超氧化物：超氧化物：K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等，在過量的等，在過量的O2中燃中燃燒可以生成。燒可以生成。2Na2O2(s) + 2CO2(g) = 2Na2CO3(s) + O2(g)4KO2(s)

14、 + 2H2O(g) = 3O2(g) + 4KOH(s)4KO2(s) + 2CO2(g) = 2K2CO3 + 3O2(g)6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)S區(qū)區(qū)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)19(2)p區(qū)金屬元素區(qū)金屬元素 只有只有Al比較活潑，能在空氣中與氧反應(yīng)，但生成致密的氧化膜。比較活潑，能在空氣中與氧反應(yīng)，但生成致密的氧化膜。(3)d區(qū)元素區(qū)元素 比較不活潑，第四周期元素除比較不活潑，第四周期元素除Cu外可以與氧反應(yīng)，但外可以與氧反應(yīng)，但Cr、Zn也也形成致密的氧化膜。形成致密的氧化膜。Sc 在空氣中能迅速作用在空氣中能迅速作用 Sc2O3 Ti, V

15、常溫下對(duì)空氣較穩(wěn)定常溫下對(duì)空氣較穩(wěn)定 高溫與氧氣強(qiáng)烈化合高溫與氧氣強(qiáng)烈化合TiO2, V2O5 Cr, Mn 常溫下緩慢氧化常溫下緩慢氧化高溫下與氧氣作用明顯高溫下與氧氣作用明顯Cr2O3氧化膜氧化膜 Fe, Co, Ni 常溫與氧氣作用不顯著常溫與氧氣作用不顯著高溫與氧氣作用高溫與氧氣作用Fe2O3, Co2O3, NiO氧化膜氧化膜 Cu 性質(zhì)穩(wěn)定，加熱氧化性質(zhì)穩(wěn)定，加熱氧化 CuO Zn 活潑性較強(qiáng)活潑性較強(qiáng) ZnO氧化膜氧化膜6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)20思考思考：副族元素與氧反應(yīng)的活潑性遞變規(guī)律同主族元素相比，有何：副族元素與氧

16、反應(yīng)的活潑性遞變規(guī)律同主族元素相比，有何不同？不同？答：同一周期：活潑性遞變規(guī)律基本一致，但副族元素的變化很小，答：同一周期：活潑性遞變規(guī)律基本一致，但副族元素的變化很小，性質(zhì)比較類似。性質(zhì)比較類似。 同一族：主族元素隨周期數(shù)增加而增加；同一族：主族元素隨周期數(shù)增加而增加； 副族元素（除副族元素（除Sc副族）隨周期數(shù)增加而降低。副族）隨周期數(shù)增加而降低。6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)4. 4. 金屬的溶解金屬的溶解 s區(qū)金屬與水劇烈反應(yīng)，置換出水中的氫，生成氫氧化物。區(qū)金屬與水劇烈反應(yīng)，置換出水中的氫，生成氫氧化物。2Na+2H2O=2NaOH+H2Be, Mg形成致密氧化膜，對(duì)水穩(wěn)定。

17、形成致密氧化膜，對(duì)水穩(wěn)定。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)21 p區(qū)金屬區(qū)金屬(除銻、鉍外除銻、鉍外)和第四周期副族金屬和第四周期副族金屬( 銅除外銅除外 )的電極電勢(shì)的電極電勢(shì)比氫低，可以與鹽酸和稀硫酸反應(yīng)。比氫低，可以與鹽酸和稀硫酸反應(yīng)。Zn+2HCl=ZnCl2+H2 d區(qū)第五和第六周期金屬的電極電勢(shì)比氫高，只能與氧化性的酸區(qū)第五和第六周期金屬的電極電勢(shì)比氫高，只能與氧化性的酸(濃硫酸、濃硝酸、王水等濃硫酸、濃硝酸、王水等)反應(yīng)。反應(yīng)。 3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO(g)+3H2O Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO(g)+2H2O 鈮

18、、鉭、釕、銠、鋨、銥等不能溶于王水，可以溶于濃硝酸和氫鈮、鉭、釕、銠、鋨、銥等不能溶于王水，可以溶于濃硝酸和氫氟酸的混合酸。氟酸的混合酸。 p區(qū)金屬中的鋁、鎵、錫、鉛等可以溶解于氫氧化鈉。區(qū)金屬中的鋁、鎵、錫、鉛等可以溶解于氫氧化鈉。 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(g)6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)225. 5. 金屬的鈍化金屬的鈍化金屬在空氣中會(huì)自動(dòng)氧化生成具有較強(qiáng)保護(hù)作用的氧化膜，稱為金屬在空氣中會(huì)自動(dòng)氧化生成具有較強(qiáng)保護(hù)作用的氧化膜，稱為金屬的鈍化。最易產(chǎn)生鈍化作用的有金屬的鈍化。最易產(chǎn)生鈍化作用的有Al、Cr、

