第十六章硼族元素

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1、1.1.缺电子：缺电子：价电子数价电子数 I(Ga)I1 1(AI),Ga(AI),Ga有有3 3d d1010；I I1 1(TI)I(TI)I1 1(In),TI(In),TI有有4 4f f1414。d,f d,f电子不能完全屏蔽掉相应增加的电子不能完全屏蔽掉相应增加的核电荷，有效核电荷增加幅度大，抵消了核电荷，有效核电荷增加幅度大，抵消了电子层增加对电离能的影响。电子层增加对电离能的影响。共价性：共价性：B B所有化合物均共价（半径小，电所有化合物均共价（半径小，电负性大）。负性大）。缺电子性：易与电子对给体形成缺电子性：易与电子对给体形成配键配键（BFBF4 4-），），易形成易形成

2、多中心键多中心键（例：（例：3 3c-2c-2）。）。多面体特性：晶体硼和硼的许多化合物为多面体特性：晶体硼和硼的许多化合物为多面体。多面体。4.4.硼的成键特征：硼的成键特征：硼：硼酸盐，如硼砂硼：硼酸盐，如硼砂NaNa2 2B B4 4O O7 71010H H2 2O O，硼硼镁矿镁矿MgMg2 2B B2 2O O5 5H H2 2O.O.铝：铝矾土矿，主铝：铝矾土矿，主AIAI2 2O O3 3XHXH2 2O O 镓、铟、铊：均无单独矿物，以杂质形镓、铟、铊：均无单独矿物，以杂质形式共生于其它矿中。式共生于其它矿中。化学性质化学性质 在在O O2 2中燃烧中燃烧 4 4B+3OB+

3、3O2 2=2B=2B2 2O O3 3 H=-2545kJH=-2545kJmolmol-1-1 键能键能 B-O B-O SiSi-O C-O-O C-OkJkJmolmol-1-1 561 452 358 561 452 358 B B在炼钢中可做脱氧剂，从氧化物中夺氧。在炼钢中可做脱氧剂，从氧化物中夺氧。与非金属反应与非金属反应 F F2 2、CICI2 2、BrBr2 2(BX(BX3 3),S(B),S(B2 2S S3 3),N),N2 2(BN),(BN),不与不与H H2 2反应反应 与水蒸气反应与水蒸气反应 2 2B(B(赤热）赤热）+6+6H H2 2O(g)=2HO(g

4、)=2H3 3BOBO3 3+3H+3H2 2(g)(g)与氧化性酸反应与氧化性酸反应B+3HNOB+3HNO3 3（浓）浓）=B B（OHOH）3 3+3NO+3NO2 22B+3H2B+3H2 2SOSO4 4（浓）浓）=2=2B B（OHOH）3 3+3SO+3SO2 2无氧化剂存在，无氧化剂存在，B B不溶于酸。不溶于酸。与强碱反应与强碱反应2 2B+2NaOH+2HB+2NaOH+2H2 2O=2NaBOO=2NaBO2 2+3H+3H2 2H=-1669.7kJH=-1669.7kJmolmol-1-1（3273K3273K）铝热还原法铝热还原法:冶炼难熔金属冶炼难熔金属FeFe、

5、NiNi、MnMn、V V等等脱水产物或高温熔融产物为脱水产物或高温熔融产物为NaAIONaAIO2 2碱法（山大碱法（山大9696、9898考研题）考研题）N Na aB BO O2 2N Na a2 2B B4 4O O7 71 10 0H H2 2O O浓浓N Na aO OH HC CO O2 2+H H2 2O O硼硼镁镁矿矿偏偏硼硼酸酸钠钠硼硼砂砂（四四硼硼酸酸钠钠）H H2 2S SO O4 4H H3 3B BO O3 3B B2 2O O3 3B B硼硼酸酸加加热热M Mg g或或A AI IM Mg g2 2B B2 2O O5 5H H2 2O O*MgMg2 2B B2

6、 2O O5 5H H2 2O+2NaOH=2NaBOO+2NaOH=2NaBO2 2+2Mg(OH)+2Mg(OH)2 2 4NaBO 4NaBO2 2+CO+CO2 2+10H+10H2 2O=NaO=Na2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O+NaO+Na2 2COCO3 3 Na Na2 2B B4 4O O7 7+H+H2 2SOSO4 4+5H+5H2 2O=4HO=4H3 3BOBO3 3+Na+Na2 2SOSO4 4 2H 2H3 3BOBO3 3=B=B2 2O O3 3+3H+3H2 2O O B B2 2O O3 3+3Mg=2B+3MgO+3Mg=2B+3

