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1、关于无机化学元素及化合物第一张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月第一部分、氢第一部分、氢一、氢在自然界的分布一、氢在自然界的分布(H、D、T)二、氢的成键特征二、氢的成键特征 氢的电子层构型为氢的电子层构型为1s1，电负性为，电负性为2.2。1.形成离子键形成离子键：与：与Na、K、Ca等形成等形成H-，这个，这个离子因有较大的半径离子因有较大的半径(208 pm)，主要存在于，主要存在于和和IA、IIA中中(除除Be外外)的金属所形成的离子型的金属所形成的离子型氢化物的晶体中。氢化物的晶体中。第二张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2.2.形成共价键形成共价键 1)H1)
2、H2 2 (非极性非极性)2)2)极性共价键极性共价键 H H2 2O O、HClHCl3.3.独特的键型独特的键型4.4.1)1)氢原子失去氢原子失去1 1s s电子成为电子成为H H+。但是除了气但是除了气态的质子外，态的质子外，H H+总是与其它的原子或分子相总是与其它的原子或分子相结合，如结合，如H H3 3O O+；5.5.2)2)氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的氢原子可以填充到许多过渡金属晶格的空隙中，形成一类非整比化合物，一般称之为空隙中，形成一类非整比化合物，一般称之为金属氢化物。金属氢化物。如，如，LaHLaH2.872.87。ZrHZrH1.301.30 3)3)氢桥键氢
3、桥键(在缺电子化合物中存在在缺电子化合物中存在)4)4)氢键氢键第三张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月硼烷的结构硼烷的结构 B B：利用：利用spsp3 3杂化轨道，与氢形成三中心两电子键杂化轨道，与氢形成三中心两电子键。(氢桥氢桥)记作：记作：要点要点：B B的杂化方式的杂化方式SPSP3 3，三中，三中心两电子键心两电子键(3c-2e)(3c-2e)、硼氢桥、硼氢桥。第四张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月三、氢的性质和用途三、氢的性质和用途 H H2 2分子具有高键焓分子具有高键焓(436 kJ/mol)(436 kJ/mol)和短键长和短键长(74pm)(74pm
4、)，由于分子质量小，电子数少，分子间力非，由于分子质量小，电子数少，分子间力非常弱，只有到常弱，只有到20K20K时才液化。时才液化。H H2 2的高键能的高键能，决定了，决定了H H2 2有一定的惰性，在常温有一定的惰性，在常温下与许多元素的反应很慢，但在加热和光照时反应下与许多元素的反应很慢，但在加热和光照时反应迅速发生。迅速发生。2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O HO H2 2+Cl+Cl2 2=2HCl=2HCl高温下氢是一个很好的还原剂高温下氢是一个很好的还原剂 制备许多高纯金属：制备许多高纯金属：CuO+H2=Cu+H2O TiCl4+2H2=Ti+4HCl 在适当
5、温度、压力和相应催化剂的条件下，在适当温度、压力和相应催化剂的条件下，H2可可以和一系列的有机不饱和化合物加氢反应。以和一系列的有机不饱和化合物加氢反应。加热加热加热加热光照光照加热加热第五张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月四四、氢的制备、氢的制备(化学法、电解法化学法、电解法)H H2 2在地壳中的存在量很低，主要是以水的形式在地壳中的存在量很低，主要是以水的形式存在。最经济的方法是用存在。最经济的方法是用C C和和CHCH4 4高温还原高温还原H H2 2O O。CHCH4 4+H+H2 2OCO(g)+3HOCO(g)+3H2 2(g)(1000)(g)(1000)C(s)+
6、H C(s)+H2 2O(g)CO(g)+HO(g)CO(g)+H2 2(g)(1000)(g)(1000)CO(g)+H CO(g)+H2 2O(g)COO(g)CO2 2(g)+H(g)+H2 2(g)(g)(高温高温)第六张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 H2(g)+2Li(s)=2LiH (加热加热)H2+2Na=2NaH (653K)H2+Ca=CaH2 (423573K)这类氢化物具有离子型化合物的共性，它们都是白色晶体，这类氢化物具有离子型化合物的共性，它们都是白色晶体，常因含少量金属而显灰色。除常因含少量金属而显灰色。除LiH、BaH2外，一般都会在熔外，一般都会