19、Ni和和Ti以及含有這以及含有這些金屬的合金些金屬的合金。 金屬的鈍化必須滿足兩個(gè)條件：金屬的鈍化必須滿足兩個(gè)條件： 金屬所形成的氧化膜在金屬表面必須是連續(xù)的，即所生成的金屬所形成的氧化膜在金屬表面必須是連續(xù)的，即所生成的氧化物的體積必須大于金屬原有的體積。氧化物的體積必須大于金屬原有的體積。氧化膜的結(jié)構(gòu)致密，而且具有較高的穩(wěn)定性，氧化膜與金屬氧化膜的結(jié)構(gòu)致密，而且具有較高的穩(wěn)定性，氧化膜與金屬的熱膨脹系數(shù)相差不能太大。的熱膨脹系數(shù)相差不能太大。6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)236.2.2 6.2.2 非金屬單質(zhì)的氧化還原性非金屬單質(zhì)的氧化還

20、原性 較活潑的非金屬單質(zhì)如較活潑的非金屬單質(zhì)如F2、O2、Cl2、Br2具有強(qiáng)氧化性，常用作具有強(qiáng)氧化性，常用作氧化劑。氧化劑。5Cl2 + I2 + 6H2O = 10Cl+ 2IO3+ 12H+ 較不活潑的非金屬單質(zhì)如較不活潑的非金屬單質(zhì)如C、H2、Si常用做還原劑，如：常用做還原劑，如：C + 2H2SO4(濃濃) = CO2(g) + 2SO2(g) + 2H2O3Si + 18HF + 4HNO3 = 3H2SiF6 + 4NO(g) + 8H2OSi + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2(g)一些不活潑的非金屬單質(zhì)如稀有氣體、一些不活潑的非金屬單質(zhì)如稀有氣體、

21、N2等通常不與其他物質(zhì)反等通常不與其他物質(zhì)反應(yīng)，常用做惰性介質(zhì)保護(hù)氣體應(yīng)，常用做惰性介質(zhì)保護(hù)氣體。6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)24歧化反應(yīng)歧化反應(yīng) 有些非金屬單質(zhì)既具有氧化性又具有還原性，其有些非金屬單質(zhì)既具有氧化性又具有還原性，其Cl2、Br2、I2、P4、S8等能發(fā)生岐化反應(yīng)。等能發(fā)生岐化反應(yīng)。Cl2 + H2O = HCl + HClOCl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O溴和碘在氫氧化鈉中傾向于生成溴酸鈉和碘酸鈉：溴和碘在氫氧化鈉中傾向于生成溴酸鈉和碘酸鈉：Br2 + 6NaOH = 5NaBr + NaB

22、rO3 +3H2O次氯酸鈉次氯酸鈉次氯酸鈉可以釋放出原子氯，后者有極強(qiáng)的殺菌和漂白作用。因次氯酸鈉可以釋放出原子氯，后者有極強(qiáng)的殺菌和漂白作用。因此廣泛地用作消毒液和漂白劑。此廣泛地用作消毒液和漂白劑。次氯酸鈉在工業(yè)上用作氧化劑，可以將芳酮氧化為羧酸：次氯酸鈉在工業(yè)上用作氧化劑，可以將芳酮氧化為羧酸：ArCOCH3 + NaOCl = ArCOONa +CH3Cl 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)25離子型氫化物離子型氫化物 活潑性極強(qiáng)的堿金屬和堿土金屬可以與氫氣發(fā)生反應(yīng)生成離子型活潑性極強(qiáng)的堿金屬和堿土金屬可以與氫氣發(fā)生反應(yīng)生成離子型氫化物：

23、氫化物：2Na + H2 = 2NaHCa + H2 = CaH2 氫化物可分為共價(jià)型（如氫化物可分為共價(jià)型（如HCl)，金屬型、離子型等。離子型氫化，金屬型、離子型等。離子型氫化物可以釋放原子態(tài)氫，在工業(yè)上作為強(qiáng)還原劑用于還原醛、酮、物可以釋放原子態(tài)氫，在工業(yè)上作為強(qiáng)還原劑用于還原醛、酮、酯等羰基化合物。酯等羰基化合物。6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)26 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位

24、化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)276.3.1 6.3.1 氯化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)氯化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 氯化物是指氯與電負(fù)性比氯小的元素所組成的二元化合物。氯化物是指氯與電負(fù)性比氯小的元素所組成的二元化合物。 氯化物概述氯化物概述 NaCl、KCl、BaCl2等離子型氯化物熔點(diǎn)較高、穩(wěn)定性好的氯化等離子型氯化物熔點(diǎn)較高、穩(wěn)定性好的氯化物在熔融狀態(tài)可用作高溫介質(zhì)物在熔融狀態(tài)可用作高溫介質(zhì)(鹽浴劑鹽浴劑)，CaF2、NaCl、KCl等可等可以用作紅外光譜儀的棱鏡。以用作紅外光譜儀的棱鏡。 過渡型的無(wú)