7、MgO酸法：酸法：Mg Mg2 2B B2 2O O5 5H H2 2O+2HO+2H2 2SOSO4 4=2H=2H3 3BOBO3 3+MgSO+MgSO4 4*AIAI2 2O O3 3+2NaOH+3H+2NaOH+3H2 2O=2NaAI(OH)O=2NaAI(OH)4 4 2NaAI(OH)2NaAI(OH)4 4+CO+CO2 2=2AI(OH)=2AI(OH)3 3+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O O 2AI(OH)2AI(OH)3 3=AI=AI2 2O O3 3+3H+3H2 2O O 4AI 4AI2 2O O3 3=4AI+3O=4AI+3O2 2N N

8、a a A AI I(O OH H)4 4 A AI I(O OH H)3 3铝铝矾矾土土铝铝酸酸盐盐C CO O2 2A AI I2 2O O3 3O O2 2+A AI IN Na a3 3A AI IF F6 6电电解解阳阳 阴阴A AI I2 2O O3 3N Na aO OH H加加热热分类：分类：B Bn nH Hn+4n+4和和 B Bn nH Hn+6n+6 例：例：B B2 2H H6 6（乙硼烷）乙硼烷）B B4 4H H1010（丁硼烷）丁硼烷）有有CHCH4 4，SiHSiH4 4但无但无BHBH3 3 最简单的硼烷：最简单的硼烷：B B2 2H H6 6(borane

9、borane)1.1.结构结构乙硼烷乙硼烷(diboranediborane)结构结构 4 4个个B-HB-H键键（2 2c-2c-2）2 2个个B BB BH H键键3 3c-2c-2B B2 2H H6 64 4个个B-H-BB-H-B氢桥键，一个氢桥键，一个B-BB-B键，键，6 6个个B-HB-H键键B B4 4H H1010的结构的结构B B4 4H H1010各种硼烷中呈现出的成键情况各种硼烷中呈现出的成键情况端侧的端侧的2 2c-2c-2B-H B-H 键键B BB BH H3 3c-2c-2的氢桥键的氢桥键 2 2c-2c-2的的B-BB-B键键B BB BB B开放的开放的3

10、 3c-2c-2硼桥键硼桥键B BB BB B闭合的闭合的3 3c-2c-2硼键硼键B B5 5H H9 9B B5 5H H1111B B1010H H1414(2)(2)水解水解(3)(3)加合加合3.3.制法（间接）制法（间接）(1)(1)质子置换法：质子置换法：2 2BMn+6HBMn+6H+=B=B2 2H H6 6+2Mn+2Mn3+3+(2)(2)氢化法氢化法:2:2BCIBCI3 3+6H+6H2 2=B=B2 2H H6 6+6HCI+6HCI(3)(3)氢负离子置换法氢负离子置换法:思考题思考题 制备时应注意什么问题？制备时应注意什么问题？无氧、无水、原料干燥、安全防护。无

11、氧、无水、原料干燥、安全防护。3 3L Li iA AI IH H4 4+4 4B BF F3 32 2B B2 2H H6 6+3 3L Li iF F+3 3A AI IF F3 33 3N Na aB BH H4 4+4 4B BF F3 32 2B B2 2H H6 6+3 3N Na aB BF F4 4乙乙醚醚乙乙醚醚 B BF F3 3 B BC Cl l3 3 B BB Br r3 3 B BI I3 3 室室温温下下聚聚集集态态 g g g g l l s s 熔熔点点/K K 1 14 46 6 1 16 66 6 2 22 27 7 3 31 16 6 沸沸点点/K K

12、1 17 72 2 2 28 85 5 3 36 64 4 4 48 83 3 1.1.BXBX3 3 (AB(AB3 3型型,24,24个价电子个价电子,4 46 6)均共价化合物，蒸气分子为单分子。均共价化合物，蒸气分子为单分子。BFBF3 3：*4BF4BF3 3+6H+6H2 2O=3HO=3H+BF+BF4 4-+B+B（OHOH）3 3 BF BF3 3+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2OO？4NaH+BF 4NaH+BF3 3=NaBH=NaBH4 4+3NaF+3NaF BCIBCI3 3：潮湿空气中发烟潮湿空气中发烟 BCI BCI3 3+3H+3H2 2O=3H

