第章元素化学与无机材料省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页1第第6章元素化学与无机材料章元素化学与无机材料Chapter6ElementChemistryandInorganicMaterial 第1页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页26.1单质物理性质单质物理性质6.2单质化学性质单质化学性质6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.5配位化合物配位化合物6.6无机材料无机材料第第6章章 元素化学与无机材料元素化学与无机材料第2页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页36.1单质物理性质单质物理性质元元素素(112)非金属非金属(22)金属金属(90)普通普通:Fe(5.1%),Cu,Au(5 10-7%),Ag(1 10-5%),Al等等(1/3)稀有稀有(2/3)轻稀有金属：轻稀有金属：Li,Rb,Cs,Be等等难熔稀有金属：难熔稀有金属：Ti(1660 C),V(1890 C),W(3410 C),Zr,Nb,Mo,Hf,Ta等等稀散金属稀散金属:Ga,In,Tl,Ge(分散在分散在Al,Si等矿石中等矿石中)稀土金属稀土金属:Sc,Y,镧系镧系(共生共生)等等贵稀有金属贵稀有金属:Pt,Pd(钯钯)等等放射性稀有金属放射性稀有金属:锕系锕系,Ra,Po,Th,Pa,U等等思索：思索：单质物理性质主要与什么原因相关？单质物理性质主要与什么原因相关？答：单质物理性质与它们原子结构或晶体结构相关。因为原子结构答：单质物理性质与它们原子结构或晶体结构相关。因为原子结构或晶体结构含有一定规律性，所以单质物理性质也有一定规律或晶体结构含有一定规律性，所以单质物理性质也有一定规律性。性。第3页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页46.1.1 6.1.1 熔点、沸点和硬度熔点、沸点和硬度单质熔点、沸点和硬度普通含有相同改变趋势，即熔点高单质其单质熔点、沸点和硬度普通含有相同改变趋势，即熔点高单质其沸点普通也高，硬度也较大。沸点普通也高，硬度也较大。第第2、3周期元素单质周期元素单质从左到右，逐步升高，从左到右，逐步升高，第四主族元素最高第四主族元素最高，随即降低；，随即降低；第第4、5、6周期元素单质周期元素单质从左到右，逐步升高，从左到右，逐步升高，第六副族元素最高第六副族元素最高，随即逐步降低。，随即逐步降低。即：高即：高熔点、熔点、高高硬度硬度单质集中在中部，其两侧较低。单质集中在中部，其两侧较低。6.1单质物理性质单质物理性质第4页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页51.1.单质熔点单质熔点单质熔点单质熔点(C)6.1单质物理性质单质物理性质第5页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页62.2.单质沸点单质沸点图6.2 单质沸点(C)6.1单质物理性质单质物理性质第6页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页73.3.单质硬度单质硬度图6.3 单质硬度(莫氏)6.1单质物理性质单质物理性质第7页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页84.4.主族元素晶体类型主族元素晶体类型IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0 H2 分子分子H2 分子分子He分子分子Li金属金属Be金属金属B近原子近原子C金刚石金刚石,原子原子 石墨石墨,层状层状 N2 分子分子O2 分子分子F2 分子分子Ne分子分子Na金属金属Mg金属金属Al金属金属Si原子原子P分子分子,层状层状S分子分子,链状链状 Cl2 分子分子Ar分子分子K金属金属Ca金属金属Ga金属金属Ge原子原子As分子分子,层状层状Se分子分子,链状链状 Br2 分子分子Kr分子分子Rb金属金属Sr金属金属In金属金属Sn原子原子,金属金属Sb分子分子,层状层状Te链状链状I2 分子分子Xe分子分子Cs金属金属Ba金属金属Tl金属金属Pb金属金属Bi层状层状,近金属近金属Po金属金属AtRn分子分子6.1单质物理性质单质物理性质第8页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页95.5.