离子化合物、共价化合物、氧化还原反应.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三节 离子化合物、共价化合物氧化还原反应,我们知道在化学反应中，金属元素的原子比较容易失去最外层电子而使次外层变成最外层，达到8电子或2电子的稳定结构;非金属元素的原子比较容易获得电子，也是最外层达到8电子的稳定结构，所以元素的化学性质跟它的原子最外层电子数目关系密切。,1,一、离子化合物,游离态的钠遇到氯气时发生化学反应，生成氯化钠。,从钠原子结构,从氯原子结构,看，钠原子的核外最外电子层有1个电子，容易失去这个电子，由次外层充当最外层，达到8电子稳定结构。,看，氯原子的核外最外电子层有7个电子，容易得到1个电子，使其最外层达到8电子稳定结构。,2,Na,+,Cl,电子转移,不稳定,稳定,Na,Cl,Na,+,Cl,-,3,在这个过程中，钠原子失去一个电子而带上了一个单位的正电荷，成阳离子；氯原子得到一个电子而带上一个单位的负电荷，成阴离子。,阴阳离子之间既有相反电荷的离子之间的静电引力，又有两个离子的核之间以及它们的电子之间的斥力，当引力和斥力达到力的平衡时，就形成了化合物氯化钠。象氯化钠这样由阴阳离子相互作用而构成的化合物叫离子化合物,1.概念：由阴阳离子相互作用而构成的化合物。,2.离子化合物的范畴：所有的碱和盐，以及活泼金属氧化物,4,3.,形成离子化合物元素种类：活泼金属元素与活泼非金属元素之间形成的。,二.共价化合物,我们知道，氢气在氯气中燃烧，能生成氯化氢气体，氯原子和氢原子都是非金属元素，不仅氯原子很容易得到一个电子形成最外层8个电子的稳定结构，而且氢原子也容易获得一个电子形成最外层2个电子的稳定结构。这两种元素的原子获得电子的难易程度相差不大，所以都未能把对方的电子夺取过来，两种元素的原子相互作用的结果是双方各以最外层1个电子构成一个电子对。这个电子对为两个原子共同所有，在这两个原子核外的空间运动，从而使双方最外层都达到稳定结构。这种电子对叫公用电子对，公用电子对受两个原子核的共同吸引，使两个原子形成化合物分子氯化氢分子。,5,在氯化氢分子里，由于氯原核对于电子对的吸引力大于氢原子核对电子对的吸引力，因此电子对偏向氯原子一方，氯原子略显负电性。公用电子对偏离氢原子一方，氢原子一方略显正电性，但整个分子呈电中性。,象氯化氢这样以公用电子的形成分子的化合物叫共价化合物。,1.定义：以公用电子的形成分子的化合物叫共价化合物。,2.表示方法:,由于在化学反应中，一般是原子的最外层电子发生变化，所以为了简便，我们可以在元素符号周围用小黑点“,”，或小叉号“,”，来表示原子的最外层的电子。,这种式子叫电子式。,H,Na Ca,:,Cl,:,6,H,+Cl,:,氯化氢分子形成过程,H :Cl:,氢气在空气中燃烧生成水的过程,H,+O +H,H :O:H,碳在氧气中燃烧生成二氧化碳的过程,O,+,C,+,O,O:C :O,3.范畴：非金属元素之间形成。,如，所有的酸、非金属氧化物、有机物等,7,三.离子化合物形成过程电子式表示,氯化钠形成,：Na,+Cl,:,Na,+,:,Cl,:,-,:Cl,+Ca +Cl:,氯化钙形成：,:Cl,:,-,Ca,2+,:Cl:,-,氧化钠的形成,Na,+O+Na,Na,+,:O:,2-,Na,+,8,氢气,H:H,四.常见物质的电子式,氧气:O:O:,氧化钙 Ca,2+,:O:,2-,氯化镁 :Cl:,-,Ca,2+,:Cl:,-,注意：离子化合物与共价化合物形成过程电子式的表示的区别；离子化合物与共价化合物电子式的表示的区别,9,氧化还原反应,旧知识回顾,一.四种基本反应类型,根据反应物和生成物的类型以及反应前后物质种类的多少，把化学反应划分为四种类型,1.化合反应：由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应。