7、在熔化前后分解为单质。化前后分解为单质。五、氢化物五、氢化物 氢同其它元素形成的二元化合物叫做氢化物。除稀有气体外，大氢同其它元素形成的二元化合物叫做氢化物。除稀有气体外，大多数的元素几乎都能同氢结合而成氢化物。多数的元素几乎都能同氢结合而成氢化物。1.1.离子型氢化物及制备离子型氢化物及制备2.2.氢同电负性很小的碱金属和碱土金属在高温下直接化合时，它氢同电负性很小的碱金属和碱土金属在高温下直接化合时，它倾向于获得一个电子，成为倾向于获得一个电子，成为H H-离子。离子。第七张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 离子型氢化物是强还原剂离子型氢化物是强还原剂,遇水可还原水中遇水可还原
8、水中H+。利用此性质，在实验室可以除去许多有机溶剂中利用此性质，在实验室可以除去许多有机溶剂中微量的水。高温下还原金属盐。微量的水。高温下还原金属盐。NaH+H2O=H2(g)+NaOH TiCl4+4NaH=Ti+4NaCl+2H2 UO2+CaH2=U+Ca(OH)2 3.3.分子型氢化物分子型氢化物4.4.氢与氢与p区元素形成二元共价型化合物，根据路区元素形成二元共价型化合物，根据路易斯结构中电子数和化学键的相对数目分为：易斯结构中电子数和化学键的相对数目分为：5.缺电子化合物：缺电子化合物：B2H6是三中心两电子键。是三中心两电子键。6.足电子化合物：足电子化合物：CH4等等7.富电子
9、化合物：富电子化合物：NH3、H2O等等第八张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月六、氢能源六、氢能源 每每mol燃料燃烧放出的热燃料燃烧放出的热燃烧热燃烧热 H2:241.836 kJ/mol 高能、无污染、无腐蚀。高能、无污染、无腐蚀。问题：问题：氢气的规模发生氢气的规模发生 氢气的储存：氢气的储存：钯，镍合金等。钯，镍合金等。第九张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月(二二)稀有气体稀有气体1 1、稀有气体的存在、性质和制备、稀有气体的存在、性质和制备价电子层结构价电子层结构He Ne Ar Kr Xe Rn He Ne Ar Kr Xe Rn 1 1s s2 2 2 2
10、s s2 22 2p p6 6 3 3s s2 23 3p p6 6 4 4s s2 24 4p p6 6 5 5s s2 25 5p p6 6 6 6s s2 26 6p p6 6(1)(1)存在：稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，存在：稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此稀有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成因此稀有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键，以单质形式存在。化学键，以单质形式存在。(2)(2)物性：稀有气体均为单原子分子，物性：稀有气体均为单原子分子，HeHe是所有单质中是所有单质中沸点最低的气体。沸点最低的气体。(3)(3)制备：制备：空气的液化
11、空气的液化 稀有气体的分离。稀有气体的分离。第十张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2 2、稀有气体化合物、稀有气体化合物O O2 2+PtF+PtF6 6=O=O2 2+PtFPtF6 6 由于由于O O2 2的第一电离能的第一电离能(1175.7 kJ/mol)(1175.7 kJ/mol)和氙的第一和氙的第一电离能电离能(1171.5 kJ/mol)(1171.5 kJ/mol)非常接近，于是想到用氙代非常接近，于是想到用氙代替氧可能会发生同样的反应。结果成功了。替氧可能会发生同样的反应。结果成功了。Xe+PtFXe+PtF6 6=Xe=Xe+PtFPtF6 6(1)(1)氟化
12、物氟化物 制备：制备：氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物氟化物 F F2 2+Xe(+Xe(过量过量)XeF)XeF2 2F F2 2+Xe(+Xe(少量少量)XeF)XeF4 4F F2 2+Xe(+Xe(少量少量)XeF)XeF6 6第十一张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月性质性质(a)(a)强氧化性：氧化能力按强氧化性：氧化能力按XeFXeF2 2XeFXeF4 4XeFXeF6 6顺序递增。顺序递增。一般情况被还原为单质。一般情况被还原为单质。NaBrONaBrO3 3+XeF+XeF2 2+H+H2 2ONaBrOONaBr