非金属单质晶体结构非金属单质晶体结构非金属单质分子和晶体结构示意图非金属单质分子和晶体结构示意图金属晶体6.1单质物理性质单质物理性质第9页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页10碳同素异形体碳同素异形体金刚石：金刚石：sp3网格状网格状硬度大硬度大石墨：石墨：sp2片层状片层状润滑性、导电性润滑性、导电性C60：类：类sp2球烯球烯各种优异性能各种优异性能碳同素异形体碳同素异形体石墨石墨C60金刚石金刚石6.1单质物理性质单质物理性质第10页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页11C60发觉发觉C60结构图结构图1996年年Kroto,Smalley及及Curl三位教授三位教授因首先发觉（因首先发觉（1985）C60而荣获瑞典皇而荣获瑞典皇家科学院颁发诺贝尔化学奖。家科学院颁发诺贝尔化学奖。H.W.克鲁托克鲁托HaroldW.KrotoR.E.史沫莱史沫莱RichardE.SmalleyR.F.柯尔柯尔RobertF.Curl6.1单质物理性质单质物理性质第11页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页126.1.2 6.1.2 单质导电性单质导电性导体：导体：金属能三维导电，是电良导体金属能三维导电，是电良导体绝缘体：绝缘体：许多非金属单质不能导电，是绝缘体许多非金属单质不能导电，是绝缘体半导体：半导体：介于导体与绝缘体之间是半导体，如介于导体与绝缘体之间是半导体，如Si、Ge等等思索思索：单质中最好导体是谁？：单质中最好导体是谁？答：答：(1)Ag、Cu、Au、Al等是最好导电材料。等是最好导电材料。(2)Ag、Au价格昂贵，只用于电子器件连接点等特殊场所；价格昂贵，只用于电子器件连接点等特殊场所；(3)Al、Cu广泛用于电器工业，广泛用于电器工业，Al电导率低于电导率低于Cu，但密度小，但密度小，所以所以Al代替代替Cu作高压电缆。作高压电缆。6.1单质物理性质单质物理性质第12页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页13图6.6 单质电导率(MSm-1)6.1单质物理性质单质物理性质第13页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页146.1单质物理性质单质物理性质6.2单质化学性质单质化学性质6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.5配位化合物配位化合物6.6无机材料无机材料第第6章章 元素化学与无机材料元素化学与无机材料第14页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页156.2.1 金属单质还原性思索思索1：金属单质还原性主要与哪些原因相关？金属单质还原性主要与哪些原因相关？答：从结构原因考虑，主要与元素核电荷数、原子半径和最答：从结构原因考虑，主要与元素核电荷数、原子半径和最外层电子数相关。外层电子数相关。思索思索2：金属单质还原性主要表达在哪些反应上？金属单质还原性主要表达在哪些反应上？金属与氧作用金属与氧作用 金属置换氢能力金属置换氢能力6.2单质化学性质单质化学性质第15页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页161.1.金属单质活泼性规律金属单质活泼性规律 同一周期同一周期:短周期:左到右金属单质还原性逐步减弱。长周期:递变情况和短周期一致，但较为迟缓，也有例外。同一族同一族自上而下主副族改变规律相反（B与相邻主族一致）。氧化性增强氧化性增强氧化性增强氧化性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强还原性增强不显著还原性增强不显著还原性增强还原性增强A AA AB B B 金属单质活泼性规律金属单质活泼性规律6.2单质化学性质单质化学性质第16页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页172.温度对单质活泼性影响温度对单质活泼性影响*在在873K时，单质与氧气结合能力由强到时，单质与氧气结合能力由强到弱次序大致为：弱次序大致为：Ca、Mg、Al、Ti、Si、Mn、Na、Cr、Zn、Fe、H2、C、Co、Ni、Cu这一次序与常温时单质活泼性递变情况并这一次序与常温时单质活泼性递变情况并不完全一致。不完全一致。温度会影响金属与氧气反应产物。温度会影响金属与氧气反应产物。对于氧化值可变金属来说，高温下生成低对于氧化值可变金属来说，高温下生成低氧化值金属氧化物倾向较大，而常温下生氧化值金属氧化物倾向较大，而常温下生成高氧化值金属氧化物倾向较大。比如，成高氧化值金属氧化物倾向较大。比如，铁在高温下以生成铁在高温下以生成FeO为主为主,常温时则以常温时则以Fe2O3为主。为主。rGm(T)r Hm(298.15K)T.r Sm(298.15K)一些单质与氧气反应一些单质与氧气反应 rGm(T)与与温度近似关系温度近似关系6.2单质化学性质单质化学性质第17页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页183.3.