13、O=3H3 3BOBO3 3+3HCI(HBCI+3HCI(HBCI4 4）BXBX3 3制备：制备：B B2 2O O3 3+6HF(3CaF+6HF(3CaF2 2+3H+3H2 2SOSO4 4)=2BF)=2BF3 3+(3CaSO+(3CaSO4 4+)3H+)3H2 2O OB B2 2O O3 3+3C+3CI+3C+3CI2 2=2BCI=2BCI3 3+3CO +3CO AlFAlF3 3 AlCl AlCl3 3 AlBr AlBr3 3 AlI AlI3 3 离子键离子键 共价键共价键共价分子：熔点低共价分子：熔点低,易挥发易挥发,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。气相或非

14、极性溶剂中均为双聚物。气相或非极性溶剂中均为双聚物。A AI IA AI IC CI IC CI IC CI IC CI IC CI IC CI I氯桥氯桥 AICI AICI3 3：路易士酸，有机催化剂。易水解路易士酸，有机催化剂。易水解放热，潮湿空气中冒烟。干法制。放热，潮湿空气中冒烟。干法制。2 2AI+3CIAI+3CI2 2(g)(g)=2AICI=2AICI3 3 2AI+6HCI(g)=2AICI 2AI+6HCI(g)=2AICI3 3+3H+3H2 2(g)(g)AI AI2 2O O3 3+3C+3CI+3C+3CI2 2=2AICI=2AICI3 3+3CO+3CO3.3

15、.GaCIGaCI2 2:反磁性，反磁性，GaGa+GaGa+CICI4 4 *InCI InCI2 2类同类同GaCIGaCI2 2 TIX:TIX:性质与制法类同性质与制法类同AgXAgX,但但TICITICI不溶氨水。不溶氨水。4.4.硼族元素卤化物比较硼族元素卤化物比较(X=F(X=F、CI)BXCI)BX3 3 AIX AIX3 3 GaX GaX3 3 InX InX3 3 TIX TIX3 3稳定性稳定性增强增强GaXGaX InXInX TIX TIX稳定性稳定性BFBF3 3 AIF AIF3 3 GaF GaF3 3 InF InF3 3 TIF TIF3 3减弱减弱离子晶

16、体离子晶体,熔点高熔点高,溶于水溶于水,易水解易水解共价共价O OB BB BO OO O9 90 0-1 12 25 51 12 20 0p pm m1 13 36 6p pm m制法制法2 2H H3 3B BO O3 3B B2 2O O3 3+3 3H H2 2O O4 4B B(s s)+3 3O O2 2(g g)2 2B B2 2O O3 3(s s)高高温温性质性质 易溶于水易溶于水B B2 2O O3 3(晶状晶状)+)+H H2 2O(g)2HBOO(g)2HBO2 2(g)(g)（易挥发）易挥发）B B2 2O O3 3(无定形无定形)+3)+3H H2 2O(l)2HB

17、OO(l)2HBO3 3(aq)(aq)白色粉末状白色粉末状B B2 2O O3 3可用作吸水剂。可用作吸水剂。熔融态的熔融态的B B2 2O O3 3溶解金属氧化物溶解金属氧化物 得到有特得到有特征颜色的偏硼酸盐玻璃。征颜色的偏硼酸盐玻璃。B B2 2O O3 3+CuO=Cu+CuO=Cu（BOBO2 2）（）（蓝色）蓝色）B B2 2O O3 3+NiO=Ni+NiO=Ni（BOBO2 2）（绿色）（绿色）与与NHNH3 3反应反应 1/2 1/2xBxB2 2O O3 3+XNH+XNH3 3（BNBN）x x+H+H2 2O O（873K873K）NBNBNBNBNB氮化硼，结构氮化

18、硼，结构与石墨相同与石墨相同 硼珠实验硼珠实验补充：无机苯补充：无机苯(环硼氮烷）环硼氮烷）3 3NHNH4 4CI+3LiBHCI+3LiBH4 4=B B3 3N N3 3H H6 6+3LiCI+9H+3LiCI+9H2 2 环硼氮烷的电子结构式和几何形环硼氮烷的电子结构式和几何形状都与苯相似，化学性质也相似，但更状都与苯相似，化学性质也相似，但更活泼，活泼，易加成、取代。易加成、取代。NBNBNBHHHHHHHCINBNBNBHCIHCIHHHHHHCIHH H3 3BOBO3 3晶体的片层结构晶体的片层结构B:spB:sp2 2杂化杂化 H H3 3BOBO3 3单元间单元间以氢键结