13、O4 4+2HF+Xe+2HF+XeXeFXeF2 2+H+H2 2 2HF+Xe 2HF+XeXeFXeF2 2+2Cl+2Cl-2F 2F-+Xe+Cl+Xe+Cl2 2XeFXeF4 4+Pt 2PtF+Pt 2PtF4 4+Xe+Xe 第十二张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月(b)(b)与水反应：氙氟化物与水反应活性不同与水反应：氙氟化物与水反应活性不同2XeF2XeF2 2+2H+2H2 2O=2Xe+4HF+OO=2Xe+4HF+O2 2(在碱中迅速反应在碱中迅速反应)6XeF6XeF4 4+12H+12H2 2O=2XeOO=2XeO3 3+4Xe+3O+4Xe+3O
14、2 2+24HF+24HF XeFXeF6 6+3H+3H2 2O=XeOO=XeO3 3+6HF+6HF XeFXeF6 6+H+H2 2O=XeOFO=XeOF4 4+2HF(+2HF(不完全水解不完全水解)XeO3+(2)氧化物氧化物 氙的氧化物是无色、易潮解、易爆炸的晶状固体。由氟化氙的氧化物是无色、易潮解、易爆炸的晶状固体。由氟化物水解制备。物水解制备。XeO3：是易潮解和易爆炸的化合物，具有强氧化性。：是易潮解和易爆炸的化合物，具有强氧化性。盐酸盐酸 Cl2 Fe2+Fe3+Br-BrO3-XeO4：很不稳定，具有爆炸：很不稳定，具有爆炸性的气态化合物。性的气态化合物。第十三张，P
15、PT共二百七十六页，创作于2022年6月(3)(3)稀有气体化合物的构型稀有气体化合物的构型分子分子 价电子价电子 价电子价电子 可能可能 最稳定最稳定 对数对数 对构型对构型 构型构型 构型构型 XeF2 5 三角双锥三角双锥 三种三种 直线型直线型 XeF4 6 八面体八面体 二种二种 平面四面形平面四面形 XeF6 7 变形八面体变形八面体 二种二种 变形八面体变形八面体 XeOF4 6 八面体八面体 二种二种 四方锥形四方锥形 XeO3 4 四面体四面体 一种一种 三角锥形三角锥形 XeO4 4 四面体四面体 一种一种 正四面体正四面体第十四张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6
16、月第二部分、卤素元素第二部分、卤素元素第十五张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月一、卤素的通性卤素的通性 卤素原子最外层电子结构是卤素原子最外层电子结构是ns2np5，达到八，达到八电子稳定结构，仅缺少电子稳定结构，仅缺少1个电子，它们都有获得个电子，它们都有获得1个电子成为卤离子个电子成为卤离子X-的强烈倾向的强烈倾向。F F 电子亲合能减小电子亲合能减小 ClCl 电负性减小电负性减小 BrBr 第一电离能减小第一电离能减小 I I 共价半径和离子半径增大共价半径和离子半径增大 单质氧化性减小单质氧化性减小 分子离解能减小分子离解能减小第十六张，PPT共二百七十六页，创作于202
17、2年6月 Cl、Br、I 都有空的都有空的d 轨道，其轨道，其s 和和p 电子可以电子可以激发到激发到d 轨道参与成键，显示出轨道参与成键，显示出最高氧化态最高氧化态+7。氧化数为正氧化数为正的化合物都显示出氧化性，尤其是的化合物都显示出氧化性，尤其是在酸性介质中。在酸性介质中。二、卤素的成键特征卤素的成键特征 卤素原子最外层电子结构为卤素原子最外层电子结构为ns2np5，除，除F外，外，其他卤素还可以有空的其他卤素还可以有空的nd 轨道成键，其单质和轨道成键，其单质和化合物的成键特征：化合物的成键特征：1.有一成单有一成单p 电子，单质双原子分子可以组成一个电子，单质双原子分子可以组成一个非
18、极性共价键非极性共价键；2.获得一电子达到惰性元素稳定电子结构，获得一电子达到惰性元素稳定电子结构，氧化氧化数为数为-1第十七张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月1)活泼金属生成离子型化合物；2)与电负性小的非金属元素化合成极性共价键；3)配位键4.除F 外，Cl、Br、I 可显示正氧化态，氧化数为+1、+3、+5、+7第十八张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月三、卤素单质及性质卤素单质及性质1 1、氟、氟 氟是最活泼的非金属元素，氟单质是目前已知的最强氧化剂。氟是最活泼的非金属元素，氟单质是目前已知的最强氧化剂。与金属反应与金属反应：在高温和低温可以和所有的金属直接反应生
19、成：在高温和低温可以和所有的金属直接反应生成高价高价氟化氟化物。物。nF2+2M=2MFn 与非金属反应与非金属反应：氟几乎能与所有非金属：氟几乎能与所有非金属(氧、氮除外氧、氮除外)直接化合直接化合 2F2+S=SF4 (SF6)2F2+Si=SiF4 3F2+2P=2PF3(PF5)甚至能氧化甚至能氧化极不活泼的稀有气体氙极不活泼的稀有气体氙，也能在，也能在523 K与氟反应生成氟化物：与氟反应生成氟化物：F2+Xe=XeF2 (XeF4、XeF6)n 氟是人体形成强壮的骨骼和预防龋齿所必需的微量元素。氟是人体形成强壮的骨骼和预防龋齿所必需的微量元素。n 氟化物无论是气态、液态还是固态都对