金属与氧作用金属与氧作用过过氧氧化化物物和和超超氧氧化化物物都都是是固固体体储储氧氧物物质质，它它们们与与水水反反应应会会放放出出氧氧气气，又又可可吸吸收收CO2并并产产生生O2气气，所所以以较较易易制制备备KO2惯惯用用于于抢抢救器或装在防毒面具中救器或装在防毒面具中:正常氧化物：正常氧化物：Li2O、BeO、MgO等，在空气中生成氧化物等，在空气中生成氧化物过氧化物：过氧化物：(除除Li、Be、Mg外外)，在纯，在纯O2中生成过氧化物。中生成过氧化物。超氧化物：超氧化物：K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等，在过量等，在过量O2中燃烧中燃烧能够生成。能够生成。2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)4KO2(s)+2H2O(g)=3O2(g)+4KOH(s)4KO2(s)+2CO2(g)=2K2CO3+3O2(g)6.2单质化学性质单质化学性质(1)S区区第18页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页19(2)p区金属元素区金属元素只有只有Al比较活泼，能在空气中与氧反应，但生成致密氧化膜。比较活泼，能在空气中与氧反应，但生成致密氧化膜。(3)d区元素区元素比较不活泼，第四面期元素除比较不活泼，第四面期元素除Cu外能够与氧反应，但外能够与氧反应，但Cr、Zn也也形成致密氧化膜。形成致密氧化膜。Sc在空气中能快速作用在空气中能快速作用Sc2O3Ti,V常温下对空气较稳定常温下对空气较稳定高温与氧气强烈化合高温与氧气强烈化合TiO2,V2O5Cr,Mn常温下迟缓氧化常温下迟缓氧化高温下与氧气作用显著高温下与氧气作用显著Cr2O3氧化膜氧化膜Fe,Co,Ni常温与氧气作用不显著常温与氧气作用不显著高温与氧气作用高温与氧气作用Fe2O3,Co2O3,NiO氧化膜氧化膜Cu性质稳定，加热氧化性质稳定，加热氧化CuOZn活泼性较强活泼性较强ZnO氧化膜氧化膜6.2单质化学性质单质化学性质第19页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页20思索思索：副族元素与氧反应活泼性递变规律同主族元素相比，有何不：副族元素与氧反应活泼性递变规律同主族元素相比，有何不一样？一样？答：同一周期：活泼性递变规律基本一致，但副族元素改变很小，答：同一周期：活泼性递变规律基本一致，但副族元素改变很小，性质比较类似。性质比较类似。同一族：主族元素随周期数增加而增加；同一族：主族元素随周期数增加而增加；副族元素（除副族元素（除Sc副族）随周期数增加而降低。副族）随周期数增加而降低。6.2单质化学性质单质化学性质4.4.金属溶解金属溶解 s区金属与水猛烈反应，置换出水中氢，生成氢氧化物。区金属与水猛烈反应，置换出水中氢，生成氢氧化物。2Na+2H2O=2NaOH+H2Be,Mg形成致密氧化膜，对水稳定。形成致密氧化膜，对水稳定。第20页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页21p区金属区金属(除锑、铋外除锑、铋外)和第四面期副族金属和第四面期副族金属(铜除外铜除外)电极电势比电极电势比氢低，能够与盐酸和稀硫酸反应。氢低，能够与盐酸和稀硫酸反应。Zn+2HCl=ZnCl2+H2 d区第五和第六周期金属电极电势比氢高，只能与氧化性酸区第五和第六周期金属电极电势比氢高，只能与氧化性酸(浓硫浓硫酸、浓硝酸、王水等酸、浓硝酸、王水等)反应。反应。3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO(g)+3H2OAu+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO(g)+2H2O 铌、钽、钌、铑、锇、铱等不能溶于王水，能够溶于浓硝酸和氢铌、钽、钌、铑、锇、铱等不能溶于王水，能够溶于浓硝酸和氢氟酸混合酸。氟酸混合酸。p区金属中铝、镓、锡、铅等能够溶解于氢氧化钠。区金属中铝、镓、锡、铅等能够溶解于氢氧化钠。2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2(g)6.2单质化学性质单质化学性质第21页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页225.5.金属钝化金属钝化金属在空气中会自动氧化生成含有较强保护作用氧化膜，称为金金属在空气中会自动氧化生成含有较强保护作用氧化膜，称为金属钝化。最易产生钝化作用有属钝化。最易产生钝化作用有Al、Cr、Ni和和Ti以及含有这些金属以及含有这些金属合金合金。金属钝化必须满足两个条件：金属钝化必须满足两个条件：金属所形成氧化膜在金属表面必须是连续，即所生成氧化物金属所形成氧化膜在金属表面必须是连续，即所生成氧化物体积必须大于金属原有体积。体积必须大于金属原有体积。氧化膜结构致密，而且含有较高稳定性，氧化膜与金属热膨氧化膜结构致密，而且含有较高稳定性，氧化膜与金属热膨胀系数相差不能太大。胀系数相差不能太大。