19、合成以氢键结合成片层结构片层结构,层层间范氏力间范氏力.物理性质物理性质:晶体为片层结构晶体为片层结构,有滑腻感有滑腻感,冷水中溶冷水中溶解度小解度小,温度升高温度升高,溶解度增大溶解度增大(?)(?)。化学性质化学性质:*一元弱酸一元弱酸 K Ka a=5.8=5.81010-10-10 B(OH)B(OH)3 3+H+H2 2O=(HO)O=(HO)3 3BOHBOH-+H+H+受热分解受热分解4 4H H3 3B BO O3 34 4H HB BO O2 21 10 00 01 14 40 0高高温温H H2 2B B4 4O O7 7B B2 2O O3 3与多羟基化合物的反应与多羟基

20、化合物的反应-生成强酸生成强酸B B(O OH H)3 3+2 2C CH H-O OH HC CH H2 2-O OH HC CH H2 2-O OH HC CH H2 2-O OC CH H2 2-O OB B C CH H-O OH HH HO O-C CH HO O-C CH H2 20 0-C CH H2 2+H H+3 3H H2 2O O-H H3 3BOBO3 3的鉴定的鉴定H H3 3B BO O3 3+3 3C C2 2H H5 5O OH HB B（O OC C2 2H H5 5）3 3+3 3H H2 2O O浓浓H H2 2S SO O4 4硼酸乙酯，挥发性，硼酸乙酯

21、，挥发性，点燃：绿色火焰点燃：绿色火焰H H3 3B BO O3 3+N Na aO OH HP PH H=1 11 1-1 12 2N Na aB BO O2 2+2 2H H2 2O O4 4H H3 3B BO O3 3+2 2N Na aO OH HP PH H 9 9.6 6N Na a2 2B B4 4O O7 7+7 7H H2 2O O弱弱碱碱 硼酸盐比硼酸稳定，除碱金属盐外，硼酸盐比硼酸稳定，除碱金属盐外，多数金属的硼酸盐难溶于水。多数金属的硼酸盐难溶于水。硼砂（硼砂（结构结构 2 2个个BOBO3 3原子团和原子团和2 2个个BOBO4 4原子团通过公用角原子团通过公用角顶

22、氧原子而联结成顶氧原子而联结成 NaNa2 2B B4 4O O5 5(OH)(OH)4 48H8H2 2O OO OB BO O2 2-H HO OB BB BO OB BO OO OH HO OH HO OH HO O硼砂水溶液显硼砂水溶液显碱性碱性，具有缓冲作用。，具有缓冲作用。B B4 4O O5 5(OH)(OH)4 42-2-+5H+5H2 2O=2HO=2H3 3BOBO3 3+2B(OH)+2B(OH)4 4-NaNa2 2B B4 4O O7 7+5H+5H2 2O+HO+H2 2SOSO4 4=4H=4H3 3BOBO3 3+Na+Na2 2SOSO4 4硼砂珠实验（硼砂珠

23、实验（boraxbeadboraxbead test)test)N Na a2 2B B4 4O O7 71 10 0H H2 2O OB B2 2O O3 3+2 2N Na aB BO O2 2+1 10 0H H2 2O O2 2C Cu u(N NO O3 3)2 22 2C Cu uO O+4 4N NO O2 2+O O2 2C Cu uO O+B B2 2O O3 3C Cu u(B BO O2 2)2 2 分析上用于鉴定金属离子分析上用于鉴定金属离子,用于搪瓷和玻用于搪瓷和玻璃工业璃工业(上釉上釉,着色着色)和焊接金属和焊接金属(除去金属表除去金属表面氧化物面氧化物)。-AI-

24、AI2 2O O3 3(刚玉刚玉),),无色透明晶体无色透明晶体制备：制备：A AI I+O O2 2-A AI I2 2O O3 3燃燃烧烧铝铝的的含含氧氧酸酸盐盐-A AI I2 2O O3 3灼灼烧烧性质：性质：熔点高熔点高(2288(22881515K)K)，硬度大硬度大(8.8),(8.8),密密度大度大,化学性质稳定化学性质稳定,只与熔融碱反应。只与熔融碱反应。用途用途:装饰品装饰品(宝石宝石),),高温耐火材料高温耐火材料,抛光剂。抛光剂。红宝石红宝石(CrCr3+3+)蓝宝石蓝宝石(FeFe3+3+,Fe,Fe2+2+)黄玉黄玉/黄晶黄晶-AI-AI2 2O O3 3(活性氧化

25、铝活性氧化铝),),白色无定形粉末白色无定形粉末制备制备:A AI I(O OH H)3 3或或铝铝铵铵矾矾5 50 00 0-A AI I2 2O O3 3-A AI I2 2O O3 3强强热热性质：性质：颗粒小，具有强的吸附力和催化活性，颗粒小，具有强的吸附力和催化活性，硬度小，质轻，难溶于水，易溶酸碱。硬度小，质轻，难溶于水，易溶酸碱。用途：用途：做吸附剂和催化剂做吸附剂和催化剂 溶液中不存在溶液中不存在AIOAIO2 2-或或AIOAIO3 33-3-离子，固离子，固态可写成态可写成NaAIONaAIO2 2.A AI I(O OH H)3 3A AI I3 3+A AI I(O O