20、皮肤有严重的灼伤，这是由于氟化物的氟化物无论是气态、液态还是固态都对皮肤有严重的灼伤，这是由于氟化物的水解产生氟化氢的缘故。水解产生氟化氢的缘故。n氟能氧化高能燃料：氟能氧化高能燃料：2F2F2 2+N+N2 2H H4 4=N=N2 2+4HF+4HF；nCaFCaF2 2、MgFMgF2 2难溶于水，难溶于水，AgFAgF可溶于水；可溶于水；n氟能使硫氧化为氟能使硫氧化为+6+6价，其它卤素均不能将硫氧化为价，其它卤素均不能将硫氧化为+6+6价。价。第十九张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2、卤素与水的反应、卤素与水的反应卤素与水的反应类型卤素与水的反应类型：X X2 2+H+
21、H2 2O=2HX+OO=2HX+O2 2 (F)(F)X X2 2+H+H2 2O=HX+HXOO=HX+HXO(Cl(Cl、BrBr、I)I)卤素间的置换反应卤素间的置换反应：卤素单质的氧化能力：卤素单质的氧化能力：F F2 2 Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2 卤素离子的还原能力卤素离子的还原能力:F:F-Cl Cl-Br Br-I I-但氟气通过稀的氢氧化钠溶液但氟气通过稀的氢氧化钠溶液(2%(2%水溶液水溶液)生生成氟化钠，同时放出一种无色气体成氟化钠，同时放出一种无色气体OFOF2 2气体气体(还有还有可能生成可能生成O O3 3)。2F2F2 2+2OH+2OH
22、=2F=2F +OF+OF2 2+H+H2 2O O第二十张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月四、卤素的存在、提取和用途四、卤素的存在、提取和用途1.1.氟的制备氟的制备2.2.氟的生产氟的生产不能使用水溶液电解质不能使用水溶液电解质，这是，这是由于产生的氟会立即氧化由于产生的氟会立即氧化H H2 2O O。3.3.工业上工业上通常是电解熔融通常是电解熔融HFHF中的中的KF(KF(即即K KHFHF2 2)4.4.阳极阳极(无定形碳无定形碳)：2F2F-=F=F2 2+2e+2e-5.5.阴极：阴极：2HF2HF2 2-+2e+2e-=H=H2 2+4F+4F-6.6.总反应式：总
23、反应式：2KHF2KHF2 2(熔融熔融)=)=电解电解=2KF+H=2KF+H2 2+F+F2 2第二十一张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2.2.ClCl2 2的制备的制备3.3.工业上工业上4.4.阳极阳极(石墨、石墨、RuORuO2 2)：2Cl2Cl-(aq)Cl(aq)Cl2 2(g)+2e(g)+2e-5.5.阴极：阴极：2H2H2 2O(l)+2eO(l)+2e-2OH2OH-+H+H2 2(g)(g)6.6.Cl Cl2 2也是熔盐电解制钠的副产物。也是熔盐电解制钠的副产物。7.7.实验室实验室8.8.MnOMnO2 2+2NaCl+3H+2NaCl+3H2 2S
24、OSO4 4=MnSO=MnSO4 4+2NaHSO+2NaHSO4 4+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O第二十二张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月3.3.溴和碘的制备溴和碘的制备4.4.通过化学法通通过化学法通ClCl2 2氧化富氧化富BrBr-和和I I-的海水，以空的海水，以空气流将得到的气流将得到的BrBr2 2和和I I2 2从溶液中驱出：从溶液中驱出：5.5.ClCl2 2+2X+2X-(aq)2Cl(aq)2Cl-(aq)+X(aq)+X2 2(g)(g)6.6.吹出吹出BrBr2 2用用NaNa2 2COCO3 3吸收：吸收：7.7.3Br3Br2 2+3N
25、a+3Na2 2COCO3 3=5NaBr+NaBrO=5NaBr+NaBrO3 3+3CO+3CO2 2 用用H H2 2SOSO4 4酸化，酸化，BrBr2 2从溶液中析出：从溶液中析出：5NaBr+NaBrO5NaBr+NaBrO3 3+3H+3H2 2SOSO4 4=3Na=3Na2 2SOSO4 4+3Br+3Br2 2+3H+3H2 2O O第二十三张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 碘在碘在ClCl2 2过量的情况下被氧化为过量的情况下被氧化为IOIO3 3-，I I2 2+5Cl+5Cl2 2+6H+6H2 2O=2IOO=2IO3 3-+10Cl+10Cl-+12