25、水氯化物如過渡型的無(wú)水氯化物如AlCl3、ZnCl2、FeCl3等可以在極性有機(jī)溶等可以在極性有機(jī)溶劑中溶解，常用作烷基化反應(yīng)或?；磻?yīng)的催化劑。劑中溶解，常用作烷基化反應(yīng)或?；磻?yīng)的催化劑。 性質(zhì)較穩(wěn)定的無(wú)水氯化物如性質(zhì)較穩(wěn)定的無(wú)水氯化物如CaCl2等常用作干燥劑。等常用作干燥劑。6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)28氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)大致分為三種情況：氯化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)大致分為三種情況：活潑金屬的氯化物如活潑金屬的氯化物如NaCl、KCl、BaCl2等是離子晶體等是離子晶體,熔點(diǎn)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高沸點(diǎn)較高非金屬的氯化物如非金屬的

26、氯化物如PCl3、CCl4、SiCl4等是分子晶體，熔點(diǎn)、沸等是分子晶體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低點(diǎn)都很低位于周期表中部的金屬元素的氯化物如位于周期表中部的金屬元素的氯化物如AlCl3、FeCl3、CrCl3、ZnCl2等是過渡型氯化物等是過渡型氯化物,熔點(diǎn)、沸點(diǎn)介于兩者之間熔點(diǎn)、沸點(diǎn)介于兩者之間6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)29表6.2 氯化物的熔點(diǎn) (單位為C)注1：IBVB，IAIVA族價(jià)態(tài)與族數(shù)相同；VIA族為四氯化物，VIB、VA族為三氯化物。VIIB和VIII族為二氯化物。注2：Tl、Pb、Bi分別為+1、+2、+3價(jià)。6.3

27、 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)30表6.3 氯化物的沸點(diǎn)(單位為C)s表示升華; d表示分解；LiCl，ScCl3的數(shù)據(jù)有一個(gè)溫度范圍，本表取平均值。6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)316.3.2 6.3.2 氧化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度氧化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度金屬性強(qiáng)的元素的氧化物是離子型化合物，如金屬性強(qiáng)的元素的氧化物是離子型化合物，如Na2O、MgO，熔，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)大都較高。點(diǎn)、沸點(diǎn)大都較高。大多數(shù)非金屬氧化物是共價(jià)化合物，如大多數(shù)非金屬氧化物是共價(jià)化合物，如CO2、N2O

28、5，固態(tài)時(shí)是分，固態(tài)時(shí)是分子晶體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低；子晶體，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低；SiO2則是原子晶體，熔點(diǎn)高，硬度大。則是原子晶體，熔點(diǎn)高，硬度大。 金屬性弱的元素的氧化物屬過渡型晶體：其中金屬性弱的元素的氧化物屬過渡型晶體：其中 低價(jià)偏向離子晶體或原子晶體，如低價(jià)偏向離子晶體或原子晶體，如Cr2O3、 Fe2O3、Al2O3 高價(jià)偏向共價(jià)型分子晶體，如高價(jià)偏向共價(jià)型分子晶體，如V2O5、 CrO3、MoO3原子型、離子型和某些過渡型的氧化物晶體，由于具有熔點(diǎn)高、原子型、離子型和某些過渡型的氧化物晶體，由于具有熔點(diǎn)高、硬度大、對(duì)熱穩(wěn)定性高的共性，工程中常可用作磨料、耐火材料硬度大、對(duì)熱穩(wěn)定性高的共性，工

29、程中常可用作磨料、耐火材料及耐高溫?zé)o機(jī)涂料等。及耐高溫?zé)o機(jī)涂料等。6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)32表6.5 氧化物的熔點(diǎn)(單位為C)除標(biāo)有*、*和VIII族的元素外，所有元素氧化物的價(jià)態(tài)與族數(shù)一致。*：Rh2O3 ；*：Au2O3; VIII族：+2價(jià)。VA族有下劃線的為+3價(jià)。6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)33 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)

30、無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)346.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)6.4.1 6.4.1 氧化還原性氧化還原性1.1.高錳酸鉀高錳酸鉀 暗紫色晶體暗紫色晶體, ,常用強(qiáng)氧化劑。氧化能力隨介質(zhì)的酸度的減弱而常用強(qiáng)氧化劑。氧化能力隨介質(zhì)的酸度的減弱而減弱，還原產(chǎn)物也不同。減弱，還原產(chǎn)物也不同。 酸性介質(zhì)中是很強(qiáng)的氧化劑。還原產(chǎn)物為酸性介質(zhì)中是很強(qiáng)的氧化劑。還原產(chǎn)物為Mn2+ MnO4+8H+5e-Mn2+ +4H2O (MnO4-/ Mn2+

31、)1.506V 在中性或弱堿性的溶液中，還原為在中性或弱堿性的溶液中，還原為MnO2(棕褐色沉淀棕褐色沉淀) MnO4+2H2O+3e-MnO2 (s)+4OH- (MnO4-/ MnO2)0.595V在強(qiáng)堿性溶液中，被還原為在強(qiáng)堿性溶液中，被還原為MnO42-（綠色）（綠色） MnO4+e-MnO42- (MnO4-/ MnO42-)0.588V首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)352. 2. 重鉻酸鉀重鉻酸鉀 橙色晶體橙色晶體, ,常用氧化劑。常用氧化劑。重鉻酸鉀的氧化性示例重鉻酸鉀的氧化性示例：Cr2O72+ 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+6Fe3+ + 7H2O+6價(jià)