26、H H)4 4-或或A AI I（O OH H）6 63 3-（铝铝酸酸盐盐）（铝铝盐盐）A AI IA AI I2 2O O3 3H H+O OH H-1.1.铝酸盐铝酸盐AIAI2 2O O3 3(s)+2NaOH(s)=2NaAIO(s)+2NaOH(s)=2NaAIO2 2(s)+H(s)+H2 2O(g)O(g)2AI+2NaOH+6H2AI+2NaOH+6H2 2O=2NaAI(OH)O=2NaAI(OH)4 4+3H+3H2 2水解：水解：A AI I(O OH H)4 4-A AI I(O OH H)3 3+O OH H-*2 2AI(OH)AI(OH)4 4-+CO+CO2

27、2=2AI(OH)=2AI(OH)3 3+CO+CO3 32-2-+H+H2 2O O N Na aA AI IO O2 2+2 2H H2 2O O A AI I(O OH H)3 3+N Na aO OH H2.2.铝盐铝盐水解水解:强酸的铝盐水解溶液显酸性强酸的铝盐水解溶液显酸性 A AI I(O OH H）2 2+H H+A AI I3 3+H H2 2O O弱酸的铝盐近乎完全水解弱酸的铝盐近乎完全水解AIAI2 2S S3 3+6H+6H2 2O=2AI(OH)O=2AI(OH)3 3+3H+3H2 2SS制法制法:2 2NaAI(OH)NaAI(OH)4 4+CO+CO2 2=2A

28、I(OH)=2AI(OH)3 3+Na+Na2 2COCO3 3+H+H2 2O O A AI I3 3+强强碱碱或或氨氨水水A AI I2 2O O3 3x xH H2 2O O静静置置A AI IO O（O OH H）难溶于水难溶于水,两性两性,易溶于酸碱易溶于酸碱,难溶于氨水难溶于氨水TI(TI(）不稳定，不稳定，TI()TI()稳定稳定TITI2 2SOSO4 4+Ba(OH)+Ba(OH)2 2=BaSO=BaSO4 4+2TIOH(+2TIOH(近同近同NaOHNaOH)TIOHTITIOHTI2 2O+HO+H2 2O O (1999 (1999年山师考研题）年山师考研题）(黄黄

29、)()(黑黑)碱性碱性,易溶于水易溶于水TITI3+3+OH+OH-TITI2 2O O3 3TI(OH)TI(OH)3 3不存在不存在TITI2 2O OTIXTIX性质类同性质类同AgXAgX,如：如：TIFTIF能溶于水，余能溶于水，余TIXTIX难溶。但难溶。但TICITICI难溶于氨水。难溶于氨水。TITI及其化合物的性质及其化合物的性质第二周期非金属元素的特殊性第二周期非金属元素的特殊性三、非金属单质的结构与性质三、非金属单质的结构与性质四、分子型氢化物四、分子型氢化物 （AHAHn n或或H Hn nA A）五、常见含氧酸及酸根离子的结构五、常见含氧酸及酸根离子的结构各族自上而下

30、各族自上而下,半径增大不规则半径增大不规则,23,23周周期增加幅度最大期增加幅度最大,往下各周期增加幅度变小往下各周期增加幅度变小.主要是第四周期主要是第四周期(3(3d d1010)、第六周期第六周期(4(4f f1414)的的P P区元素半径增加很小区元素半径增加很小.P P区元素原子半径区元素原子半径(pm)pm)0 0B B8282C C7777N N7070O O6666F F6464NeNe112112ALAL118118SiSi117117P P110110S S104104CICI9999ArAr154154GaGa126126GeGe122122AsAs121121SeSe

31、117117BrBr114114KrKr169169InIn144144SnSn140140SbSb141141TeTe137137I I133133XeXe190190TITI148148PbPb147147BiBi146146PoPo146146AtAt145145RnRn214214半径变化的不规则性导致了电负性、金半径变化的不规则性导致了电负性、金属性（非金属性）、电极电势及含氧酸的氧属性（非金属性）、电极电势及含氧酸的氧化还原性等都出现异常。化还原性等都出现异常。（HXOHXO3 3/X/X2 2）HCIO HCIO3 3 HBrO HBrO3 3 HIOHIO3 3 1.49 1.

