1、安徽中医药高专安徽中医药高专第二章第二章 常见元素及其化合物常见元素及其化合物基础化学教研室基础化学教研室 2-1 氮族元素氮族元素氮族元素位于周期表第氮族元素位于周期表第VA族，包括族，包括N，P，As，Sb，Bi氮族元素价层电子构型氮族元素价层电子构型ns2np3本族元素，从上到下，金属性增强，非金属性减弱。本族元素，从上到下，金属性增强，非金属性减弱。（一）单质（一）单质NN分子中一个分子中一个键两个键两个键，键能大，分子稳定。键，键能大，分子稳定。制备：工业上分馏液态空气制氮，制备：工业上分馏液态空气制氮， 实验室中：实验室中：NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2+2H2O氮族元素概
2、述氮族元素概述一一氮及其化合物氮及其化合物二二（二）氮的化合物（二）氮的化合物1.氨氨制备：制备：2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3+2H2O化学性质：化学性质：（1）弱碱性：）弱碱性：NH3+H2O NH4+OH- （2）取代反应：）取代反应：氨分子中的氢被其他原子或基团取代，又称氨解反应。氨分子中的氢被其他原子或基团取代，又称氨解反应。 HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl+NH4Cl 物理性质：物理性质：无色，刺激性气味，极易溶于水，氨的水溶液叫氨水无色，刺激性气味，极易溶于水，氨的水溶液叫氨水2.铵盐铵盐铵盐一般是无色的晶体，易溶于水铵盐一般是无色的晶体，易溶于水
3、（1）水解：）水解：NH4+H2O=NH3+H3O+ （2）热稳定性）热稳定性 ：NH4HCO3 NH3+CO2+H2O NH4Cl NH3+HCl （三）氮的含氧酸及盐（三）氮的含氧酸及盐1.亚硝酸及其盐亚硝酸及其盐HNO2不稳定的弱酸，不稳定的弱酸，N原子处于中间价态，既具原子处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，盐硝酸盐易溶于水，均有氧化性又具有还原性，盐硝酸盐易溶于水，均有毒。有毒。2.硝酸及其盐硝酸及其盐HNO3无色液体，易挥发，市售浓硝酸浓度为无色液体，易挥发，市售浓硝酸浓度为16molL-1（1）不稳定性：）不稳定性：4HNO3= 4NO2 +O2 +2H2O（受热或光照分解）
4、（受热或光照分解）（2）氧化性）氧化性:Cu + 4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O3Cu + 8HNO3(稀稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2-2 氧族元素氧族元素氧族元素位于周期表第氧族元素位于周期表第A族，包括族，包括O，S，Se，Te，Po氧族元素价层电子构型氧族元素价层电子构型ns2np4本族元素，从上到下，金属性增强，非金属性减弱。本族元素，从上到下，金属性增强，非金属性减弱。（一）单质氧（一）单质氧同素异形体：同素异形体：O2和和O31.氧气氧气 无色无味无臭，具有氧化性无色无味无臭，具有氧化性2.臭氧臭氧 浅蓝色，刺激性
5、臭味，可作氧化剂，漂白剂等浅蓝色，刺激性臭味，可作氧化剂，漂白剂等氧族元素概述氧族元素概述一一氧及其化合物氧及其化合物二二（二）氧的化合物（二）氧的化合物（H2O2）淡蓝色黏稠液体，与水混溶，水溶液为双氧水，由于淡蓝色黏稠液体，与水混溶，水溶液为双氧水，由于氢键缔合，沸点比水高氢键缔合，沸点比水高H2O2中氧处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性中氧处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性（1）不稳定性：不稳定性：2H2O2 = 2H2O+O2 (受热到受热到426K，320380nm光照光照)（2）弱酸性：弱酸性： H2O2 + H2O = H3O+ + HO2-（3）氧化还原性：氧化还原性：