26、H+12H+当当IOIO3 3-积累到一定浓度时用积累到一定浓度时用NaHSONaHSO3 3还原：还原：2IO2IO3 3-+5HSO+5HSO3 3-=3HSO=3HSO4 4-+2SO+2SO4 42-2-+H+H2 2O+IO+I2 2第二十四张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月五、卤化氢和氢卤酸五、卤化氢和氢卤酸1.卤化氢的物理化学性质卤化氢的物理化学性质2.性质性质 HF HCl HBr HI熔点熔点/K 189.6 158.94 186.28 222.36沸点沸点/K 292.67 188.1 206.43 237.80气态分子核间距气态分子核间距/Pm92 127.6
27、 141.0 162气态分子的偶极距气态分子的偶极距/D 1.91 1.07 0.828 0.448H-X 键能键能/KJ.mol-1 569.0 431 369 297.1沸点时密度沸点时密度/g.cm-1 0.991 1.187 2.160 2.799溶解度溶解度(293K,101kPa)/%35.3 42 49 57表观电离度表观电离度 10 92.6 93.5 95(0.1mol.dm-3.291K)%第二十五张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 HF、HCl、HBr、HI 酸性增强；酸性增强；X-还原性增强。还原性增强。HI在常温时被空气中氧气氧化成在常温时被空气中氧气氧化
28、成I2，而氧，而氧化化HBr则很缓慢，则很缓慢，HCl则很稳定则很稳定第二十六张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月HFHF是弱酸是弱酸：HF=HHF=H+F+F-K Ka a=6.610=6.610-4-4在浓溶液中缔合：在浓溶液中缔合：HF+HF=(HF)HF+HF=(HF)2 2H H2 2F F2 2(为一元酸为一元酸)的电离度大于的电离度大于HFHF：H H2 2F F2 2=H=H+HF+HF2 2-K K=5=5HFHF有腐蚀有腐蚀SiOSiO2 2和硅酸盐的特殊性质。和硅酸盐的特殊性质。第二十七张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2.2.氢卤酸的制法氢卤酸的制
29、法3.3.工业上：工业上：H H2 2+Cl+Cl2 2=HCl=HCl实验室：实验室：实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点实验室里卤化氢可由卤化物与高沸点(H(H2 2SOSO4 4，H H3 3POPO4 4)反应制取。反应制取。CaFCaF2 2+H+H2 2SOSO4 4(浓浓)=CaSO)=CaSO4 4+2HF(+2HF(不可用玻璃仪器不可用玻璃仪器)NaC1+H NaC1+H2 2SOSO4 4(浓浓)=NaHSO)=NaHSO4 4+HC1+HC1 但但HBrHBr和和HIHI则容易发生进一步氧化，则容易发生进一步氧化，2HBr+H2HBr+H2 2SOSO4 4(浓浓)=SO)=
30、SO2 2+Br+Br2 2+2H+2H2 2O O 8HI+H 8HI+H2 2SOSO4 4(浓浓)=H)=H2 2S+4IS+4I2 2+4H+4H2 2O O 最好用非氧化性的磷酸。最好用非氧化性的磷酸。第二十八张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月非金属卤化物的水解非金属卤化物的水解：PBr3+3H2O=H3PO3+3HBr PI3+3H2O=H3PO3+3HI或：或：2P+3Br2+6H2O=2H3PO3+6HBr 2P+3I2+6H2O=2H3PO3+6HI第二十九张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月六、卤化物六、卤化物 卤素卤素有很强的氧化性。其它元素和氟形成
31、有很强的氧化性。其它元素和氟形成氟化物，其它元素往往表现出最高氧化态。氟化物，其它元素往往表现出最高氧化态。F I，氧化性减弱。其它元素和，氧化性减弱。其它元素和 I 化合时，表化合时，表现出较低的氧化态，如现出较低的氧化态，如CuI。大多数金属卤化物可以由元素的单质直接化合大多数金属卤化物可以由元素的单质直接化合生成。生成。nX2+2M=2MXn第三十张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2.2.卤素互化物卤素互化物3.3.由两种卤素组成的化合物，叫卤由两种卤素组成的化合物，叫卤素互化物。它们的分子有一个较重的卤素互化物。它们的分子有一个较重的卤原子和奇数个较轻的卤原子构成。通式原子
