王广建下册化学课件第二十一章p区金属.pptVIP

p区金属概论 p区金属包括Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi和Po（有放射性）。与s区金属元素相似，p区同族金属元素从上到下原子半径逐渐增大，失电子趋势逐渐增大，元素的金属性逐渐增强。但总的看来，p区金属元素的金属性较弱，部分金属如Al、Ga、In、 Ge、Sn和Pb的单质、氧化物及其水合物均表现出两性，在化合物中还往往表现出明显的共价性。其中， Tl、Pb和Bi的金属性较强。 p区金属元素的价电子构型为ns2np1~4 ，内层为饱和结构。 由于ns、np电子可同时成键，也可仅由电子参与成键，因此它们在化合物中常有两种氧化态，且其氧化值相差为2。 p区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物，低氧化态的化合物中部分离子性较强。另外，大部分p区金属元素在化合物中，电荷较高，半径较小，其盐类在水中极易水解。 第十八章 铝族 锗分族 §18-1 铝族 2、价电子结构： ns2np1它们的一般氧化态为+3，同其它主族元素一样，随着原子序数的递增，生成低氧化态（+1）的倾向随之增强，因此，镓，铟，铊在一定条件下能显示出+1氧化态，特别是Tl的+1氧化态是常见的，并在Tl（+1）的化合物中具有较强的离子键特征。 这从它们的氧化过程也可以看到：氧化时，当失去所有价电子成为M3+离子，要成为这样的离子，其电离能很大（I1，I2，I3），但这时离子的水合热也很大，半径小的离子，水合热更大。因此，它们在水溶液中容易离子化，而且标准电极电势从Al到Tl逐渐增大。 3、价键特征： 这些元素与其它元素化合时以离子键为主，但处于高价态的离子，因其离子势很大，易形成共价化合物，例如在卤化物中，除氟化物为离子型的以外，其它都是共价型的，熔、沸点低，易水解。 4、缺电子特征： 缺电子氧化物。它们还有很强的继续接受电子的能力，这种能力表现在分子本身聚合以及同电子对给予体形成稳定的配合物等方面。 5、氧化物，氢氧化物的酸碱性： Tl2O,TlOH——碱性，易溶于水。 其它都是难溶于水的两性物质， Ga(OH)3的酸性比 Al(OH)3, In(OH)3都强； TlOH不稳定，易分解为Tl2O（黑色）。 　　当Al2Cl6溶于水中时，它立即解离为Al(H2O)63+和Cl-离子并强烈地水解。AlCl3还容易与电子对给予体形成配离子(如AlCl4-)和加合物(如AlCl3·NH3)。这一性质使它成为有机合成中常用的催化剂。 　　AlBr3和AlI3往在结构和性质上与AlCl3相似。 　　无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末。从水溶液中得到的为Al2(SO4)3·18H2O。将纯Al(OH)3溶于热的浓H2SO4或者用H2SO4直接处理铝土矿或粘土都可以制得Al2(SO4)3。 　　硫酸铝易与K+、Rb+、Cs+、NH4+和Ag+等的硫酸盐结合形成矾，其通式为MAl(SO4)2·12H2O(M表示一价金属离子)。 　　硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O叫做铝钾矾，俗称明矾，它是无色晶体。 1-2 铝： 1、 铝是亲氧元素，又是典型的两性元素。 铝的亲氧性，可以从氧化铝非常高的生成焓看出来。 利用这个反应的高的反应热，铝常被用来从其它氧化物中置换出金属（铝热还原法）。 在反应中释放出来的热量可以将反应混合物加热至很高的温度（3273K），以致使产物金属熔化而同氧化铝熔渣分层，这种方法常被利用来还原某些难溶金属。 铝也是炼钢中的脱氧剂。 2、铝也容易在高温下同其它非金属反应 铝能溶于强碱中 2、与非金属反应： 与氧、硫在灼烧时，生成+3价化合物。 1-4 氧化铝和氢氧化铝 1、Al2O3 α-Al2O3：刚玉； α-Al2O3：六方紧密堆积构型，由于这种结构，加上晶体中Al3+与O2-离子之间的吸引力强，晶格能大，所以它的硬度大，仅次于金刚石和金刚砂（SiC）。 对高温是稳定的，对化学是惰性的（不溶于酸或碱），可制得红宝石（含Cr3+）或蓝宝石（Fe,Fe3+或Ti）。 γ- Al2O3：正相反，立方面心构型，Al排列不规则，它不十分致密，硬度不高，具有大的表面积（可做吸附剂或催化剂载体），不溶于水，但溶于酸或碱。 金属铝表面的氧化膜是氧化铝的另一种变体。 2、Al(OH)3, Al2O3的水合物 Al(OH)3两性，其碱性略强于酸性。