A+B+.=AB,2.分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应。AB=A+B+.,3.置换反应：由一种单质和一种化合物生成另一种新的单质和新的化合物的反应。A+BC=B+AC,10,4.复分解反应:两种物质相互交换成分生成两种新物质的反应。AB+CD=AD+CB,二.化合价,1.定义：化合价是指一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质。,（1）化合价是元素的一种性质，它表示各种元素的原子相互结合的能力，即化合价是元素的原子相互化合时的数目。因此，不能称某原子的化合价，而应成为某元素的化合价.,（2）化合价有正价，负价之分，除元素的化合价外还有根价。,（3）化合价的实质，就是元素的一个原子能够得失多少电子或通过多少个共用电子对，而跟其他元素的原子化合的一种性质。,11,在离子化合物里，元素化合价的数值就是这种元素的一个原子得到或失去电子的数目。失去电子的原子（即阳离子），其元素的化合价为正价，得到电子的原子（即阴离子），其元素的化合价为负价，即失去几个电子显正几价，得到几个电子显负几价。,在共价化合物里，元素化合价的数值就是这种元素的一个原子，跟其他元素的原子形成的共用电子对的数目。电子对偏离的哪种原子，其元素的化合价为正价，电子对偏向的那种原子，其元素的化合价为负价，共用电子对有几对就显几价。,CaCl,2,中钙原子失去2个电子，显+2价,氯原子,12,得到1个电子，显-1价。,CO,2,中碳与氧原子共用4对电子，电子对偏离碳原子，显+4价；氧原子与碳原子公用2对电子，电子对偏向氧原子，显-2价。,在化合物里，氧通常显-2价，氢通常显+1价；,在任何化合物里，正负化合价代数和为零。,三.氧化还原反应,1.从得氧失氧的角度来分析氧化还原反应。,物质得到氧的反应叫做氧化反应，物质失去氧元素的反应叫做还原反应。一种物质被氧化，同时另一种物质被还原的反应叫做氧化还原反应。,13,氧化反应和还原反应是同一化学反应中的两个相反过程，两者必同时发生。,得到氧的物质是还原剂，具有还原性,，,被氧化，发生氧化反应；失去氧的物质是氧化剂，具有氧化性,，,被还原，发生还原反应,。,H,2,+CuO=Cu +H,2,O,得到氧 被氧化 氧化反应,失去氧 被还原 还原反应,3CO +Fe,2,O,3,=2 CO,2,+3 Fe,高温,得到氧 被氧化 氧化反应,失去氧 被还原 还原反应,14,从得失氧气的角度来定义氧化还原反应，其范围十分狭小，有许多无氧参加的化学反应，从元素化合价发生变化的角度来看却与得氧失氧的氧化还原化性十分相似。,H,2,+CuO=Cu +H,2,O,+2 +3 +4 0,化合价升高,1,2,，被氧化（氧化反应）,化合价降低,2,1,，被还原（还原反应,）,3CO +Fe,2,O,3,=3CO,2,+Fe,高温,0 +2 0 +1,化合价升高,2,3,，被氧化（氧化反应）,化合价降低,3,2,，被还原（还原反应,）,15,2Na +Cl,2,=2NaCl,Zn +H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,点燃,0 0 +1 -1,化合价升高,1,2,，被氧化（氧化反应）,化合价降低,1,2,，被还原（还原反应,）,0 +1 +2 0,化合价升高,2,1,，被氧化（氧化反应）,化合价降低,1,2,，被还原（还原反应,）,很明显从得氧失氧的角度来定义氧化还原反应，有很大的局限性，从元素化合价发生变化的角度来定义氧化还原反应，使氧化还原反应的范围扩大。,16,2.