無(wú)機(jī)化學(xué)課件：第23章 無(wú)機(jī)物性質(zhì)規(guī)律討論

1、第二十三章第二十三章無(wú)機(jī)物性質(zhì)規(guī)律討論無(wú)機(jī)物性質(zhì)規(guī)律討論第一節(jié)、物質(zhì)的顏色一、顯色原理：一、顯色原理：P717二、二、d-d躍遷與荷移吸收躍遷與荷移吸收三、固體化合物的顏色與能帶理論三、固體化合物的顏色與能帶理論第二節(jié)第二節(jié) 非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和非金屬單質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)性質(zhì)結(jié)構(gòu) B C N2 O2 F2 Si P4 S8 Cl2 As4 Se8 Br2 Te8 I2 大分子 多原子分子 雙原子分子B.P: 大分子 多原子分子雙原子分子性質(zhì)n 單質(zhì)與酸、堿的反應(yīng)單質(zhì)與酸、堿的反應(yīng)單質(zhì)與酸的反應(yīng)nI2 + 10HNO3 = 2HIO3 + 10NO2 + 4H2OnS + 6HNO3 = H2SO4

2、+ 6NO2 + 2H2OnP + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2 + H2OnC + 4HNO3 = CO2 + 4NO2 + 2H2On3Si + 18HF +4HNO3 = 3H2SiF6 +4NO+ 8H2OnB + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2 單質(zhì)與堿的反應(yīng)n分為兩大類： 歧化與非歧化反應(yīng)歧化與非歧化反應(yīng)歧化：Cl2 + 2OH-（稀、冷 ） = ClO-+ Cl- +H2O3Cl2 +6OH-（濃、熱） = ClO3-+ 5Cl- +3H2O3I2 +6OH- = IO3-+ 5I- +3H2O3S + 6OH- = SO32-+ 2S2- +3H2O4P

3、+ 3OH- +3H2O = 3H2PO2-+ PH3非歧化反應(yīng)nSi + 2OH-+ H2O = SiO32- + 2H2n2B + 2OH- + 2H2O = 2BO2- + 3H2單質(zhì)在水中的化學(xué)行為n B C N O Fn Si P S Cln As Se Brn Te In Atn*從堿中置換出H2；*從水中置換出O2；n在水中歧化； 在堿中歧化氫化物n 氫鍵nB2H6 CH4 NH3 H2O HFn SiH4 PH3 H2S HCln GeH4 AsH3 H2Se HBrn （SnH4）SbH3 H2Te HIn熱穩(wěn)定性 增強(qiáng)； 減弱n還原性 減弱； 增強(qiáng)n水溶液的酸堿性 增加；

4、增大第三節(jié) 物質(zhì)的酸性與堿性n一、無(wú)氧酸的強(qiáng)度nHA + H2O = H3O+ + A-n HA（aq）= H+（aq）+ A- （aq） rGm0 = - RT In Ka rGm0 =rHm0-TrSm0無(wú)氧酸HX酸強(qiáng)度n1、同周期元素：從左到右，酸性增強(qiáng)n如：NH3H2O HCl HBr HF （原因？nHF: rHm0 是最小的負(fù)值； rSm0是最大的負(fù)值二、含氧酸H3BO3 H2CO3 HNO3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 H3AsO4 H2SeO4 HBrO4 HSb(OH)6 H2TeO4 H5IO6 最高氧化態(tài)的氫氧化物組成B(OH)3 C(OH)4 N(

5、OH)5 不脫水 -H2O -2H2O H3BO3* H2CO3 HNO3*一般 Si(OH)4 P(OH)5 S(OH)6 Cl(OH)7 -H2O -H2O -2H2O - 3H2O H2SiO3* H3PO4 H2SO4 HClO4 *有時(shí)不脫水H4SiO4規(guī)律n同周期: 從左到右脫水個(gè)數(shù)增加-氧化數(shù)增加半徑減小。n同族(氧化數(shù)相同) : 從上到下脫水個(gè)數(shù)減少-氧化數(shù)相同但半徑增大。H3BO3 H2CO3 HNO3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4規(guī)律：n同周期：半徑減小，MO結(jié)合能力增加，鍵不易斷裂n同族(氧化數(shù)相同) : 氧化數(shù)相同，但半徑增大。鍵強(qiáng)（MO）漸弱含氧酸