32、52 1.19 1.49 1.52 1.19 AI(OH)AI(OH)3 3KaKa1 1=2.0=2.01010-11-11 Ga(OH)Ga(OH)3 3KaKa1 1=1.4=1.41010-7-7 P P区元素的电负性区元素的电负性 族族周期周期A AA AA AA AA A2 2B BC CN NO OF F2.042.042.552.553.043.043.443.443.983.983 3AIAISiSiP PS SCICI1.611.611.901.902.192.192.582.583.163.164 4GaGaGeGeAsAsSeSeBrBr1.811.812.012.01

33、2.182.182.552.552.962.965 5InInSnSnSbSbTeTeI I1.781.781.961.962.052.052.12.12.662.666 6TITIPbPbBiBiPoPoAtAt2.042.042.332.332.022.022.02.0-二、第二、第2 2周期非金属元素的特殊性周期非金属元素的特殊性 B C N O FB C N O F1.N1.N、O O、F F的含氢化合物（的含氢化合物（NHNH3 3、H H2 2O O、HFHF）容容易生成氢键（相应电负性为各族中最大）易生成氢键（相应电负性为各族中最大）.2.2.最高配位数为最高配位数为4 4（原子

34、半径小，无（原子半径小，无d d轨道）轨道）.3.3.元素有自相成键的能力，以碳元素最强元素有自相成键的能力，以碳元素最强.N N、O O、F F的单键键能异常小（原子半径很小，的单键键能异常小（原子半径很小，孤对电子间的斥力较大）孤对电子间的斥力较大）.4.4.多数有生成重键的特性多数有生成重键的特性.5.5.与第三周期元素相比与第三周期元素相比,化学活泼性的差别大化学活泼性的差别大.6.6.同素异性体在性质上的差别比较大同素异性体在性质上的差别比较大.P P区元素化合物分子中的一些键能区元素化合物分子中的一些键能 单键单键C-CC-C346346N-NN-N167167O-OO-O1421

35、42F-FF-F155155Si-SiSi-Si 222222P-PP-P201201S-SS-S268268 CI-CICI-CI 240240Ge-GeGe-Ge 188188 As-AsAs-As 146146 Se-SeSe-Se 172172 Br-BrBr-Br 190190Sn-SnSn-Sn 151151 Sb-SbSb-Sb 122122 Te-TeTe-Te 126 126 I-II-I149149多重键多重键C CC C602602C CO O735735NNNN944944SiSiSiSi314314SiSiO O640640PPPP485485三、非金属单质的结构与性

36、质三、非金属单质的结构与性质1.1.价电子层结构：价电子层结构：H H、HeHe有有1-21-2个个S S电子，除电子，除HeHe外的其余希有气体为外的其余希有气体为nsns2 2npnp6 6,A-A,A-A为为nsns2 2npnp1-51-5。价电子数多，倾向于得电子。价电子数多，倾向于得电子。2.2.单质结构：单质结构：非金属单质大多是由非金属单质大多是由2 2个或个或2 2个个以上原子以共价键结合，分子中的键有方以上原子以共价键结合，分子中的键有方向性和饱和性。向性和饱和性。3.3.非金属分类非金属分类 第一类：小分子物质第一类：小分子物质.如单原子分子的希如单原子分子的希有气体和双

37、原子分子的有气体和双原子分子的X X2 2（卤素）、卤素）、O O2 2、N N2 2、H H2 2等。通常状况下，它们是气体，固体为分等。通常状况下，它们是气体，固体为分子型晶体，熔点、沸点都很低。子型晶体，熔点、沸点都很低。第二类：多原子分子物质第二类：多原子分子物质.如如S S8 8、P P4 4、和和AsAs4 4等。通常状况下是固体等。通常状况下是固体,为分子型晶体为分子型晶体,熔、熔、沸点也不高沸点也不高,但比第一类物质的高但比第一类物质的高,容易挥发。容易挥发。第三类：大分子物质第三类：大分子物质.如金刚石、晶态硅和硼如金刚石、晶态硅和硼等等,系原子晶体系原子晶体.熔、沸点都很高

38、熔、沸点都很高,且不容易且不容易挥发。在大分子物质中还有一类层型（混挥发。在大分子物质中还有一类层型（混合型）晶体，如石墨。它也是由无数的原合型）晶体，如石墨。它也是由无数的原子结合而成的庞大分子，但键型复杂，晶子结合而成的庞大分子，但键型复杂，晶体属层型。体属层型。总之，绝大多数非金属单质不是分子型晶体总之，绝大多数非金属单质不是分子型晶体就是原子型晶体，所以它们的熔点或沸点就是原子型晶体，所以它们的熔点或沸点差别都很大。差别都很大。4.4.生成化合物的性质：生成化合物的性质：活泼非金属（活泼非金属（F F、CICI、BrBr、O O、S S、P P等）易等）易与金属形成卤化物、氧化物、硫化