从元素化合价的变化看氧化还原反应,MnO,2,+4HCl=MnCl,2,+Cl,2,+2H,2,O,+4 -1 +2 0,化合价降低,2,1,被还原（还原反应,）,化合价升高,1,2,，被氧化（氧化反应）,3Cu+8HNO,3,=3Cu(NO,3,),2,+2NO,+4H,2,O,0 +5 +2 +2,化合价降低,3,2,被还原（还原反应,）,化合价升高,2,3,，被氧化（氧化反应）,17,从以上分析可得出:,物质所含元素化合价升高的反应，叫氧化反应，物质所含元素化合价降低的反应叫还原反应。,所含元素化合价升高的物质是还原剂，具有还原性，该物质被氧化，发生氧化反应；所含元素化合价降低的物质是氧化剂，具有氧化性，该物质被还原，发生还原反应。,凡有元素化合价升降的化学反应，叫做氧化还原反应,。,发生氧化还原反应并不一定有氧元素参加，只要有化合价的升降，就一定是氧化还原反应。,18,我们知道，在离子化合物里元素的原子得到几个电子，就这带几个单位的负电荷，就显付几价，元素的原子失去几个电子，就带几个单位的正电荷，就显正几价。,问题,化合价的升降是什么原因引起的？,0,+2,Fe-2e-Fe,2+,Fe+H,2,SO,4,=FeSO,4,+H,2,2 H,+,+2e-H,2,-1 0,失去电子，化合价升高,得到电子，化合价降低,HCl为共价化合物，分子里共用电子对是偏向于氯原子，偏离于氢原子，没有完全失去或完全得到，只是,共,用电子对的偏移，,共,用电子对偏向，略显负电性，呈负价，,共,用电子对偏离，略显正电性，呈正价。,3.从元素原子得失电子的角度分析氧化还原反应。,19,由以上分析可得出；元素化合价升高是由于失去电子或共用电子对偏离，升高的价数就等于失去或偏离的电子对数，化合价降低由于得到电子或共用电子对偏向，降低的价数就等于得到电子数或偏向的电子对数,.物质失去电子的反应叫做氧化反应，物质得到电子的反应叫做还原反应。,.凡是有电子转移（得失或偏移）的化学反应叫做氧化还原反应。,氧化还原反应的实质是有电子得失，这是从微观来看氧化还原反应；氧化还原反应必然有元素化合价的升降，这是从宏观来看氧化还原反应，或者说这是氧化还原反应的宏观表现,。,20,无论从宏观，还是从微观规律认识氧化还原反应，它只适应于无机化学，对于有机化学中的氧化还原反应，则不适用。,4.几个基本概念。,.氧化性和还原性,氧化性就是物质得到电子的化学性质,。,大多数非金属单质，酸（含氧酸:浓硫酸、浓稀硝酸、次氯酸）和一些盐（氯酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾）等都具有强氧化性，金属阳离子也具有氧化性，为什么呢？,还原性就是失去电子的化学性质,。,金属单质.大多数非金属的气态氢化物，非金属的简单阴离子等具有较强的还原性。,21,氧化剂和还原剂。,从元素化合价的变化来定义：所含元素化合价降低的物质叫氧化剂，所含元素化合价升高的物质叫做还原剂。,从电子得是观点来定义：得到电子或电子对偏向的物质叫氧化剂，失去电子或电子对偏离的物质叫还原剂。,说明,：,a.氧化剂和还原剂都是反应物。且二者同时存在。,b,.,作为氧化剂一定是含有某种元素的,高,价,或较,高价的物质,；,作为还原剂的一定有某种元素的低价或较低的物质。,22,氧化产物和还原产物,在氧化还原反应中，还原剂被氧化剂氧化后所生成的物质叫氧化产物。,氧化剂被还原剂还原后所生成的物质叫还原产物,。,氧化剂,+,还原剂还原产物,+,氧化产物,（氧化性）（还原性）（还原性）（氧化性）,失去电子、化合价升高、被氧化、氧化反应,得到电子、化合价降低、被还原、还原反应,23,说明：,a,.氧化产物和还原产物都是指生成物，还原剂和氧化剂都是指反应物，还原剂变成氧化产物，氧化剂变成还原产物。,b.氧化产物，可以看做是逆反应的氧化剂，氧化剂和氧化产物都具有氧化性，但氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性。,c.还原产物可以看做是逆反应的还原剂，还原剂和还原产物都具有还原性，但还原剂的还原性大于还原产物。,24,有关概念的一些联系。