32、和奇数个较轻的卤原子构成。通式为为XY、XY3、XY5和和XY7，较重的、电，较重的、电负性较低的卤原子为中心原子。负性较低的卤原子为中心原子。第三十一张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 中心卤素原子的氧化数中心卤素原子的氧化数决定于两种互相化决定于两种互相化合的卤原子的合的卤原子的电负性差电负性差。当电负性差相当大时，。当电负性差相当大时，中心卤原子的氧化数可以很高。如：中心卤原子的氧化数可以很高。如：IF7、BrF5、ClF3，这类化合物中绝大多数是不稳，这类化合物中绝大多数是不稳定的，具有极强的化学活性，遇水发生分解：定的，具有极强的化学活性，遇水发生分解：XX+H2O H+
33、X-+HXO IF5+3H2O H+IO3-+5HF第三十二张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 所有卤素互化物都是氧化剂所有卤素互化物都是氧化剂，ClF3和和BrF3遇有机物发生剧烈反应遇有机物发生剧烈反应(往往爆炸往往爆炸)，能燃烧石，能燃烧石棉，能驱除许多金属氧化物中的氧：棉，能驱除许多金属氧化物中的氧：2Co3O4+6ClF3(g)6CoF3(s)+3Cl2(g)+4O2(g)第三十三张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2 2拟卤素拟卤素某些某些-1-1价阴离子在形成离子化合物和共价化合物时，价阴离子在形成离子化合物和共价化合物时，表现出与卤离子相似的性质。在自由状
34、态时，其性表现出与卤离子相似的性质。在自由状态时，其性质与卤素单质很相似，通常称为拟卤素。质与卤素单质很相似，通常称为拟卤素。拟卤素主要包括氰拟卤素主要包括氰(CN)(CN)2 2、硫氰、硫氰(SCN)(SCN)2 2、氧氰、氧氰(OCN)(OCN)2 2，它们的阴离子有氰离子它们的阴离子有氰离子CNCN、硫氰酸、硫氰酸SCNSCN、氰酸根离子、氰酸根离子CNOCNO 。(1)(1)和卤素的单质相似，在水中也有水解作用和卤素的单质相似，在水中也有水解作用 如如：(SCN)(SCN)2 2+H+H2 2O HSCN+HSCNOO HSCN+HSCNO (CN)(CN)2 2+2OH+2OH=CN
35、=CN+CNO+CNO+H+H2 2O O(2)(2)和卤素离子相似，阴离子具有还原性，其强弱顺和卤素离子相似，阴离子具有还原性，其强弱顺序为：序为：F FOCNOCNClClBrBrCNCNSCNSCNII。如：如：2SCN2SCN-+(CN)+(CN)2 2=2CN=2CN-+(SCN)+(SCN)2 2第三十四张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月七、卤素的氧化物七、卤素的氧化物 卤素的氧化物大多数不稳定，受到撞击或受光卤素的氧化物大多数不稳定，受到撞击或受光照即可爆炸分解。卤素中碘的氧化物是最稳定的，照即可爆炸分解。卤素中碘的氧化物是最稳定的，ClCl和和BrBr的氧化物在室温
36、明显分解。的氧化物在室温明显分解。高价态的卤素氧高价态的卤素氧化物比低价态的卤素氧化物稳定化物比低价态的卤素氧化物稳定。由于氟的电负性。由于氟的电负性大于氧，氟和氧的二元化合物是氧的氟化物而不是大于氧，氟和氧的二元化合物是氧的氟化物而不是氟的氧化物。氟的氧化物。最稳定的氟氧二元化合物不与玻璃起反应，这个最稳定的氟氧二元化合物不与玻璃起反应，这个强氟强氟化试剂化试剂的氟化能力弱于的氟化能力弱于F F2 2。OFOF2 2可通过如下反应制备：可通过如下反应制备：2F2(g)+2OH-(aq)=OF2(g)+2F-(aq)+H2O(l)第三十五张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月氯的氧化物
37、中氯原子具有多种氧化态：氯的氧化物中氯原子具有多种氧化态：氧化态：氧化态：+1 +4 +6 +7+1 +4 +6 +7化学式：化学式：ClCl2 2O ClOO ClO2 2 Cl Cl2 2O O6 6 Cl Cl2 2O O7 7状态和颜色：棕黄气状态和颜色：棕黄气 黄色气黄色气 暗红色液暗红色液 无色液无色液 Cl2O溶于溶于H2O生成次氯酸，因此生成次氯酸，因此Cl2O是次是次氯酸酸酐。氯酸酸酐。ClO2中中Cl具有不寻常的氧化态具有不寻常的氧化态+4，它是通过如下反应制得：它是通过如下反应制得：2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4第三十六张，PPT共二百七十六