39、物、氢化与金属形成卤化物、氧化物、硫化物、氢化物、或含氧酸；物、或含氧酸；N N、B B、C C、SiSi常温下不活泼；常温下不活泼；非金属元素彼此之间也可形成卤化物、氧非金属元素彼此之间也可形成卤化物、氧化物、氢化物、无氧酸和含氧酸等；化物、氢化物、无氧酸和含氧酸等；绝大部分非金属氧化物显酸性，准金属氧绝大部分非金属氧化物显酸性，准金属氧化物显两性；化物显两性；多数非金属单质不与水反应，卤素多数非金属单质不与水反应，卤素部分与水反应，部分与水反应，C C在赤热条件下可与在赤热条件下可与水蒸气反应；水蒸气反应；非金属一般不与稀酸反应，非金属一般不与稀酸反应，C C、S S、P P、I I等能被

40、浓等能被浓HNOHNO3 3或浓或浓H H2 2SOSO4 4氧化；氧化；*多变价非金属（多变价非金属（X X2 2、P P、S S）在碱液中在碱液中歧化，歧化，B B、SiSi等与碱反应放出等与碱反应放出H H2 2 3X 3X2 2+6NaOH=5NaX+NaXO+6NaOH=5NaX+NaXO3 3+3H+3H2 2O O P P4 4+3NaOH+3H+3NaOH+3H2 2O=3NaHO=3NaH2 2POPO2 2+PH+PH3 3 3S+6NaOH=2Na 3S+6NaOH=2Na2 2S+NaS+Na2 2SOSO3 3+3H+3H2 2O O 2B+2NaOH+2H2B+2N

41、aOH+2H2 2O=2NaBOO=2NaBO2 2+3H+3H2 2 Si+2NaOH+H Si+2NaOH+H2 2O=NaO=Na2 2SiOSiO3 3+2H+2H2 2 C C、N N、O O、F F等单质无此反应等单质无此反应CHCH4 4NHNH3 3H H2 2O OHFHFSiHSiH4 4 PHPH3 3H H2 2S SHCIHCIGeHGeH4 4AsHAsH3 3H H2 2Se Se HBrHBr(SnHSnH4 4)SbHSbH3 3H H2 2TeTeHIHI热稳定性增强热稳定性增强热热稳稳定定性性增增强强四、分子型氢化物四、分子型氢化物 （AHAHn n或或H

42、 Hn nA A）还还原原性性增增强强还原性增强还原性增强酸性增强酸性增强酸酸性性增增强强 1.1.电负性（电负性（X XA A-X-XH H）差值越大差值越大,所生所生成氢化物越稳定。成氢化物越稳定。2.2.还原性规律与稳定性相反，元素还原性规律与稳定性相反，元素A A半径越大、电负性越小，半径越大、电负性越小，A An-n-失电子能失电子能力越大，还原性越强。力越大，还原性越强。3.3.与氢直接相连的原子的电子云密与氢直接相连的原子的电子云密度越小度越小,氢化物酸性越强。氢化物酸性越强。五、常见含氧酸及其酸根离子的结构五、常见含氧酸及其酸根离子的结构H HO OO OO O3 3-O OB

43、 BH HO OH H O OB BO OO OO O2 2-O OC CH HO OH H O OC CO OO OO O-O OO ON NH H O ON N 第二周期的成酸元素没有第二周期的成酸元素没有d d轨道，中心轨道，中心原子用原子用spsp2 2杂化轨道分别与杂化轨道分别与3 3个氧原子形成个氧原子形成3 3个个键，这些键，这些键被由中心原子键被由中心原子R R的一个空的一个空2 2p p轨道和所结合的氧原子的孤电子对形成的轨道和所结合的氧原子的孤电子对形成的离域离域键所加固。所以键所加固。所以RORO3 3n-n-离子都是离子都是4 46 6大大键，为平面三角形。键，为平面三

44、角形。RORO2 2n-n-（NONO2 2-）为角形，为角形，有一个有一个3 34 4键。键。4 4-o oo oo oo oO OH HO OH HS Si iH HO OH H O OS Si i2 2-O OO OO OO OS SH HO OH H O OS SO OO OP PO OO OH HH HO OO OH HP PO OO OO OO O3 3-O OO OO OO OC CI IH H O OC CI IO OO OO O 这些成酸元素原子的价电子空间分布这些成酸元素原子的价电子空间分布为四面体。形成的为四面体。形成的RORO4 4n-n-型离子为正四面体；型离子为正四