6.2单质化学性质单质化学性质第22页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页236.2.2 6.2.2 非金属单质氧化还原性非金属单质氧化还原性较活泼非金属单质如较活泼非金属单质如F2、O2、Cl2、Br2含有强氧化性，惯用作氧含有强氧化性，惯用作氧化剂。化剂。5Cl2+I2+6H2O=10Cl+2IO3+12H+较不活泼非金属单质如较不活泼非金属单质如C、H2、Si惯用做还原剂，如：惯用做还原剂，如：C+2H2SO4(浓浓)=CO2(g)+2SO2(g)+2H2O3Si+18HF+4HNO3=3H2SiF6+4NO(g)+8H2OSi+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2(g)一些不活泼非金属单质如稀有气体、一些不活泼非金属单质如稀有气体、N2等通常不与其它物质反应，等通常不与其它物质反应，惯用做惰性介质保护气体惯用做惰性介质保护气体。6.2单质化学性质单质化学性质第23页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页24歧化反应歧化反应有有些些非非金金属属单单质质既既含含有有氧氧化化性性又又含含有有还还原原性性，其其Cl2、Br2、I2、P4、S8等能发生岐化反应。等能发生岐化反应。Cl2+H2O=HCl+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O溴和碘在氢氧化钠中倾向于生成溴酸钠和碘酸钠：溴和碘在氢氧化钠中倾向于生成溴酸钠和碘酸钠：Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O次氯酸钠次氯酸钠次氯酸钠能够释放出原子氯，后者有极强杀菌和漂白作用。所以次氯酸钠能够释放出原子氯，后者有极强杀菌和漂白作用。所以广泛地用作消毒液和漂白剂。广泛地用作消毒液和漂白剂。次氯酸钠在工业上用作氧化剂，能够将芳酮氧化为羧酸：次氯酸钠在工业上用作氧化剂，能够将芳酮氧化为羧酸：ArCOCH3+NaOCl=ArCOONa+CH3Cl6.2单质化学性质单质化学性质第24页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页25离子型氢化物离子型氢化物活泼性极强碱金属和碱土金属能够与氢气发生反应生成离子型氢活泼性极强碱金属和碱土金属能够与氢气发生反应生成离子型氢化物：化物：2Na+H2=2NaHCa+H2=CaH2氢化物可分为共价型（如氢化物可分为共价型（如HCl)，金属型、离子型等。离子型氢化，金属型、离子型等。离子型氢化物能够释放原子态氢，在工业上作为强还原剂用于还原醛、酮、物能够释放原子态氢，在工业上作为强还原剂用于还原醛、酮、酯等羰基化合物。酯等羰基化合物。6.2单质化学性质单质化学性质第25页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页266.1单质物理性质单质物理性质6.2单质化学性质单质化学性质6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.5配位化合物配位化合物6.6无机材料无机材料第第6章章 元素化学与无机材料元素化学与无机材料第26页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页276.3.1 6.3.1 氯化物熔点、沸点氯化物熔点、沸点氯化物是指氯与电负性比氯小元素所组成二元化合物。氯化物是指氯与电负性比氯小元素所组成二元化合物。氯化物概述氯化物概述NaCl、KCl、BaCl2等离子型氯化物熔点较高、稳定性好氯化物等离子型氯化物熔点较高、稳定性好氯化物在熔融状态可用作高温介质在熔融状态可用作高温介质(盐浴剂盐浴剂)，CaF2、NaCl、KCl等能够等能够用作红外光谱仪棱镜。用作红外光谱仪棱镜。过渡型无水氯化物如过渡型无水氯化物如AlCl3、ZnCl2、FeCl3等能够在极性有机溶剂等能够在极性有机溶剂中溶解，惯用作烷基化反应或酰基化反应催化剂。中溶解，惯用作烷基化反应或酰基化反应催化剂。性质较稳定无水氯化物如性质较稳定无水氯化物如CaCl2等惯用作干燥剂。等惯用作干燥剂。6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质第27页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页28氯化物熔点和沸点大致分为三种情况：氯化物熔点和沸点大致分为三种情况：活活泼泼金金属属氯氯化化物物如如NaCl、KCl、BaCl2等等是是离离子子晶晶体体,熔熔点点、沸沸点较高点较高非非金金属属氯氯化化物物如如PCl3、CCl4、SiCl4等等是是分分子子晶晶体体，熔熔点点、沸沸点点都很低都很低位位于于周周期期表表中中部部金金属属元元素素氯氯化化物物如如AlCl3、FeCl3、CrCl3、ZnCl2等是过渡型氯化物等是过渡型氯化物,熔点、沸点介于二者之间熔点、沸点介于二者之间6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质第28页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页29表6.2 氯化物熔点(单位为C)注1：IBVB，IAIVA族价态与族数相同；VIA族为四氯化物，VIB、VA族为三氯化物。