14 p区元素(一)（课件）- 《无机化学与化学分析（第3版）》同步教学（高教版）

p区元素(一) 第14章 Chapter 14 p-Block Elements(1) 上页 下页 目录 返回 英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫5日以石墨烯研究获得2010年度诺贝尔物理学奖。评审委员会发布的新闻稿称之为“完美原子晶体”，作为二维结构单层碳原子材料，强度相当于钢的100倍，导电性能好、导热性能强。 上页 下页 目录 返回 p区元素 在周期表中 的位置 上页 下页 目录 返回 1．了解 p 区元素的特点； 2．了解 p 区元素的存在、制备及用途； 3．掌握重点元素硼、铝、碳、硅、氮和磷的单质及其 化合物的性质，会用结构理论和热力学解释它们的 某些化学现象； 4．从正硼烷的结构了解缺电子键和硼烷结构； 5．了解一些无机材料的制备和用途； 6．了解惰性电子对效应概念及其应用。 本章教学要求 上页 下页 目录 返回 14.1 第13、14、15族元素概述 Generality of the groups 13-15 elements 14.2 硼 Boron 14.3 铝 Aluminum 14.4 碳 Carbon 14.5 硅 Silicon 14.6 氮 Nitrogen 14.7 磷 Phosphorus 14.8 长周期元素的重要化学现象及重 要反应 The important chemical phenomenons & reactions of long -period elements 上页 下页 目录 返回 ⑴ 唯一同时包括金属和非金属元素的一个区 ⑵ 无机非金属材料库： P区元素的化学以其多样性为特点 分子筛 人造金刚石 高能燃料 纳米半导体材料 太阳能电池材料 光子带隙材料 上页 下页 目录 返回 ⑷ 有毒的小元素群 ⑸ 多有同素异形体 ⑹ 成键的多样性：如乙硼烷的 3c-2e 键等 ⑺ 周期表中的规律性：惰性电子对效应，对角线规则等 ⑶ 包括 “不活泼的单原子气体——稀有气体” 有益微量元素 可能是有益微量元素 上页 下页 目录 返回 14.1 第13、14、15族元素概述 Generality of the groups 13-15 elements 1. 金属性 总的变化规律是由上而下逐渐增强 温度 / ℃ 22 0 k(As)/(kS·cm-1) 35 38 k(Sb)/(kS·cm-1) 24 26 k(Bi)/(kS·cm-1) 8.6 9.5 As, Sb Bi 的电导率 ● 金属铋由液态变为固态 时体积膨胀而不是缩小 Al Ga In Tl m.p./℃ 660 30 157 元素 303 ● Ga2 上页 下页 目录 返回 2. 氧化态 三族中 15 个元素都可达到各自的族氧化态， 但出现了惰性电子对效应(inert-pair effect) 原子序数大的 p 区元素高氧化态不稳定，它可以归结于： ● 形成高氧化态化合物时，需要激发能 (s2pn →s1pn+1) ● 原子序数大的元素本身固有的成键能力比较差（电子 云重叠程度差；内层电子排斥力较大） Ga Ge As In Sn Sb Tl Pb Bi 低氧化态相对稳定性增大 4s2 5s2 6s2 4s1～3 5s1～3 6s1～3 惰性电子对稳定性增大 上页 下页 目录 返回 3. 氢化物的类型 根据 Lewis 结构式中价电子数与形成的 化学键数之间的关系，三族的分子型二 元氢化物可分三类： 缺电子(13 族) (electron-deficient) 氢化物 B2H6 足电子(14 族) (electron-precise) 氢化物 CH4 富电子(15-17族) (electron-rich) 氢化物 NH3 上页 下页 目录 返回 4. 半导体性质 周期表中 7 种半导体元素 B，Si，Ge，As，Sb，Se和 Te全在 p 区. 特别需要