,氧化剂,氧化性,还原反应,被还原,还原产物,具有,发生,生成,还原剂,还原性,氧化反应,被氧化,氧化产物。,具有,发生,生成,(产物)（性质）（反应)（过程）（产物）,(产物)（性质）（反应)（过程）（产物）,5.氧化还原反应发生的条件是,强氧化剂和强还原剂，容易发生氧化还原反应，而弱氧化剂与弱还原剂则不易发生氧化还原反应。,25,某些不同价态的同种元素之间，如果是相邻的价态的，不能发生氧化还原反应啊，如果是不相邻的价态，则要在一定条件下，可以发生氧化还原反应。,如，S+SO,2,2H,2,S+SO,2,=2H,2,O+3S SO,2,+H,2,SO,4,（浓）,0+4 -2 +4 0 +4 +6,0,+6,+4,S+2H,2,SO,4,(浓)=2H,2,O+3SO,2,有些存在中间价态的元素可发生氧化还原反应，生成含有该元素高价态的物质和含有该元素低价态的物质。,H,2,O+Cl,2,=HCl+HClO,0,-1,+1,26,FeCl,3,+Fe=3FeCl,2,6 KOH（浓）+3Cl,2,=5KCl+KClO,3,+3H,2,O,+3,0,+2,0 -1,+5,电解可强迫发生氧化还原反应，高温和催化剂也可以促使一些氧化还原反应发生。,+3,-2,通电,0,0,2Al,2,O,3,=4Al,3,+,3,O,2,-1,MnO,2,-2,0,2H,2,O,2,=2H,2,O+O,2,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,+3,+2,高温,0,+4,27,6.氧化还原反应的表示方法,：,单线桥：一般用单箭头连接还原剂和氧化剂，箭头指向氧化剂。,Zn+H,2,SO,4,=ZnSO,4,+H,2,6e-,KClO,3,+6HCl=KCl+3H,2,O+3Cl,2,5e-,a.意义：表示了电子转移的方向和总数说，体现了谁给谁水。,标好价，画箭头（从还原剂中发生化合价变化的元素指向氧化剂中发生化合价变化的另一种元素），写总数（在箭头上标出转移的电子总数）。,b.步骤：,28,Fe,2,O,3,+3CO=2Fe+3CO,2,+3,+2,高温,0,+4,6e-,箭头指向得到电子的元素，箭尾指向失电子的元素，即箭头只在反应物间，不能画到生成物上，箭头指向氧化剂。,双线桥法，一般用两个箭头表示，箭头由反应物指向生成物，且箭头两端要指向同一元素（发生化合价变化的元素）,+5,-1,0,KClO,3,+6HCl=KCl+3H,2,O+3Cl,2,得到,5e,-,失去5e-,29,2KClO,3,=2KCl+3O,2,2KMnO,4,=K,2,MnO,4,+MnO,2,+O,2,MnO,2,+5 -2 -1 0,得到6,e,-,2,失去2,e,-,6,+7 0 +6 +4 0,得到4,e,-,失去2,e,-,2,a.意义：表示同一元素的原子得到（或偏向）或失去（或偏离）电子，或表示被氧化和被还原的过程，体现了谁变谁,30,b.步骤：标好价，画箭头（由反应物指向生成物中的同一元素），写上电子和总数（在箭头上标出得到或失去电子的总数）。,一个原子得到的电子数=化合价降低数,一个原子失去的电子数=化合价升高数,得失电子总数=一个原子得失电子数,化合价变化的原子个数,注意：每一个箭头的出入方向要对准同种元素，从氧化剂或还原剂中变化了价的元素指向生成物中还原产物或氧化产物的同一变了价的元素；得失电子数要相等。,31,单线桥和双线桥并不是以线桥的多少来划分，有两根或三根线桥的不一定不是单线桥，但双线桥却不可能只有一根线桥，要判断是哪种线桥，关键是看线桥是在等式的左边，还是横跨了等式的两边。,2KNO,3,+S+3C=K,2,S+N,2,+3CO,2,(黑火药爆炸),0 0 +5 -2 0 +4,3C+S+2KNO,3,=K,2,S+N,2,+3CO,2,+5 0 0 -2 0 +4,得到5,e,-,2,得到2,e,-,失去4,e,-,3,2,e,-,10,e,-,点燃,点燃,32,7.