VIIB和VIII族为二氯化物。注2：Tl、Pb、Bi分别为+1、+2、+3价。6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质第29页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页30IAHCl-84.9IIAIIIAIVAVAVIALiCl1342BeCl2520BCl312.5CCl476.8NCl31600ScCl3825sTiCl4136.4VCl4148.5CrCl31300sMnCl21190FeCl3315dCoCl21049NiCl2973sCuCl2933dCuCl1490ZnCl2732GaCl3201.3GeCl484AsCl3130.2SeCl4288dRbCl1390SrCl21250YCl31507ZrCl4331sNbCl5254MoCl5268RhCl2800sAgCl1550CdCl2960InCl3600SnCl4114.1SbCl3283TeCl4380CsCl1290BaCl21560LaCl31000HfCl4319sTaCl5242WCl6346.7WCl5275.6ReCl4500AuCl3265sAuCl289.5dHgCl2302TlCl720PbCl4105dPbCl2950BiCl3447表6.3 氯化物沸点(单位为C)s表示升华;d表示分解；LiCl，ScCl3数据有一个温度范围，本表取平均值。6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质第30页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页316.3.2 6.3.2 氧化物熔点、沸点和硬度氧化物熔点、沸点和硬度金属性强元素氧化物是离子型化合物，如金属性强元素氧化物是离子型化合物，如Na2O、MgO，熔点、沸，熔点、沸点大都较高。点大都较高。大多数非金属氧化物是共价化合物，如大多数非金属氧化物是共价化合物，如CO2、N2O5，固态时是分，固态时是分子晶体，熔点、沸点低；子晶体，熔点、沸点低；SiO2则是原子晶体，熔点高，硬度大。则是原子晶体，熔点高，硬度大。金属性弱元素氧化物属过渡型晶体：其中金属性弱元素氧化物属过渡型晶体：其中低价偏向离子晶体或原子晶体，如低价偏向离子晶体或原子晶体，如Cr2O3、Fe2O3、Al2O3高价偏向共价型分子晶体，如高价偏向共价型分子晶体，如V2O5、CrO3、MoO3原子型、离子型和一些过渡型氧化物晶体，因为含有熔点高、硬原子型、离子型和一些过渡型氧化物晶体，因为含有熔点高、硬度大、对热稳定性高共性，工程中常可用作磨料、耐火材料及耐度大、对热稳定性高共性，工程中常可用作磨料、耐火材料及耐高温无机涂料等。高温无机涂料等。6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质第31页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页32表6.5 氧化物熔点(单位为C)除标有*、*和VIII族元素外，全部元素氧化物价态与族数一致。*：Rh2O3；*：Au2O3;VIII族：+2价。VA族有下划线为+3价。6.3 无机化合物物理性质无机化合物物理性质第32页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页336.1单质物理性质单质物理性质6.2单质化学性质单质化学性质6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.5配位化合物配位化合物6.6无机材料无机材料第第6章章 元素化学与无机材料元素化学与无机材料第33页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页346.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.4.1 6.4.1 氧化还原性氧化还原性1.1.高锰酸钾高锰酸钾 暗暗紫紫色色晶晶体体,惯惯用用强强氧氧化化剂剂。氧氧化化能能力力随随介介质质酸酸度度减减弱弱而而减减弱弱，还原产物也不一样。还原产物也不一样。酸性介质中是很强氧化剂。还原产物为酸性介质中是很强氧化剂。还原产物为Mn2+MnO4+8H+5e-Mn2+4H2O(MnO4-/Mn2+)1.506V在中性或弱碱性溶液中，还原为在中性或弱碱性溶液中，还原为MnO2(棕褐色沉淀棕褐色沉淀)MnO4+2H2O+3e-MnO2(s)+4OH-(MnO4-/MnO2)0.595V在强碱性溶液中，被还原为在强碱性溶液中，被还原为MnO42-（绿色）（绿色）MnO4+e-MnO42-(MnO4-/MnO42-)0.588V第34页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页352.2.