6、 H2O2 + 2HI = I2 + 2H2O 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ = 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O（一）硫单质（一）硫单质硫的同素异形体硫的同素异形体 369K以上以上斜方硫和单斜硫的性质：斜方硫和单斜硫的性质： 斜方硫斜方硫 单斜硫单斜硫 369K以下以下单质单质S不溶于水，易溶于不溶于水，易溶于CS2、CCl4等，等，S既具有氧化性又既具有氧化性又具有还原性。具有还原性。（二）硫化氢（二）硫化氢（1）制备：）制备：FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S （2）性质）性质-强还原性：强还原性：H2S + I2 = 2HI + S（3）氢硫酸酸性：二
7、元弱酸）氢硫酸酸性：二元弱酸硫及其化合物硫及其化合物三三 （三）硫的氧化物及含氧酸（三）硫的氧化物及含氧酸 1.氧化物氧化物 （1）SO2 制备：制备：S+O2=SO2 Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + SO2性质性质: 氧化还原性，氧化还原性，SO2是酸性氧化物，具有漂白性：能是酸性氧化物，具有漂白性：能和一些有机色素结合成无色的化合物。和一些有机色素结合成无色的化合物。（2）SO3易挥发，无色固体，强氧化剂，吸水成硫酸易挥发，无色固体，强氧化剂，吸水成硫酸 2. 硫的含氧酸硫的含氧酸 硫酸硫酸H2SO4、亚硫酸、亚硫酸H2SO3、硫代硫酸、硫代硫酸 H2S2O
8、3、 焦硫酸焦硫酸H2S2O7 、过二硫酸、过二硫酸 H2S2O8 （1）亚硫酸及其盐）亚硫酸及其盐SO2溶于水可得亚硫酸，亚硫酸为二元弱酸，既具有氧溶于水可得亚硫酸，亚硫酸为二元弱酸，既具有氧化性又具有还原性，还原性为主。化性又具有还原性，还原性为主。亚硫酸盐在空气中不稳定，应现配现用亚硫酸盐在空气中不稳定，应现配现用（2）硫酸及其盐）硫酸及其盐浓硫酸的特性：吸水性，脱水性浓硫酸的特性：吸水性，脱水性.浓硫酸浓度约浓硫酸浓度约18molL-1 C12H22O11 12C+11H2O 浓浓H2SO4注：稀释浓硫酸时，必须将浓硫酸缓慢地倾入注：稀释浓硫酸时，必须将浓硫酸缓慢地倾入水中，并用玻璃棒
9、不断搅拌（决不能将水倒入水中，并用玻璃棒不断搅拌（决不能将水倒入浓硫酸中）。浓硫酸中）。大多数硫酸盐都易溶于水，大多数硫酸盐都易溶于水，Ca2+、Sr2+、Ag+、Pb2+的硫酸盐微溶，的硫酸盐微溶，BaSO4难溶。可溶性硫酸难溶。可溶性硫酸盐从溶液中结晶时常常带结晶水盐从溶液中结晶时常常带结晶水 。一些重要的硫酸盐：一些重要的硫酸盐：FeSO47H2O(绿矾绿矾)、CuSO4 5H2O(胆矾胆矾)、ZnSO4 7H2O(皓矾皓矾)、KAl(SO4)2 12H2O(明矾明矾)、Na2SO4 10H2O（芒硝）、无水（芒硝）、无水Na2SO4(玄明粉玄明粉)还原性还原性：2Na2S2O3+I2=
10、Na2S4O6+2NaI Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2H2SO4+2NaCl+6HCl配位性配位性：2S2O32-+Ag+=Ag(S2O3)23-稳定性稳定性：Na2S2O3在酸性溶液中迅速分解：在酸性溶液中迅速分解： S2O32-+2H+=SO2 +S +H2O （3）硫代硫酸盐）硫代硫酸盐 Na2S2O3 5H2O又名海波或大苏打。又名海波或大苏打。 性质：性质：水解性水解性：Na2S2O3无色透明晶体，易溶于水，其水无色透明晶体，易溶于水，其水溶液显弱碱性。溶液显弱碱性。 2-3 卤族元素卤族元素卤族元素位于周期表第卤族元素位于周期表第A族，包括族，包括F、Cl、Br、I、At