32、的鉻可以鉻酸鉀的形式存在，也可以重鉻酸鉀的形式存在：價(jià)的鉻可以鉻酸鉀的形式存在，也可以重鉻酸鉀的形式存在： 2CrO42(aq) + 2H+(aq) = Cr2O72(aq) + H2O (黃色黃色) (橙色橙色)酸性介質(zhì)中以酸性介質(zhì)中以Cr2O72-形式存在形式存在, 重鉻酸鉀具有較強(qiáng)的氧化性重鉻酸鉀具有較強(qiáng)的氧化性。 (Cr2O72-/Cr3+)1.232V6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)36 無(wú)色透明晶體無(wú)色透明晶體, ,一般用作氧化劑，有弱毒性、致癌。一般用作氧化劑，有弱毒性、致癌。作為氧化劑作為氧化劑2NO2+ 2I+ 4

33、H+ = 2NO(g) + I2 + 2H2O作為還原劑作為還原劑Cr2O72 + 3NO2 + 8H+ = 2Cr3+ + 3NO3 + 4H2O亞硝酸鹽中氮的氧化值為亞硝酸鹽中氮的氧化值為+3，處于中間價(jià)態(tài)，既有氧，處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性又有還原性。在酸性介質(zhì)中的電極電勢(shì)化性又有還原性。在酸性介質(zhì)中的電極電勢(shì): (HNO2 /NO)0.983V (NO3/HNO2)0.934V6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)3. 亞硝酸鈉亞硝酸鈉首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)374.4.過氧化氫過氧化氫 過氧化氫中氧的氧化值為過氧化氫中氧的氧化值為-1，既有氧化性又有還原

34、性。，既有氧化性又有還原性。 H2O2 + 2I + 2H+ = I2 + 2H2O 2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O 過氧化氫的應(yīng)用過氧化氫的應(yīng)用 漂白劑：漂白象牙、絲、羽毛等；漂白劑：漂白象牙、絲、羽毛等； 消毒劑：消毒劑：3%的的H2O2做外科消毒劑；做外科消毒劑； 氧化劑：氧化劑：90%的的H2O2做火箭燃料的氧化劑做火箭燃料的氧化劑6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)386.4.2 6.4.2 酸堿性酸堿性 氧化物及其水合物的酸堿性強(qiáng)弱的一般規(guī)律：氧化物及其水合物的酸堿性強(qiáng)弱的一

35、般規(guī)律： 根據(jù)氧化物對(duì)酸、堿的反應(yīng)不同可將氧化物分成酸性、堿性、根據(jù)氧化物對(duì)酸、堿的反應(yīng)不同可將氧化物分成酸性、堿性、兩性和不成鹽四類，氧化物的水合物可用一個(gè)簡(jiǎn)化通式兩性和不成鹽四類，氧化物的水合物可用一個(gè)簡(jiǎn)化通式R(OH)x來表示。來表示。周期系各族元素最高價(jià)態(tài)的氧化物及其水合物周期系各族元素最高價(jià)態(tài)的氧化物及其水合物 從左到右從左到右( (同周期同周期) )：酸性增強(qiáng)，堿性減弱：酸性增強(qiáng)，堿性減弱 自上而下自上而下( (同族同族) )：酸性減弱，堿性增強(qiáng)：酸性減弱，堿性增強(qiáng)同一元素形成不同價(jià)態(tài)的氧化物及其水合物同一元素形成不同價(jià)態(tài)的氧化物及其水合物 高價(jià)態(tài)的酸性比低價(jià)的態(tài)強(qiáng)；高價(jià)態(tài)的酸性比

36、低價(jià)的態(tài)強(qiáng)；低價(jià)態(tài)的堿性比高價(jià)的態(tài)強(qiáng)。低價(jià)態(tài)的堿性比高價(jià)的態(tài)強(qiáng)。6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)1. 氧化物及其水合物的酸堿性氧化物及其水合物的酸堿性首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)39表表6.8 氧化物及水合物的酸堿性氧化物及水合物的酸堿性6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)40HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中強(qiáng)酸強(qiáng)酸極強(qiáng)酸酸性增強(qiáng)Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4堿弱堿兩性弱酸強(qiáng)酸酸性增強(qiáng)CrOCr2O3CrO3堿性兩性酸性酸性增強(qiáng)相同元素不同價(jià)態(tài)的氧化

37、物及其水合物的酸堿性6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)41R(OH)x離子鍵理論離子鍵理論*R(OH)x型化合物可按兩種方式解離：型化合物可按兩種方式解離： I RO鍵斷裂鍵斷裂 堿式解離堿式解離 II OH鍵斷裂鍵斷裂 酸式解離酸式解離解釋：解釋：(1)若簡(jiǎn)單地把若簡(jiǎn)單地把R、O、H都看成離子，考慮正離子都看成離子，考慮正離子Rx+和和H+分別與分別與O2-之間的作用力。如果之間的作用力。如果Rx+離子的電荷數(shù)越多，半離子的電荷數(shù)越多，半徑越小，則徑越小，則Rx+的吸的吸O2-斥斥H+能力越大，越易發(fā)生酸式解離，能力越大，越易發(fā)生酸