重铬酸钾重铬酸钾 橙色晶体橙色晶体,惯用氧化剂。惯用氧化剂。重铬酸钾氧化性示例重铬酸钾氧化性示例：Cr2O72+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O+6价铬能够铬酸钾形式存在，也能够重铬酸钾形式存在：价铬能够铬酸钾形式存在，也能够重铬酸钾形式存在：2CrO42(aq)+2H+(aq)=Cr2O72(aq)+H2O(黄色黄色)(橙色橙色)酸性介质中以酸性介质中以Cr2O72-形式存在形式存在,重铬酸钾含有较强氧化性重铬酸钾含有较强氧化性。(Cr2O72-/Cr3+)1.232V6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第35页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页36无色透明晶体无色透明晶体,普通用作氧化剂，有弱毒性、致癌。普通用作氧化剂，有弱毒性、致癌。作为氧化剂作为氧化剂2NO2+2I+4H+=2NO(g)+I2+2H2O作为还原剂作为还原剂Cr2O72+3NO2+8H+=2Cr3+3NO3+4H2O亚亚硝硝酸酸盐盐中中氮氮氧氧化化值值为为+3，处处于于中中间间价价态态，现现有有氧氧化化性又有还原性。在酸性介质中电极电势性又有还原性。在酸性介质中电极电势:(HNO2/NO)0.983V(NO3/HNO2)0.934V6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质3.亚硝酸钠亚硝酸钠第36页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页374.4.过氧化氢过氧化氢过氧化氢中氧氧化值为过氧化氢中氧氧化值为-1，现有氧化性又有还原性。，现有氧化性又有还原性。H2O2+2I+2H+=I2+2H2O2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O过氧化氢应用过氧化氢应用漂白剂：漂白象牙、丝、羽毛等；漂白剂：漂白象牙、丝、羽毛等；消毒剂：消毒剂：3%H2O2做外科消毒剂；做外科消毒剂；氧化剂：氧化剂：90%H2O2做火箭燃料氧化剂做火箭燃料氧化剂6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第37页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页386.4.2 6.4.2 酸碱性酸碱性氧化物及其水合物酸碱性强弱普通规律：氧化物及其水合物酸碱性强弱普通规律：依据氧化物对酸、碱反应不一样可将氧化物分成酸性、碱性、依据氧化物对酸、碱反应不一样可将氧化物分成酸性、碱性、两性和不成盐四类，氧化物水合物可用一个简化通式两性和不成盐四类，氧化物水合物可用一个简化通式R(OH)x来表示。来表示。周期系各族元素最高价态氧化物及其水合物周期系各族元素最高价态氧化物及其水合物 从左到右从左到右(同周期同周期)：酸性增强，碱性减弱：酸性增强，碱性减弱 自上而下自上而下(同族同族)：酸性减弱，碱性增强：酸性减弱，碱性增强同一元素形成不一样价态氧化物及其水合物同一元素形成不一样价态氧化物及其水合物 高价态酸性比低价态强；高价态酸性比低价态强；低价态碱性比高价态强。低价态碱性比高价态强。6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质1.氧化物及其水合物酸碱性氧化物及其水合物酸碱性第38页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页39碱碱性性增增强强IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA酸酸性性增增强强酸性增强酸性增强LiOH(中强碱)NaOH(强碱)KOH(强碱)RbOH(强碱)CsOH(强碱)Be(OH)2(两性)Mg(OH)2(中强碱)Ca(OH)2(中强碱)Sr(OH)2(中强碱)Ba(OH)2(强碱)H3BO3(弱酸)Al(OH)3(两性)Ga(OH)3(两性)In(OH)3(两性)Tl(OH)3(弱碱)H2CO3(弱酸)H2SiO3(弱酸)Ge(OH)4(两性)Sn(OH)4(两性)Pb(OH)4(两性)HNO3(强酸)H3PO4(中强酸)H3AsO4 (弱性)HSb(OH)4(弱性)H2SO4(强酸)H2SeO4 (强性)H2TeO4 (弱性)HClO4(超强酸)HBrO4 (强性)H5IO6 (强性)碱性增强碱性增强表表6.8氧化物及水合物酸碱性氧化物及水合物酸碱性6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第39页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页40HClOHClO2HClO3HClO4弱酸中强酸强酸极强酸酸性增强Mn(OH)2 