45、面体；RORO3 3n-n-型离子（如：型离子（如：CIOCIO3 3-）为三角锥体；为三角锥体；RORO2 2n-n-型离子（如：型离子（如：CIOCIO2 2-）为角形。为角形。在在SiOSiO4 44-4-中，中，SiSi原子以原子以spsp3 3杂化轨道与杂化轨道与4 4个氧原子形成个氧原子形成4 4个个键。键。在在P P、S S、CICI等多电子原子形成的含氧等多电子原子形成的含氧阴离子中，中心原子阴离子中，中心原子R R用用spsp3 3杂化轨道中的孤杂化轨道中的孤电子对与氧原子的空轨道（空出一个电子对与氧原子的空轨道（空出一个P P轨道）轨道）形成形成键。但是这些键。但是这些键的

46、键长与键能比单键的键长与键能比单键短而强，比双键又长而弱。因此，很可能键短而强，比双键又长而弱。因此，很可能是在形成这种是在形成这种配键的同时，氧原子上的孤配键的同时，氧原子上的孤电子对与中心原子电子对与中心原子R R的的d d轨道形成了轨道形成了d-pd-p键键（反馈键），该键仍以（反馈键），该键仍以配键为主，所以通配键为主，所以通常在结构式中也只将常在结构式中也只将键用键用“-”“-”表示出来。表示出来。3.3.BXBX3 3:BF:BF3 3 BCI BCI3 3 BBr BBr3 3 BI BI3 3共价化合物，沸点依次升高；蒸共价化合物，沸点依次升高；蒸气为单分子，平面三角形结构。气

47、为单分子，平面三角形结构。AIXAIX3 3：AICI AICI3 3 AIBr AIBr3 3 AII AII3 3 AIFAIF3 3自左而右，沸点依次升高。自左而右，沸点依次升高。AIFAIF3 3为离子晶为离子晶体，体，蒸气为单分子，平面三角形结构。其蒸气为单分子，平面三角形结构。其余余AIXAIX3 3均为共价化合物，蒸气为双聚体。均为共价化合物，蒸气为双聚体。习题习题7 7：NaNa2 2B B4 4O O7 7+H+H2 2SOSO4 4+5H+5H2 2O=4HO=4H3 3BOBO3 3+Na+Na2 2SOSO4 42H2H3 3BOBO3 3=B=B2 2O O3 3+3

48、H+3H2 2O OB B2 2O O3 3+6HF=2BF+6HF=2BF3 3+3H+3H2 2O O4NaH+BF4NaH+BF3 3=NaBH=NaBH4 4+3NaF+3NaF9.9.NaNa2 2COCO3 3+AI+AI2 2O O3 3+4H+4H2 2O=2AI(OH)O=2AI(OH)3 3+2NaOH+CO+2NaOH+CO2 2 Na Na2 2COCO3 3+AI+AI2 2O O3 3=2NaAIO=2NaAIO2 2+CO+CO2 2NaAIONaAIO2 2+2H+2H2 2O=AI(OH)O=AI(OH)3 3+NaOH+NaOH 2AI+2NaOH+6H2A

49、I+2NaOH+6H2 2O=2NaAI(OH)O=2NaAI(OH)4 4+3H+3H2 2NaAI(OH)NaAI(OH)4 4+NH+NH4 4CI=NaCI+AI(OH)CI=NaCI+AI(OH)3 3+NH+NH3 3+H+H2 2O O8BF8BF3 3+3Na+3Na2 2COCO3 3+3H+3H2 2O=6NaBFO=6NaBF4 4+2H+2H3 3BOBO3 3+3CO+3CO2 24BF4BF3 3+2Na+2Na2 2COCO3 3+2H+2H2 2O=3NaBFO=3NaBF4 4+NaB(OH)+NaB(OH)4 4+2CO+2CO2 214.14.543331056.1K8.530591.0)25.134.0(20591.0nELgK)aq(TITI2)aq(TI3)V(72.03)34.0(1225.1)TI/TI(TI34.0TI25.1TI 16.16.（2 2）TLITLITLTLI I2 2H H2 2SOSO4 4TLTL2 2SOSO4 4OHOH-TLTL2 2COCO3 3COCO2 2TLOHTLOHHSHS-TLTL2 2S STLTL2 2O OTLTL2 2O O3 3TLCITLCITLCITLCI3 3CICI-CICI2 2OHOH-