38、页，创作于2022年6月 Cl2O6中中Cl的氧化态为的氧化态为+6，是自由基，固态时，是自由基，固态时以离子型化合物以离子型化合物ClO2+ClO4-存在，其中存在，其中Cl的的氧化态氧化态+5 和和+7。Cl2O7通过通过P2O5脱脱HClO4中的水制得。中的水制得。所有氯的氧化物都受热和碰撞易发生爆炸。所有氯的氧化物都受热和碰撞易发生爆炸。第三十七张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月八、卤素的含氧酸及其盐八、卤素的含氧酸及其盐1.1.次卤酸次卤酸2.2.X X2 2+H+H2 2O=HO=H+X+X-+HXO+HXO3.3.酸性环境下发生归中反应；碱性环境下易发酸性环境下发生归
39、中反应；碱性环境下易发生歧化反应。生歧化反应。4.4.加入能除去氢卤酸的物质，可促进正反应方加入能除去氢卤酸的物质，可促进正反应方向进行。如：向进行。如：5.5.CaCOCaCO3 3+H+H2 2O+2ClO+2Cl2 2=CaCl=CaCl2 2+CO+CO2 2+2HClO+2HClO6.6.X X2 2+2KOH=KX+KXO+H+2KOH=KX+KXO+H2 2O O7.7.次卤酸不稳定：次卤酸不稳定：8.8.2HXO=2HX+O2HXO=2HX+O2 2(光照下光照下)9.9.3HXO=2HX+HXO 3HXO=2HX+HXO3 3(加热下加热下)第三十八张，PPT共二百七十六页，
40、创作于2022年6月氧化态酸热稳定性和酸的强度氧化性盐热稳定性氧化性及阴离子碱的强度+1HOCl向下增大向上增大NaClO向下增大向上增大+3HClO2NaClO2+5HClO3NaClO3+7HClO4NaClO4 卤素含氧酸及其盐的稳定性与它们的氧化能卤素含氧酸及其盐的稳定性与它们的氧化能力有相应的关系。稳定性较差，氧化能力较强。力有相应的关系。稳定性较差，氧化能力较强。反之，稳定性高的氧化能力就弱。反之，稳定性高的氧化能力就弱。HOClHOClHOClHOClO OHOClHOClO OO OHOClHOClO OO OO O第三十九张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月(1)(
41、1)次氯酸及其盐次氯酸及其盐 HC1OHC1O是很弱的酸是很弱的酸(K(Ka a=2.9510=2.951088)。它很不稳定，只。它很不稳定，只能存在稀溶液中，且会慢慢自行分解。能存在稀溶液中，且会慢慢自行分解。2HC1O=2HC1+O2HC1O=2HC1+O2 2。HC1OHC1O是强的氧化剂和漂白剂。漂白粉是是强的氧化剂和漂白剂。漂白粉是C1C12 2与与Ca(OH)Ca(OH)2 2反应所得的混合物，其漂白作用就是基于反应所得的混合物，其漂白作用就是基于C1OC1O的氧化性。的氧化性。(2)(2)氯酸及其盐氯酸及其盐 HC1OHC1O3 3 是强酸，也是强氧化剂。它能把是强酸，也是强氧
42、化剂。它能把I I2 2氧化成氧化成HIOHIO3 3，而本身的还原产物决定于其用量。，而本身的还原产物决定于其用量。2HC1O2HC1O3 3(过量过量)+I)+I2 2=2HIO=2HIO3 3+C1+C12 2 或或 5HC1O5HC1O3 3+3I+3I2 2(过量过量)+3H)+3H2 2O=6HIOO=6HIO3 3+5HC1+5HC1第四十张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 KC1O KC1O3 3是重要的氯酸盐。是重要的氯酸盐。在有催化剂存在时在有催化剂存在时,它受热分解为它受热分解为KC1KC1和和O O2 2；若无催；若无催化剂化剂,则发生歧化反应。则发生歧化反
43、应。4KC1O4KC1O3 3=3KC1O=3KC1O4 4+KC1+KC1 固体固体KC1OKC1O3 3是强氧化剂。它与易燃物质，如碳、硫、是强氧化剂。它与易燃物质，如碳、硫、磷或有机物质混合后，一受撞击即引起爆炸着火，因磷或有机物质混合后，一受撞击即引起爆炸着火，因此此KC1OKC1O3 3常用来制造炸药、火柴和焰火等。常用来制造炸药、火柴和焰火等。KC1OKC1O3 3的中的中性溶液不显氧化性，不能氧化性溶液不显氧化性，不能氧化KIKI，但酸化后，即可将，但酸化后，即可将I I氧化。氧化。(3)(3)高氯酸及其盐高氯酸及其盐 HC1OHC1O4 4是最强的含氧酸。其稀溶液比较稳定，氧化
44、能是最强的含氧酸。其稀溶液比较稳定，氧化能力不及力不及HC1OHC1O3 3，但浓，但浓HC1OHC1O4 4溶液是强的氧化剂，与有机溶液是强的氧化剂，与有机物质接触会发生爆炸，使用时必须十分小心。物质接触会发生爆炸，使用时必须十分小心。第四十一张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月2.2.亚卤酸亚卤酸HXO23.已知亚卤酸仅有已知亚卤酸仅有HClOHClO2 2。4.4.ClOClO2 2+Na+Na2 2O O2 2=2NaClO=2NaClO2 2+O+O2 25.5.NaClO NaClO2 2=2NaClO=2NaClO3 3+NaCl+NaCl6.6.H H2 2SOSO4