Mn(OH)3 Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4碱弱碱两性弱酸强酸酸性增强CrOCr2O3CrO3碱性两性酸性酸性增强相同元素不一样价态氧化物及其水合物酸碱性6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第40页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页41R(OH)x离子键理论离子键理论*R(OH)x型化合物可按两种方式解离：型化合物可按两种方式解离：IRO键断裂键断裂碱式解离碱式解离IIOH键断裂键断裂酸式解离酸式解离解解释释：(1)若若简简单单地地把把R、O、H都都看看成成离离子子，考考虑虑正正离离子子Rx+和和H+分分别别与与O2-之之间间作作用用力力。假假如如Rx+离离子子电电荷荷数数越越多多，半半径径越越小小，则则Rx+吸吸O2-斥斥H+能能力力越越大大，越越易易发发生生酸酸式式解解离离，酸酸性越强，碱性越弱。性越强，碱性越弱。(2)当当R为为低低价价态态(+3)金金属属元元素素(如如s区区和和d区区低低价价态态离离子子)时时，其其氢氢氧氧化化物物多多呈呈碱碱性性；当当R为为中中间间价价态态(+2+4)时时，其氢氧化物常显两性，比如其氢氧化物常显两性，比如Zn2+、Al3+等氢氧化物。等氢氧化物。R O HIII酸式碱式6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第41页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页42活泼金属氯化物活泼金属氯化物钾、钠、钡氯化物在水中解离并水合，但不与水发生反应。钾、钠、钡氯化物在水中解离并水合，但不与水发生反应。非金属氯化物非金属氯化物除除CCl4外，高价态氯化物与水完全反应。外，高价态氯化物与水完全反应。SiCl4(l)+3H2O=H2SiO3(s)+4HCl(aq)不太活泼金属氯化物不太活泼金属氯化物镁镁、锌锌、铁铁等等氯氯化化物物会会不不一一样样程程度度地地与与水水发发生生反反应应(水水解解)，尽尽管反应经常是分级进行和可逆，却总引发溶液酸性增强。管反应经常是分级进行和可逆，却总引发溶液酸性增强。SnCl2+H2OSn(OH)Cl(s)+HClSbCl3+H2OSbOCl(s)+HClBiCl3+H2OBiOCl(s)+HCl6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质2.氯化物与水作用氯化物与水作用第42页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页433.硅酸盐与水作用硅酸盐与水作用除碱金属外，绝大多数硅酸盐难溶于水也不与水作用。硅酸钠、除碱金属外，绝大多数硅酸盐难溶于水也不与水作用。硅酸钠、硅酸钾是常见可溶性硅酸盐。将二氧化硅与烧碱或纯碱共熔，硅酸钾是常见可溶性硅酸盐。将二氧化硅与烧碱或纯碱共熔，可得硅酸钠。可得硅酸钠。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(g)SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2(g)Na2SiO3与水反应，强烈水解，呈碱性。与水反应，强烈水解，呈碱性。SiO32H2O=H2SiO32OH6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第43页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页44水玻璃与硅胶水玻璃与硅胶*在在一一定定范范围围内内，水水玻玻璃璃模模数数越越大大，水水玻玻璃璃粘粘结结性性越越高高，硬硬化化速速率率越越快快，但但粘粘结结后后强强度度较较低低。所所以以正正确确选选择择模模数数或或加加入入化化学学试试剂剂(如如NH4Cl或或NaOH)来调整模数，是确保粘结质量主要原因。来调整模数，是确保粘结质量主要原因。水水玻玻璃璃惯惯用用做做铸铸型型砂砂粘粘结结剂剂：在在空空气气中中遇遇CO2变变成成粘粘结结力力极极强强硅凝胶：硅凝胶：Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3(s)+2NaHCO3也能够使用氯化铵：也能够使用氯化铵：Na2SiO3+2NH4Cl=H2SiO3(s)+2NaCl+2NH3(g)硅酸钠水溶液称为硅酸钠水溶液称为水玻璃水玻璃，俗称，俗称泡花碱泡花碱。硅酸钠计量式可表示。硅酸钠计量式可表示为为Na2OmSiO2(写成写成Na2SiO3是简化表示是简化表示)，m称为水玻璃模数称为水玻璃模数，普，普通在通在3左右。左右。