氧化性、还原性强弱的比较,（1）.根据金属活动性顺序,a.还原性K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,H,Cu,Hg,Ag,Pt,Au,b.氧化性,Ag,+,Hg,2+,Cu,2+,H,+,Pb,2+,Sn,2+,Fe,2+,Zn,2+,Al3+,Mg2+,Na,+,Ca,2+,K,+,(2)根据非金属活动性顺序,a.氧化性 F,2,Cl,2,Br,2,I,2,S,b.还原性 S,2-,I,-,Br,-,Cl,-,F,-,金属单质活动性越强，其金属阳离子的氧化性越弱，反之，则越强。,非金属氧化性越强，其对应非金属阴离子的还原性越弱，反之，则越强。,氧化能力或还原能力的大小与得失电子数的多少无关，而取决于得失电子的难易程度。,33,（3）依据化学反应方程式,氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物,氧化性：氧化剂,氧化产物,还原性：还原剂还原产物,（4）元素的价态与氧化性、还原性的关系,a.元素处于最低价态，只有还原性。如单质金属，非金属阴离子S,2-,、I,-,、Br,-,b.元素处于最高价态，只有氧化性。HNO,3,、,H,2,SO,4,、KMnO,4,、FeCl,3,。,c.一般来说，同种元素，价态越高，氧化性越强，价态越低，还原性越强,34,氧化性,Fe,3+,Fe,2+,、,S,S、Mn,Mn,+6 +4 +7 +6,还原性,：H,2,S,S,SO,2,Fe,Fe,2+,0 +2,d.同种氧化剂，一般来说，浓度越大氧化性越强，温度越高氧化性越强,如浓HNO,3,稀HNO,3 、,浓H,2,SO,4,稀H,2,SO,4,铜跟浓H,2,SO,4,反应只有加热才能反应,e.元素处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但有一方面是主要的，以氧化性为主的中间价态：H,2,O,2,、Na,2,O,2,、Cl,2,、Br,2,、S。以还原性为主的中间价态：Fe,2+,、SO,3,2-,、SO,2,。,35,（5）,对于同类型反应的价态变化比较,2Fe+3Cl,2,=2FeCl,3,Fe+O,2,=Fe,3,O,4,Fe+S=FeS,点燃,点燃,+3 +3+2 +2,氧化性：Cl,2,O,2,S,(6)依据反应条件判断氧化性、还原性强弱,2KMnO,4,+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl,2,+5Cl,2,+8H,2,O,MnO,2,+4HCl（浓）=MnCl,2,+2H,2,O+Cl,2,氧化性：KMnO,4,MnO,2,36,8.氧化还原反应中的规律,（1）守恒规律；电子得失守恒、化合价升降守恒。,（2）表现性质规律：高价氧化，低价还，中间价态两边转。,0 +2 +3,(3)价态变化规律,a.化合价逐步升降规律,氧化剂氧化H,2,S所得产物顺序：,H,2,S,S,SO,2,H,2,SO,4,还原剂还原H,2,SO,4,所得产物顺序：,H,2,SO,4,SO,2,S,H,2,S,-2 0 +4 +6,+6 +4 0 -2,Fe-Fe-Fe,H,2,S-S-SO,2,-H,2,SO,4,-2 0 +4 +6,37,b.归中规律：某一元素的高价化合物与低价化合物，当有中间价态时才可能反应，而且中间价态为一种，氧化产物和还原产物相同。,Fe+2FeCl,3,=3FeCl,2,S+2H,2,SO,4,(浓)=2H,2,O+3SO,2,（s有+4价）,SO,2,+H,2,SO,4,(浓),无中间价态,+4 +6,c.同种元素的两种价态之间存在多种中间价态时，氧化产物与还原产物可相同，也可不同。