11、卤族元素价层电子构型卤族元素价层电子构型ns2np5本族元素，从上到下，非金属性减弱。本族元素，从上到下，非金属性减弱。1.物理性质：物理性质：颜色：因分子中电子激发所吸收能量依次降低，所以颜色依次加深。颜色：因分子中电子激发所吸收能量依次降低，所以颜色依次加深。 溶解性：在水中，溶解性：在水中，F2能分解水，能分解水，Br2溶解度最大。溶解度最大。在有机溶剂中，在有机溶剂中，Br2在乙醇、乙醚、氯仿、在乙醇、乙醚、氯仿、CCl4、CS2中显黄中显黄-棕红色。棕红色。I2在乙醇、乙醚中，由于生成了溶剂合物而显棕色。在乙醇、乙醚中，由于生成了溶剂合物而显棕色。在在CCl4、CS2中，以中，以I2
12、分子状态存在而显紫色。分子状态存在而显紫色。在在I-溶液中因发生：溶液中因发生：I2+I-=I3-反应而显橙黄反应而显橙黄-棕红色。棕红色。卤卤 素素 单单 质质一一2.化学性质化学性质F2是最强的氧化剂，其氧化强弱顺序：是最强的氧化剂，其氧化强弱顺序：F2Cl2Br2I2（1）与金属、非金属的作用：氟可以和所有金属和非）与金属、非金属的作用：氟可以和所有金属和非金属（氧、氮除外）直接作用，生成高价氟化物，与铜、金属（氧、氮除外）直接作用，生成高价氟化物，与铜、镍、镁作用时，因在金属表面生成薄层氟化物而阻止了镍、镁作用时，因在金属表面生成薄层氟化物而阻止了反应的进行。氯可以与各种金属（反应的进
13、行。氯可以与各种金属（Au、Pt除外）和大除外）和大多数非金属单质化合，但在干燥情况下不与铁作用。溴多数非金属单质化合，但在干燥情况下不与铁作用。溴和碘与氯相似，但反应和缓且条件高。和碘与氯相似，但反应和缓且条件高。 （2）与水的反应：）与水的反应：2X2 + 2H2O = 4HX + O2（X=F、Cl、Br）X2 + H2O = HX + HXO （X=Cl、Br、I） 1.卤化氢卤化氢 卤化氢性质：卤化氢性质：极性：按极性：按HF、HCl、HBr、HI分子极性减小分子极性减小溶解性：溶解性：HF无限制地溶于水中，无限制地溶于水中，HCl在在273K时为时为1:500热稳定性：按热稳定性：
14、按HF、HCl、HBr、HI热稳定性减弱；热稳定性减弱；水溶液酸性：除氢氟酸外，其余氢卤酸都是强酸水溶液酸性：除氢氟酸外，其余氢卤酸都是强酸还原性：按还原性：按HF、HCl、HBr、HI顺序还原性增强顺序还原性增强氟化氢的特殊性：氟化氢的特殊性：HF分子靠氢键结合在一起，因此熔沸分子靠氢键结合在一起，因此熔沸点高，难电离，为弱酸，能与点高，难电离，为弱酸，能与SiO2，硅酸盐反应：，硅酸盐反应： SiO2 + 4HF = 2H2O + SiF4CaSiO3 + 6HF = CaF2 + 3H2O + SiF4HF可蚀刻玻璃，不能用玻璃、陶瓷容器贮存可蚀刻玻璃，不能用玻璃、陶瓷容器贮存HF卤化氢
15、和卤化物卤化氢和卤化物二二2.金属卤化物金属卤化物NaCl可配生理盐水（可配生理盐水（9.0gL-1）KCl常用治疗钾缺乏症和低血钾症常用治疗钾缺乏症和低血钾症无水无水CaCl2可作干燥剂可作干燥剂1.次氯酸及其盐次氯酸及其盐 次卤酸都很不稳定，仅存在于水溶液中，酸性和稳定程次卤酸都很不稳定，仅存在于水溶液中，酸性和稳定程度依度依HClO、HBrO、HIO次序迅速减小次序迅速减小 2HXO=2HX+O2（阳光作用下）（阳光作用下） 3HXO=2HX+HXO3（加热时）（加热时）漂白粉：漂白粉：2Cl2 + 3Ca(OH)2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + Ca(OH)2 + 2H2O