6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第44页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页45硅酸分子因为其中含有硅酸分子因为其中含有SiO2与与H2O百分比不一样而形成几个硅百分比不一样而形成几个硅酸，通式为酸，通式为mSiO2nH2O，式中，式中m 和和n 都是正整数。都是正整数。m1硅酸称为硅酸称为多硅酸。硅酸凝胶就是多硅酸，受热能完全脱水，多硅酸。硅酸凝胶就是多硅酸，受热能完全脱水，转变成转变成SiO2。若将其中大部分水脱去，可得白色透明固体，称为若将其中大部分水脱去，可得白色透明固体，称为硅胶硅胶。硅硅胶胶比比表表面面积积非非常常大大(800900m2/g)，可可用用作作吸吸附附剂剂、干干燥燥剂剂和和催催化化剂剂载载体体。经经CoCl2处处理理可可得得变变色色硅硅胶胶，是是惯惯用用干干燥燥剂剂。当当蓝蓝色变成粉红色时，就要进行再生处理，方可恢复吸湿能力。色变成粉红色时，就要进行再生处理，方可恢复吸湿能力。Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl6.4 无机化合物化学性质无机化合物化学性质第45页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页466.1单质物理性质单质物理性质6.2单质化学性质单质化学性质6.3无机化合物物理性质无机化合物物理性质6.4无机化合物化学性质无机化合物化学性质6.5配位化合物配位化合物6.6无机材料无机材料第第6章章 元素化学与无机材料元素化学与无机材料第46页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页476.5 配位化合物配位化合物配位化学是无机化学一个主要配位化学是无机化学一个主要研究方向。因为配位化学与生研究方向。因为配位化学与生命科学结合，以及含有特殊功命科学结合，以及含有特殊功效配合物良好前景等，使配位效配合物良好前景等，使配位化学取得很大发展。化学取得很大发展。Cu(DABT)Cl2配合物分子结构配合物分子结构(70K以以下呈铁磁性质下呈铁磁性质),配体配体DABT为为2,2-二二氨基氨基-4,4-联噻唑简称联噻唑简称配位化学研究对象是配位化配位化学研究对象是配位化合物，也称为配合物。合物，也称为配合物。第47页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页486.5 配位化合物配位化合物H3NNH3Cu2+SO42-H3NNH3中心离子中心离子配位体配位体内界内界(配离子配离子)外界外界第48页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页49能够提供孤对电子，能够提供孤对电子，与中心离子配位中性分子或离子。与中心离子配位中性分子或离子。(1)配位原子配位原子(coordinating atom)：配位体中直接与中心离子配位体中直接与中心离子 形成配位键原子电负性较大非金属素）。形成配位键原子电负性较大非金属素）。(2)配位数配位数(coordination number)：配离子中全部配离子中全部配位原配位原 子子总数。总数。6.5.1 6.5.1 配位化合物组成配位化合物组成1.中心离子：中心离子：能够提供空轨道离子或原子。能够提供空轨道离子或原子。过渡元素离子：如过渡元素离子：如Cr3+、Fe3+、Co3+、Fe2+等等原子：如原子：如Ni、B等。等。2.配位体配位体(ligand)：6.5 配位化合物配位化合物第49页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页50依据配位体不一样，配合物可分为两类。依据配位体不一样，配合物可分为两类。单齿配位体单齿配位体简单配合物：简单配合物：一个配位体只能提供一个配位原子，一个配位体只能提供一个配位原子，称为单齿配位体，由单齿配体和中心离子称为单齿配位体，由单齿配体和中心离子(或中心原子或中心原子)配位配合配位配合物称为简单配合物。物称为简单配合物。如：如：F-,Cl-,Br-,CN-,NO2-,NO3-,NH3,H2O等等多齿配位体多齿配位体特殊配合物：一个配位体中有多个配位原子，称为特殊配合物：一个配位体中有多个配位原子，称为多齿配位体。多齿配位体。配位体中最少有一个多齿配体和中心离子配位体中最少有一个多齿配体和中心离子(或中心或中心原子原子)配位形成环状结构配合物称为复杂配合物或配位形成环状结构配合物称为复杂配合物或螯合物螯合物。还有。还有中性金属原子为配合物形成体中性金属原子为配合物形成体,CO,CO为配体为配体羰合物。羰合物。如：草酸根如：草酸根C2O42-,乙二胺乙二胺NH2CH2CH2NH2(ethylenediamine,en),乙二胺四乙酸乙二胺四乙酸EDTA(ethylenediaminetetraaceticacid)6.5 配位化合物配位化合物3.分类分类第50页首页首页 上一页上一页 下一页下一页 末页末页51Cu2+NH3NH3H3NH3N Cu(NH3)42+离子结构6.5 配位化合物配位化合物Cu(en)22+结构 OO CC OOMn+EDTA结构草酸根结构第51页首页首