第3章重要的非金属元素第一节卤素（课件）《无机化学》教学同步（化学工业出版社）

第3章重要的非金属元素 第一节卤素 p区 通性 非金属单质和金属相比，几乎没有共同的物理性质，其性质彼此之间相差很悬殊。从状态来看，常温常压下，既有固体、液体，又有气体；从熔、沸点来讲：有高达48270C（金刚石的沸点）的，也有低到4.2K（He的沸点）；硬度、密度、水溶性相差也很悬殊；从导电性来讲，大部分非金属都是非导电体，但也有的导电性不逊色于金属，有的非金属是良好的半导体，如硅。 造成非金属单质物理性质相差悬殊的是由于其晶体类型比较多，同素异形体多。 通性 （一）非金属元素的物理性质 F2、Cl2、O2是强氧化剂。H2、C、Si高温时有较强的还原性。在化学反应中，Cl2、Br2、I2、N2、P、S既有氧化性又有还原性。 F2、Cl2、Br2、I2、At2 （分子晶体） 熔沸点升高、颜色加深等 金刚石(C) 晶体硅(Si) （原子晶体） 熔沸点降低、硬度减小 在晶体类型相同的前提下，一些非金属单质的物理性质还是有规律可循的，如： （二）非金属单质的化学性质 （1）与金属的反应：非金属性越强的元素，其单质越易与金属反应。典型金属与典型非金属反应生成离子化合物。如： X2+2Na 2NaX(X为卤素） 点燃 N2+3Mg Mg3N2 点燃 （2）与氧的反应 多数非金属可以直接与氧化合形成多种氧化物。有的虽不能直接与氧化合，但也有多种不同价态的氧化物存在。如 Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7。 （二）非金属单质的化学性质 在所有元素中，只有氟的电负性大于氧，所以仅在OF2中氧呈现正价态。 非金属氧化物大多数是酸酐，其最高价氧化物都是酸酐。如： 硼酸酐–– B2O3 碳酸酐–CO2 硝酸酐–N2O5 硫酸酐–SO3 磷酸酐 – P2O5 高氯酸酐–Cl2O7 （二）非金属单质的化学性质 （3）与H2反应：生成共价型氢化物。元素非金属性越强，越易与H2反应，且生成的氢化物越稳定。共价型氢化物有关性质的递变规律如下： ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA B2H 6 CH 4 NH3 H2O HF SiH4 PH3 H2O HCl (GeH4) AsH3 H2Se HBr (SnH4) SbH3 H2Te HI 稳定性递增，还原性递减，水溶性、酸性递增 水溶液酸性递增 还原性递增 热稳定性递减 中性 碱性 酸性 （二）非金属单质的化学性质 （4）与水的反应 大部分非金属单质不与水反应，卤素仅部分与水反应，碳、硼仅在赤热的条件下才与水蒸气反应。 2F2+2H2O 4HF+O2（剧烈，置换反应） Cl2+H2O HCl+HClO（缓慢、歧化反应） C+H2O(g) CO+H2（置换反应） 2B+3H2O(g) B2O3+3H2（置换反应） 高温 （5）与酸的反应 非金属一般不与稀酸反应，但强氧化性酸如浓HNO3、浓H2SO4可以使许多非金属被氧化。如： （二）非金属单质的化学性质 S+6HNO3( 浓) H2SO4+6NO2 +2H2O S+2H2SO4(浓 ) 3SO2 +2H2O I2+10HNO3(浓) 2HIO3+10NO2 +4H2O 非金属性强的非金属单质，能够氧化某些含氧酸或含氧酸盐，如： Br2+H2SO3+H2O 2HBr+H2SO4 Br2+K2SO3+H2O 2HBr+K2SO4 （6）与碱的反应 许多非金属单质可与碱反应，许多非金属单质在碱性水溶液中发生的是歧化反应。如： （二）非金属单质的化学性质 Δ 3S+6KOH 2K2S+K2SO3+3H2O 4P+3NaOH+3H2O 3NaH2PO2+PH3 Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2 2B+2NaOH+2H2O 2NaBO2+3H2 有些还原性较强的非金属在与强碱反应时，非金属作还原剂。如： F2的非金属性最强，只有氧化性而无还原性，在与碱反应时，只能作氧化剂。 2F2+2NaOH 2NaF+OF2 +H2O （二）非金属单质的化学