45、 4+Ba(ClO+Ba(ClO2 2)2 2=BaSO=BaSO4 4+2HClO+2HClO2 2(制制备备)7.7.8HClO 8HClO2 2=6ClO=6ClO2 2+Cl+Cl2 2+4H+4H2 2O(O(不稳定不稳定)氯氯 溴溴 碘碘HOCl HOBr HOIHClO2 HBrO2 HClO3 HBrO3 HIO3 HClO4 HBrO4 HlO4 H5IO6酸酸性性增增强强酸性增强酸性增强氧化性与酸性有点相反。氧化性与酸性有点相反。第四十二张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月第三部分：氧族元素第三部分：氧族元素第四十三张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月氧
46、的分子结构：氧的分子结构：第四十四张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月O3分子结构分子结构OOO.OOO.有有1个个 34V型型，与，与SO2互为等电子体互为等电子体Sp2杂化杂化OOO.313132第四十五张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月一、臭氧的性质和用途一、臭氧的性质和用途 臭氧有特殊的腥臭味，液态有很深的蓝紫色，固态呈黑臭氧有特殊的腥臭味，液态有很深的蓝紫色，固态呈黑色晶体。色晶体。臭氧的特殊化学性质是不稳定性和氧化性臭氧的特殊化学性质是不稳定性和氧化性。2O3=3O2 H=-284kJ.mol-1 2Ag+2O3=Ag2O2+2O2 O3+2I-+H2O=I2
47、+O2+2OH-，此反应用来测定此反应用来测定O3的含量。的含量。O3+CN-=OCN-+O2 OCN-+O3=CO2+N2+O2此两反应用来处理含氰废水。此两反应用来处理含氰废水。第四十六张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月二、氧化物二、氧化物所有元素除了大部分稀有气体之外，都能生成二元氧化物。所有元素除了大部分稀有气体之外，都能生成二元氧化物。1.氧化物的制备氧化物的制备2.1)、单质在空气中或纯氧中直接化合；、单质在空气中或纯氧中直接化合；3.2)、氢氧化物或含氧酸盐的受热分解；、氢氧化物或含氧酸盐的受热分解；4.3)、高价氧化物的热分解或、高价氧化物的热分解或H2还原；还原；
48、第四十七张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月三、氧化物的酸碱性三、氧化物的酸碱性 酸性氧化物：酸性氧化物：CO2、P2O5、SO3、Mn2O7等；等；碱性氧化物：碱性氧化物：K2O、CaO等；等；两性氧化物：两性氧化物：Al2O3、ZnO、Cr2O3等；等；中性氧化物：中性氧化物：CO、NO、N2O等；等；复杂氧化物：复杂氧化物：Fe3O4、Pb2O3。第四十八张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月四、水四、水一、水的化学性质一、水的化学性质1.水的热分解水的热分解：2000K时，只有时，只有0.588%水分解。水分解。2.水合作用水合作用：酸和盐溶于水成水合离子。：酸和盐溶
49、于水成水合离子。3.水解作用水解作用：4.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 5.SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl4.自离解作用自离解作用：H2O+H2O H3O+OH-第四十九张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月五、五、H2O2 过氧化氢俗称双氧水。因其分子中含有过氧过氧化氢俗称双氧水。因其分子中含有过氧键键(OO)(OO)，呈现强烈的氧化还原性。，呈现强烈的氧化还原性。H H2 2O O2 2既既是一种很强的氧化剂，又是一种较弱的还原剂。是一种很强的氧化剂，又是一种较弱的还原剂。H2O2的性质和用途的性质和用途 强极性，偶极矩为强极性，偶极矩为2.26D，比
50、水，比水1.87D大，大，H2O2有强的缔合作用，其沸点远比水高有强的缔合作用，其沸点远比水高(423K)；常用常用H2O2有两种，有两种，3%和和35%，其中前者用，其中前者用于消毒杀菌。于消毒杀菌。第五十张，PPT共二百七十六页，创作于2022年6月 H2O2中中O的氧化数为的氧化数为-1，特征性质是，特征性质是氧化性氧化性和和不稳定性不稳定性。H2O2在较低温度和高纯度时还是比较稳定的。受热到在较低温度和高纯度时还是比较稳定的。受热到426K，碱性介质，重金属离子，碱性介质，重金属离子Fe2+、Mn2+、Cu2+等和等和320380nm波长的光促进波长的光促进H2O2的分解：的分解：2H