38、式解離，酸性越強(qiáng)，堿性越弱。酸性越強(qiáng)，堿性越弱。(2)當(dāng)當(dāng)R為低價(jià)態(tài)為低價(jià)態(tài)(+3)金屬元素金屬元素(如如s區(qū)和區(qū)和d區(qū)低價(jià)態(tài)離子區(qū)低價(jià)態(tài)離子)時(shí)，時(shí)，其氫氧化物多呈堿性；當(dāng)其氫氧化物多呈堿性；當(dāng)R為中間價(jià)態(tài)為中間價(jià)態(tài)(+2+4)時(shí)，其氫時(shí)，其氫氧化物常顯兩性，例如氧化物常顯兩性，例如Zn2+、Al3+等的氫氧化物。等的氫氧化物。R O HIII酸式堿式6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)42活潑金屬的氯化物活潑金屬的氯化物 鉀、鈉、鋇的氯化物在水中解離并水合，但不與水發(fā)生反應(yīng)。鉀、鈉、鋇的氯化物在水中解離并水合，但不與水發(fā)生反應(yīng)。非金

39、屬氯化物非金屬氯化物 除除CCl4外，高價(jià)態(tài)氯化物與水完全反應(yīng)。外，高價(jià)態(tài)氯化物與水完全反應(yīng)。 SiCl4(l) + 3H2O = H2SiO3(s)+ 4HCl(aq)不太活潑金屬的氯化物不太活潑金屬的氯化物鎂、鋅、鐵等的氯化物會(huì)不同程度地與水發(fā)生反應(yīng)鎂、鋅、鐵等的氯化物會(huì)不同程度地與水發(fā)生反應(yīng)(水解水解)，盡，盡管反應(yīng)常常是分級(jí)進(jìn)行和可逆的，卻總引起溶液酸性的增強(qiáng)。管反應(yīng)常常是分級(jí)進(jìn)行和可逆的，卻總引起溶液酸性的增強(qiáng)。SnCl2 + H2O Sn(OH)Cl(s) + HClSbCl3 + H2O SbOCl(s) + HClBiCl3 + H2O BiOCl(s) + HCl6.4 無(wú)機(jī)

40、化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)2. 氯化物與水的作用氯化物與水的作用首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)433. 硅酸鹽與水的作用硅酸鹽與水的作用除堿金屬外，絕大多數(shù)硅酸鹽難溶于水也不與水作用。硅酸除堿金屬外，絕大多數(shù)硅酸鹽難溶于水也不與水作用。硅酸鈉、硅酸鉀是常見的可溶性的硅酸鹽。將二氧化硅與燒堿或鈉、硅酸鉀是常見的可溶性的硅酸鹽。將二氧化硅與燒堿或純堿共熔，可得硅酸鈉。純堿共熔，可得硅酸鈉。SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O(g)SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2(g)Na2SiO3與水反應(yīng)，強(qiáng)烈水解，呈堿性。與水反應(yīng)，強(qiáng)烈水解

41、，呈堿性。SiO32H2O = H2SiO32OH6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)44水玻璃與硅膠水玻璃與硅膠*在一定范圍內(nèi)，在一定范圍內(nèi)，水玻璃的模數(shù)越大水玻璃的模數(shù)越大，水玻璃，水玻璃粘結(jié)性越高粘結(jié)性越高，硬化硬化速率越快速率越快，但粘結(jié)后，但粘結(jié)后強(qiáng)度較低強(qiáng)度較低。因此正確選擇模數(shù)或加入化學(xué)試劑。因此正確選擇模數(shù)或加入化學(xué)試劑(如如NH4Cl或或NaOH)來調(diào)節(jié)模數(shù)，是保證粘結(jié)質(zhì)量的重要因素。來調(diào)節(jié)模數(shù)，是保證粘結(jié)質(zhì)量的重要因素。 水玻璃常用做鑄型砂的粘結(jié)劑：在空氣中遇水玻璃常用做鑄型砂的粘結(jié)劑：在空氣中遇CO2變成粘結(jié)力極變

42、成粘結(jié)力極強(qiáng)的硅凝膠：強(qiáng)的硅凝膠：Na2SiO3 + 2CO2 + 2H2O = H2SiO3(s) + 2NaHCO3也可以使用氯化銨：也可以使用氯化銨：Na2SiO3 + 2NH4Cl = H2SiO3(s) + 2NaCl + 2NH3(g)硅酸鈉的水溶液稱為硅酸鈉的水溶液稱為水玻璃水玻璃，俗稱，俗稱泡花堿泡花堿。硅酸鈉的計(jì)量式可。硅酸鈉的計(jì)量式可表示為表示為Na2OmSiO2(寫成寫成Na2SiO3是簡(jiǎn)化表示是簡(jiǎn)化表示)，m稱為水玻璃的模數(shù)稱為水玻璃的模數(shù)，一般在一般在3 左右。左右。6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)45硅酸

