第十八章 铝族 锗分族.pptVIP

第十八章 铝族 锗分族 第一节 元素的基本性质 二、氧化物和氢氧化物 三、卤化物 四、硫酸铝和明矾 二、氧化物和氢氧化物 三、卤化物 * 西 昌 学 院 本章要求 了解锗分族单质及其重要化合物的性质。 掌握铝的性质及冶炼原理，掌握氧化铝、氢氧化铝、铝盐的性质。 铝和铍的相似性。 铝族包括铝(Aluminum)、镓(Gallium)、铟(Indium)和铊(Thallium)，锗分族包括锗(Germanium)、锡(Tin)、铅(Lead)。 M2++2e-?M M++e-?M M3++3e-?M +0.72 -0.338 -0.56 -1.076 1449.9 1411.3 1537.4 1970 1820 1979 1816.1 KJ/mol 第二电离势 M+ M3+ M4+ 84 71 53 离子半径/pm 95 81 62 51 -0.15 2.01 3301.9 762.2 122 Ge -0.136 1.96 2942 708.4 140 Sn -0.126 -0.336 标准电极电势 2.33 2.04 1.78 1.81 1.61 电负性 3081 2875 2704 2963 2744.8 第三电离势 715.4 589.1 588.1 578.8 577.4 第一电离势 147 81 154 155 150 125 125 原子半径/pm Pb Tl In Ga Al 元素 性质 元素的基本性质 +2,+4 [He]5s25p2 Sn +1,+3 [He]4s24p1 Ga +1,+3 [He]5s25p1 In [He]6s26p2 [He]4s24p2 [He]6s26p1 [He]3s23p1 电子构型 +2,+4 +2,+4 +1,+3 +3 氧化态 Pb Ge Tl Al 　　在铝族元素的化合物中，Al、Ga、In、Tl的最高氧化态为+III。最低氧化态为+I，从Al到Tl，低氧化态趋向稳定。锗分族元素的最高氧化态为+IV，低氧化态为+II，从Ge到Pb，也是低氧化态趋向稳定。 元素的氧化态 第二节 铝族元素一、单质 　　与非金属反应，易形成氧化物、硫化物、卤化物，并易溶于稀酸和碱溶液中。 2M(s)+3X2＝2MX3(s) 4M(s)+3O2(g)==2M2O3(s) 2M(s)+3S(l)==M2S3(s) 2M(s)+6H+(aq)==2M3+(aq)+3H2(s) 2M(s)+2OH-(aq)+6H2O(l)==2M(OH)4-(aq)+3H2(g) M=Al，Ga 　　Tl+HNO3(稀)====TlNO3+NO?+H2O　　　　　　Tl3+不稳定，是强氧化剂，而Tl+则稳定。　　　 　　Al还与N2形成AlN,与碳形成Al4C3。 　　从铝到铊，其化合物的共价性逐渐减弱,离子性逐渐增强。铝和镓化合物的共价性比较显著,而铟和铊化合物的离子性则比较显著。 　　在水溶液中，处于+III氧化态的电荷高、半径小，故它们的水合焓较大，它们易发生水解。 　　　高纯度的铝不与一般酸作用，只溶于王水。普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸、热的浓硫酸反应。遇冷的浓硫酸或硝酸钝化。Ga和In在氧化性酸中也钝化。 　　除低价态的Tl2O和TlOH是碱性、易溶于水外，其它都是难溶于水的化合物。 氧化性————→增强 Al2O3白色 Ga2O3白色 In2O3黄色 Tl2O3棕色 Al(OH)3白色 Ga(OH)3白色 In(OH)3白色 Tl(OH)3红褐色 两性 两性偏酸 两性 弱碱性 碱性————→增强 　　Ga(OH)2的不规则性主要是因Ga为第四周期中紧接过渡元素(含3d10)的第一种元素。 　　 　　1、三氧化二铝 　　Al2O3有多种变体，其中最为人们所熟悉的是?－Al2O3和?－Al2O3它们是白色晶形粉末。 　　自然界存在的刚玉为?－Al2O3。它也可以由金属铝在O2中燃烧或者灼烧Al(OH)3和某些铝盐[Al(NO3)3、AlCl3]而得到。 　　?－Al2O3的晶体属于六方紧密堆积构型，由于这种紧密堆积结构，加上晶体中Al3+离子与O2-离子之间的吸引力强，晶格能大，所以?－Al2O3的熔点(2288?15K)和硬度(8.8)都很高。它不溶于水，也不溶于酸或碱，耐腐蚀且电绝缘性。 　　无定型Al2O3则具有两性。 　　2、氢氧化铝 　　Al2O3的水合物一般都称为氢氧化铝。加氨水或碱于铝盐溶液中，得一种白色无定形凝胶沉淀。它的含