6、的強(qiáng)度 ROHR 的電負(fù)性越大，RO間的結(jié)合力越強(qiáng)，酸性越強(qiáng)。.當(dāng)離子勢(shì)（Z/r）越大，則對(duì)氧的引力越大，酸性越強(qiáng)。反之，堿性越強(qiáng)。H3BO3 H2CO3 HNO3 弱酸 弱酸 強(qiáng)酸 5. 8x10-10 4.4x10-7 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 中強(qiáng)酸 強(qiáng)酸 最強(qiáng) 1.7x10-10 7.1x10-3規(guī)律n同周期(從左至右)： 酸性增加半徑減小，氧化數(shù)增大。n同族且氧化數(shù)相同(從上至下)： 酸性漸小半徑增大。n同元素但氧化數(shù)不同： 氧化數(shù)越大，酸性越強(qiáng)（原因？ HClO4 HClO3 HClO2 HClO H2SO4 H2SO3 ; HNO3 HNO2含氧酸的

7、強(qiáng)度的Pauling 規(guī)則n1、多元酸： K1：K2：K3 1：10-5：10-10.n2、含氧酸HnROm 可寫為ROm-n(OH) n 非羥基數(shù)N=m-n 非羥基數(shù)N與K1的關(guān)系n K1 10 5N-7n N K1 酸強(qiáng)度nR(OH) n 0 10 7 很弱 HClOnRO(OH) n 1 10 2 中強(qiáng) H2CO3nRO2(OH) n 2 10 3 強(qiáng) HClO3 nRO3(OH) n 3 10 8 很強(qiáng) HClO4說(shuō)明nH3PO2 中強(qiáng)酸n n非羥基數(shù)N=1OPHOHHnH3PO3 中強(qiáng)酸n n非羥基數(shù)N=1n OPOHOHH第四節(jié)、含氧酸及鹽的氧化性1、影響因素：n中心原子對(duì)電子的結(jié)

8、合能力n分子的穩(wěn)定性n鍵能n其他(酸堿性、濃度、動(dòng)力學(xué)等)2、規(guī)律（1）同周期(從左至右)： 氧化性增加氧化數(shù)增大，半徑減小，電負(fù)性增大，得電子能力增強(qiáng)。 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 H3BO3 H2CO3 HNO3（2）同元素但氧化態(tài)不同： 低氧化態(tài)的氧化性強(qiáng)-原因：氧化態(tài)高的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)需斷裂更多的鍵. HClO4 HClO3 HClO2 HClO #同族且氧化數(shù)相同(從上至下)： 總趨勢(shì)氧化性增大,但呈鋸齒型升高.HIO4 HClO4 HIO3 HClO3（原因見P599）3、含氧酸鹽n熱穩(wěn)定性- 取決于陰離子的穩(wěn)定性和陽(yáng)離子的極化能力規(guī)律（1）同一金屬的酸式鹽比正鹽穩(wěn)

9、定性差 NaHCO3 CO2 + Na2CO3 + H2O Na2CO3 CO2 + Na2O Na2SO4 穩(wěn)定 NaHSO4 SO3 + Na2SO4 + H2O*H+的反極化能力強(qiáng)，致使R-O鍵更易斷裂，所以酸式鹽更易分解。 K343 K2073 K1273 K588（2）同一酸根，不同金屬陽(yáng)離子 穩(wěn)定性： 堿金屬鹽堿土金屬鹽 過(guò)渡金屬鹽 銨鹽 8e 8e 18,9-17e;18+2e原因:陽(yáng)離子的極化能力漸強(qiáng) Na2CO3 CaCO3 ZnCO3 (NH4)2CO3分解溫度(K): 2073 1173 623 331*隨極化能力的不同,分解產(chǎn)物不同. CuSO4 CuO + SO3（簡(jiǎn)

10、單分解反應(yīng)） AgSO4 Ag + O2 + SO3 NaNO3 NaNO2 + O2 Pb(NO3)2 PbO + NO2 + O2 AgNO3 Ag + NO2 + O2 極化能力:Ag+(18e ) ,Pb+2(18+2e ) Na+(8e )（3）同一金屬,不同酸根鹽 的穩(wěn)定性n硫酸鹽,磷酸鹽,硅酸鹽碳酸鹽硝酸鹽,亞硫酸鹽,氯酸鹽Na3PO4 Na2SO4 Na2CO3 NaNO3 NaClO3 難 難 2073K 653 573K第五節(jié)、無(wú)機(jī)化合物的水解1、陰離子的水解n陰離子的水解能力與它的共軛酸的強(qiáng)度成反比. 強(qiáng)酸的陰離子不水解;Cl-,Br-,I-,NO3-,ClO4- 弱酸的陰離子易水解;SiO32-,CO32-,PO43-,S2-2、陽(yáng)離子的水解n陽(yáng)離