43、分子由于其中含有硅酸分子由于其中含有SiO2與與H2O的比例不同而形成幾種硅酸，的比例不同而形成幾種硅酸，通式為通式為mSiO2nH2O，式中，式中m 和和n 都是正整數(shù)。都是正整數(shù)。m1的硅酸稱為多硅的硅酸稱為多硅酸。硅酸凝膠就是多硅酸，受熱能完全脫水，酸。硅酸凝膠就是多硅酸，受熱能完全脫水， 轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成SiO2。若將。若將其中大部分水脫去，可得白色透明固體，稱為其中大部分水脫去，可得白色透明固體，稱為硅膠硅膠。硅膠的比表面積非常大硅膠的比表面積非常大(800900m2/g)，可用作吸附劑、干燥，可用作吸附劑、干燥劑和催化劑載體。經(jīng)劑和催化劑載體。經(jīng)CoCl2處理可得處理可得變色硅膠變色硅

44、膠，是常用的干燥劑。，是常用的干燥劑。當(dāng)藍(lán)色變成粉紅色時(shí)，就要進(jìn)行再生處理，方可恢復(fù)吸濕能力。當(dāng)藍(lán)色變成粉紅色時(shí)，就要進(jìn)行再生處理，方可恢復(fù)吸濕能力。Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)46 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè)

45、 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)476.5 配位化合物配位化合物 配位化學(xué)是無(wú)機(jī)化學(xué)的一個(gè)重配位化學(xué)是無(wú)機(jī)化學(xué)的一個(gè)重要研究方向。由于配位化學(xué)與要研究方向。由于配位化學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合，以及具有特生命科學(xué)的結(jié)合，以及具有特殊功能配合物的良好前景等，殊功能配合物的良好前景等，使配位化學(xué)獲得很大的發(fā)展。使配位化學(xué)獲得很大的發(fā)展。 Cu(DABT)Cl2配合物的分子結(jié)構(gòu)配合物的分子結(jié)構(gòu)(70K以下呈鐵磁性質(zhì)以下呈鐵磁性質(zhì)) , 配體配體DABT為為2,2-二氨基二氨基-4,4-聯(lián)噻唑的簡(jiǎn)稱聯(lián)噻唑的簡(jiǎn)稱 配位化學(xué)的研究對(duì)象是配位配位化學(xué)的研究對(duì)象是配位化合物，也稱為配合物。化合物，也稱為配合物。

46、首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)486.5 配位化合物配位化合物 H3N NH3 Cu 2+ SO42- H3N NH3 中心離子中心離子 配位體配位體 內(nèi)界內(nèi)界(配離子配離子) 外界外界 首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)49能夠提供孤對(duì)電子，能夠提供孤對(duì)電子，與中心離子配位的中性分子或離子。與中心離子配位的中性分子或離子。 ( (1)配位原子配位原子(coordinating atom)：配位體中直接與中心離子配位體中直接與中心離子 形成配位鍵的原子電負(fù)性較大的非金屬素）。形成配位鍵的原子電負(fù)性較大的非金屬素）。(2)配位數(shù)配位數(shù)(coordination num

47、ber)：配離子中所有的配離子中所有的配位原配位原 子子的總數(shù)。的總數(shù)。6.5.1 6.5.1 配位化合物的組成配位化合物的組成1. 中心離子：中心離子：能夠提供空軌道的離子或原子。能夠提供空軌道的離子或原子。過渡元素離子：如過渡元素離子：如Cr3+、Fe3+、Co3+、Fe2+等等原子：如原子：如Ni、B等。等。2. 配位體配位體(ligand)：6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)50根據(jù)配位體的不同，配合物可分為兩類。根據(jù)配位體的不同，配合物可分為兩類。 單齒配位體單齒配位體簡(jiǎn)單配合物：簡(jiǎn)單配合物：一個(gè)配位體只能提供一個(gè)配位原子，一個(gè)配位體只能提供一

48、個(gè)配位原子，稱為單齒配位體，由單齒配體和中心離子稱為單齒配位體，由單齒配體和中心離子(或中心原子或中心原子)配位的配配位的配合物稱為簡(jiǎn)單配合物。合物稱為簡(jiǎn)單配合物。如：如：F-, Cl-, Br-, CN-, NO2-, NO3-, NH3, H2O等等 多齒配位體多齒配位體特殊配合物：一個(gè)配位體中有多個(gè)配位原子，稱特殊配合物：一個(gè)配位體中有多個(gè)配位原子，稱為多齒配位體。為多齒配位體。配位體中至少有一個(gè)多齒配體和中心離子配位體中至少有一個(gè)多齒配體和中心離子( (或中或中心原子心原子) )配位形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物稱為復(fù)雜配合物或配位形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物稱為復(fù)雜配合物或螯合物螯合物。還有中性金屬原

49、子為配合物形成體還有中性金屬原子為配合物形成體,CO,CO為配體的為配體的羰合物。羰合物。如：草酸根如：草酸根C2O42-, 乙二胺乙二胺NH2CH2CH2NH2(ethylene diamine, en), 乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸EDTA(ethylenediamine tetraacetic acid)6.5 配位化合物配位化合物3. 分類分類首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)51Cu2+NH3NH3H3NH3N Cu(NH3)42+離子的結(jié)構(gòu)6.5 配位化合物配位化合物Cu(en)22+的結(jié)構(gòu) OO CC OOMn+EDTA的結(jié)構(gòu)草酸根的結(jié)構(gòu)首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下