,H,2,S+H,2,SO,4,(浓)=S+SO,2,+2H,2,O,得到2,e,-,失去2,e,-,38,注意：绝对不会出现化合价的“交错”现象，只能向中间看齐或相同:高价+低价,中间价态，即只相撞,不相交,低价 高价 低价 高价 低价 高价,H,2,S+3H,2,SO,4,(浓)=4SO,2,+4H,2,O,6,e,-,相邻 相撞 不可相交,（,4）强弱规律:强氧化剂和强还原剂反应生成弱还原剂产物和弱氧化产物,氧化剂 +还原剂,还原产物 +氧化产物,（强氧化性）（强还原性）（弱还原性）（弱氧化性）,氧化剂的氧化性越强，其还原产物的还原性越弱。其实质是：容易得到电子的物质，一旦得到就不易失去。,还原剂的还原性越强，其氧化产物的氧化性越弱。.,39,（5）反应的先后规律,a.最强的氧化剂与最强的还原剂优先发生氧化还原反应。,b.先强后弱规律。,练习1.过量的铁粉加入同浓度的Fe,3+,、Cu,2+,的混合溶液中，谁先与铁粉反应？,2.将氯气通入含有S,2-,、I,-,的溶液中，谁先被氧化？,3.用铁置换同浓度的Cu,2+,、Hg,2+,、Ag,+,，谁先被置换？,(由于氧化能力Fe,3+,Cu,2+,故Fe,3+,先反应。由于还原性S,2-,I,-，,故硫离子先反应。氧化性Ag,+,Hg,2+,Cu,2,+,),40,9.有关氧化还原反应方程式的配平,(1)依据：氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等。即得失电子总数相等。,（2）步骤,a.划好价：找出划好价有变化的元素并标出元素的化合价。,b.列变化：列出化合价升降数。,c.求总数：算出化合价升降的最小公倍数。,d.配平化学计量数：先配平化合价变化的元素，在用观察法确定其它系数。,（3）基本技巧,41,a.全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般以反应物开始配平。,NH,3,+O,2,-NO+H,2,O,-3 0 +2-2 -2,化合价升高5,化合价降低4,4,5,4 4,6,5,KMnO,4,+H,2,S+H,2,SO,4,-K,2,SO,4,+MnSO,4,+S,+H,2,O,Mn+7,+2,化合价降低5,+7 -2 +2 0,S-2,0，化合价升高2,2,5,2 2,5,5,3,1 8,K,2,Cr,2,O,7,+KI+H,2,SO,4,-Cr,2,（SO,4,）,3,+K,2,SO,4,+I,2,+H,2,O,练习：,42,b.自身氧化还原反应，一般从右边着手配平,Na,2,O,2,+CO,2,Na,2,CO,3,+O,2,O：-1,-2 降低12,O：-1,0 升高21,-1 -2 0,2 2,2 1,KOH+Cl,2,KCl+KClO,3,+H,2,O,0 -1 +5,Cl：0,-1 降低15,Cl：0,+5 升高51,5 1,6 3,3,43,C.,归中反应，从左边配,H,2,S+SO,2,-S+H,2,O,S：-2,0 升高22,S:+4,0 降低41,2 1,3 2,-2 +4 0,FeSO,4,+O,2,+H,2,SO,4,_ Fe,2,（SO,4,）,3,+H,2,O,+2 0 +3 -2,Fe+2,+3 升高22,O0,-2 降低41,4 2,1 2,2,KI+KIO,3,+H,2,SO,4,_ K,2,SO,4,+I,2,+H,2,O,-1 +5 0,化合价升高1,5,化合价降低5,1,5 1,3 3,3,3,44,d.部分变从两边配,KMnO,4,+HCl（浓）KCl+MnCl,2,+Cl2,+H,2,O,+7 -1 +2 0,化合价降低5,2,化合价升高2,5,2 2 2,5,16,8,9.氧化还原反应方程式的计算,（1）依据氧化剂得到的电子总数=还原剂失去的电子总数,（2）依据氧化剂降低的化合价总数=还原剂升高的化合价总数,练习：课本-54训练,45,