50、一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)526.5.2 6.5.2 配位化合物的命名配位化合物的命名內(nèi)界與外界：內(nèi)界與外界：“某化某某化某”或或“某酸某某酸某”簡(jiǎn)單化合物簡(jiǎn)單化合物內(nèi)界：內(nèi)界：“配位體配位體”合合“中心離子中心離子”（I，II，表明中心離子價(jià)，表明中心離子價(jià)態(tài)）態(tài)）6.5 配位化合物配位化合物配體列出的順序：配體列出的順序：無(wú)機(jī)配體先于有機(jī)配體無(wú)機(jī)配體先于有機(jī)配體無(wú)機(jī)配體中，先負(fù)離子后中性分子無(wú)機(jī)配體中，先負(fù)離子后中性分子同類配體，按配原子元素符號(hào)的字母順序排列同類配體，按配原子元素符號(hào)的字母順序排列不同配體名稱之間以中圓點(diǎn)不同配體名稱之間以中圓點(diǎn)“”分開。分開。以一、二、三表明配體數(shù)目。以一、二、三表

51、明配體數(shù)目。首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)53例：命名下列配位化合物例：命名下列配位化合物Ag(NH3)2ClCu(en)2SO4HAuCl4K3Fe(CN)6KPtCl3(C2H4)CoCl(NH3)3(H2O)2Cl2Co2(CO)86.5 配位化合物配位化合物氯化二氨合銀氯化二氨合銀(I)硫酸二硫酸二(乙二胺乙二胺)合銅合銅(II)四氯合金四氯合金(III)酸酸六氰合鐵六氰合鐵(III)酸鉀酸鉀三氯三氯乙烯合鉑乙烯合鉑(II)酸鉀酸鉀二氯化一氯二氯化一氯三氨三氨二水合鈷二水合鈷(III)八羰合二鈷八羰合二鈷中心離子中心離子Ag+Cu2+Au3+Fe3+Pt2+Co3+Co

52、配位數(shù)配位數(shù)2446468首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)546.5.3 6.5.3 配合物及配位化學(xué)的應(yīng)用配合物及配位化學(xué)的應(yīng)用v 離子的定性鑒定離子的定性鑒定v 電鍍工業(yè)電鍍工業(yè)v 冶金工業(yè)冶金工業(yè)v 生物醫(yī)學(xué)生物醫(yī)學(xué)6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)551. 離子的定性鑒定離子的定性鑒定濃氨水鑒定濃氨水鑒定Cu2 Cu(NH3)42+ （深藍(lán)色深藍(lán)色） KSCN鑒定鑒定Fe3Fe(SCN)2+ （血紅色）（血紅色） K3Fe(CN)6鑒定鑒定Fe2 Fe3Fe(CN)62（滕氏藍(lán)沉淀滕氏藍(lán)沉淀） K4Fe(CN)6鑒定鑒定Fe3 Fe

53、4Fe(CN)63（普魯士藍(lán)沉淀普魯士藍(lán)沉淀）近代通過結(jié)構(gòu)分析近代通過結(jié)構(gòu)分析普魯士藍(lán)普魯士藍(lán)和和滕氏藍(lán)滕氏藍(lán)為組成和結(jié)構(gòu)相同為組成和結(jié)構(gòu)相同的同一種物質(zhì)，分子式為的同一種物質(zhì)，分子式為 KFe Fe(CN)6H2O6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)56 利用螯合劑與某些金屬離子生成有色難溶的螯合物，作為利用螯合劑與某些金屬離子生成有色難溶的螯合物，作為檢驗(yàn)這些離子的特征反應(yīng)。例如丁二肟是檢驗(yàn)這些離子的特征反應(yīng)。例如丁二肟是Ni2的特效試劑，的特效試劑，它與它與Ni作用，生成鮮紅色的二作用，生成鮮紅色的二(丁二肟丁二肟)合鎳內(nèi)配鹽。合鎳內(nèi)配鹽。附圖6.7

54、 二(丁二肟)合鎳配合物的結(jié)構(gòu)6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)572. 電鍍工業(yè)方面電鍍工業(yè)方面在電鍍銅工藝中，一般不直接用在電鍍銅工藝中，一般不直接用CuSO4溶液作電鍍液，而常加溶液作電鍍液，而常加入配位劑焦磷酸鉀入配位劑焦磷酸鉀(K2P2O7)，使形成，使形成Cu(P2O7)26-配離子。電鍍配離子。電鍍液中存在下列平衡：液中存在下列平衡：Cu(P2O7)26 = Cu2+ 2P2O74Cu2+的濃度降低，在鍍件的濃度降低，在鍍件(陰極陰極)上上Cu的析出電勢(shì)代數(shù)值減小，的析出電勢(shì)代數(shù)值減小，同時(shí)析出速率也可得到控制，從而有利于得到較均勻、較光滑

55、、同時(shí)析出速率也可得到控制，從而有利于得到較均勻、較光滑、附著力較好的鍍層。附著力較好的鍍層。 在電鍍工藝中，為了使金屬離子保持恒定的低濃度水平。一般在電鍍工藝中，為了使金屬離子保持恒定的低濃度水平。一般利用配合物的特性使金屬離子形成配離子。利用配合物的特性使金屬離子形成配離子。6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)583. 冶金工業(yè)方面冶金工業(yè)方面 用合適的配位體溶液直接把金屬?gòu)牡V物中浸取出來，再用適當(dāng)?shù)倪€原劑將配合物還原為金屬。也稱為濕法冶金。例如鎳的提取鎳的提取：NiS + 6NH3 Ni(NH3)62+ + S2Ni(NH3)42+ + H2 Ni(

56、粉) + 2NH4+ + 4NH3加壓加壓又如廢舊材料中金的回收廢舊材料中金的回收4Au + 8CN + 2H2O + O2 4Au(CN)2 + 4OH2Au(CN)2 + Zn 2Au + Zn(CN)426.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)594. 生物醫(yī)學(xué)方面生物醫(yī)學(xué)方面 在生物方面，以在生物方面，以Mg2+為中心的大環(huán)配合物葉綠素能進(jìn)行光合作用，為中心的大環(huán)配合物葉綠素能進(jìn)行光合作用，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。以Fe2為中心的卟啉配合物血紅素能輸為中心的卟啉配合物血紅素能輸送送O2，而煤氣中毒是因?yàn)檠t素中的，而煤氣中毒是因?yàn)?/p>

57、血紅素中的Fe2與與CO生成了更穩(wěn)定的生成了更穩(wěn)定的配合物而失去了運(yùn)輸配合物而失去了運(yùn)輸O2的功能。能固定空氣中的功能。能固定空氣中N2的植物固氮酶是的植物固氮酶是鐵和鉬蛋白質(zhì)配合物。鐵和鉬蛋白質(zhì)配合物。 鉛中毒主要損害神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和腎臟。我國(guó)兒鉛中毒主要損害神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和腎臟。我國(guó)兒童鉛中毒比例很高。童鉛中毒比例很高。 在醫(yī)藥方面，順鉑在醫(yī)藥方面，順鉑Pt(NH3)2Cl2具有抗癌具有抗癌的作用，的作用，EDTA的鈣鈉鹽是排除人體內(nèi)的鈣鈉鹽是排除人體內(nèi)Hg、Pb、Cd等有毒金屬和等有毒金屬和U、Th、Pu等放射等放射性元素的高效解毒劑等等。性元素的高效解毒劑等

58、等。Pb 2+ +Ca(edta) 2- =Pb(edta) 2- +Ca 2+ 順鉑的結(jié)構(gòu)順鉑的結(jié)構(gòu)6.5 配位化合物配位化合物首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)60 6.1 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì) 6.2 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 6.3 無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的物理性質(zhì) 6.4 無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)無(wú)機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì) 6.5 配位化合物配位化合物 6.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 第第6章章 元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料元素化學(xué)與無(wú)機(jī)材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)616.6 無(wú)機(jī)材料無(wú)機(jī)材料 材料是人類賴以生存和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料發(fā)展的歷史反材料是人類

59、賴以生存和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料發(fā)展的歷史反映了人類社會(huì)發(fā)展的文明史。新材料的研究和開發(fā)已被認(rèn)為映了人類社會(huì)發(fā)展的文明史。新材料的研究和開發(fā)已被認(rèn)為是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一。是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一。 材料的品種繁多，材料的分類方法主要有兩種。材料的品種繁多，材料的分類方法主要有兩種。根據(jù)用途根據(jù)用途結(jié)構(gòu)材料：以強(qiáng)度為特征，如建筑、構(gòu)件結(jié)構(gòu)材料：以強(qiáng)度為特征，如建筑、構(gòu)件功能材料：以光、電、磁、熱等性能為特征的材料功能材料：以光、電、磁、熱等性能為特征的材料化學(xué)組成化學(xué)組成金屬材料金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料復(fù)合材料復(fù)合材料首頁(yè)首頁(yè) 上一頁(yè)上一頁(yè) 下一

60、頁(yè)下一頁(yè) 末頁(yè)末頁(yè)626.6.1 6.6.1 金屬和合金材料金屬和合金材料金屬材料的優(yōu)點(diǎn)：金屬材料的優(yōu)點(diǎn)：良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的機(jī)械加工性能高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的機(jī)械加工性能較為廣泛的溫度使用范圍較為廣泛的溫度使用范圍金屬材料的缺點(diǎn)：金屬材料的缺點(diǎn)：易腐蝕、難以滿足高新技術(shù)更高溫度的需要易腐蝕、難以滿足高新技術(shù)更高溫度的需要思考思考：911911事件中紐約世貿(mào)大廈坍塌的原因？事件中紐約世貿(mào)大廈坍塌的原因？合金鋼強(qiáng)度經(jīng)得起合金鋼強(qiáng)度經(jīng)得起1212級(jí)臺(tái)風(fēng)、各種龍卷風(fēng)的襲擊，也耐得住地級(jí)臺(tái)風(fēng)、各種龍卷風(fēng)的襲擊，也耐得住地震、雷電或爆炸的侵?jǐn)_。但其優(yōu)良的導(dǎo)熱性，使他經(jīng)不