16、 漂白粉成漂白粉成分分有效成分有效成分氯的含氧酸及其盐氯的含氧酸及其盐三三 2.氯酸及其盐氯酸及其盐酸性：酸性：HXO3是强酸，酸性是强酸，酸性HClO3HBrO3HIO3稳定性：稀稳定，加热、浓度大易分解爆炸稳定性：稀稳定，加热、浓度大易分解爆炸8HClO3=4HClO4+2Cl2 +3O2 +2H2O（浓度超过（浓度超过40%） 3.高氯酸及其盐高氯酸及其盐制备：制备：KClO4+H2SO4=KHSO4+HClO4（减压分馏法分离（减压分馏法分离出出HClO4）酸性：酸性：HClO4是无机酸中最强酸。是无机酸中最强酸。氧化性：浓热氧化性：浓热HClO4具有强氧化性。具有强氧化性。溶解性：大
17、多数高氯酸盐易溶于水，但溶解性：大多数高氯酸盐易溶于水，但Cs+、Rb+、K+、NH4+的高氯酸盐溶解度较小。高碘酸盐一般溶解度小。的高氯酸盐溶解度较小。高碘酸盐一般溶解度小。 氯的合氧酸及其盐的主要化学性质可归纳为：氯的合氧酸及其盐的主要化学性质可归纳为： 酸酸 性性 增增 强强HClO HClO2 HClO3 HClO4 热稳定性增强热稳定性增强MClO MClO2 MClO3 MClO4 氧化性减弱氧化性减弱 热稳定性增强热稳定性增强 氧化性减弱氧化性减弱 2-4 过渡元素简介过渡元素简介过渡金属元素是指那些性质从典型金属元素向非过渡金属元素是指那些性质从典型金属元素向非金属元素过渡的元
18、素金属元素过渡的元素过渡元素概述过渡元素概述一一 过渡元素是周期表中从过渡元素是周期表中从B族到族到B族之间族之间（除（除f区镧系元素和锕系元素之外）的区镧系元素和锕系元素之外）的35个元个元素。它们在周期表中处于素。它们在周期表中处于s区元素到区元素到p区元素区元素的过渡位置，因此，通常把的过渡位置，因此，通常把d区元素称这过渡区元素称这过渡元素。元素。1、过渡元素的原子半径、过渡元素的原子半径 同一周期的过渡元素，随着原子序数的同一周期的过渡元素，随着原子序数的增加，原子半径依次减小。增加，原子半径依次减小。 在各族元素中从上到下，可以发现不寻在各族元素中从上到下，可以发现不寻常的变化：除
19、了钪原子半径的递变规律常的变化：除了钪原子半径的递变规律同主族一样，从上到下，逐渐增大以外，同主族一样，从上到下，逐渐增大以外，其余各族元素中，原子半径很接近，甚其余各族元素中，原子半径很接近，甚至至Hf的原子半径小于的原子半径小于Zr。过渡元素的通性过渡元素的通性2、过渡元素的物理性质、过渡元素的物理性质 过渡元素一般呈银白色或灰色（饿过渡元素一般呈银白色或灰色（饿呈灰蓝色），有光泽。熔、沸点高，硬呈灰蓝色），有光泽。熔、沸点高，硬度大（除汞外），有较好的延展性和良度大（除汞外），有较好的延展性和良好的导热和导电性能。除钪、钇和钛属好的导热和导电性能。除钪、钇和钛属轻金属外，其余都是重金属（
20、密度大于轻金属外，其余都是重金属（密度大于5 5g gcmcm-3-3）。）。 3、过渡元素的化学性质、过渡元素的化学性质a、 过渡元素的氧化态过渡元素的氧化态 过渡元素有多种氧化态。因为它们除最过渡元素有多种氧化态。因为它们除最外层的外层的s电子可以作为价电子外，次外层的电子可以作为价电子外，次外层的d电子也可部分或全部作为价电子参加成键，电子也可部分或全部作为价电子参加成键，形成多种氧化态。形成多种氧化态。 过渡元素在形成低氧化态（过渡元素在形成低氧化态（+1、+2、+3）化合物时，一般以离子键相结合。它们在水化合物时，一般以离子键相结合。它们在水溶液中，容易形成组成确定的水合离子。当溶液
21、中，容易形成组成确定的水合离子。当形成高氧化态（形成高氧化态（+4或或+4以上）化合物时，则以上）化合物时，则以极性共价键相结合。以极性共价键相结合。b 、氧化物和氧化物水合物的酸碱性、氧化物和氧化物水合物的酸碱性 过渡元素的氧化物和氧化物水合物过渡元素的氧化物和氧化物水合物的酸碱性递变规律和主族元素相似：的酸碱性递变规律和主族元素相似： 1.同一元素低氧化态氧化物的碱性大同一元素低氧化态氧化物的碱性大于其高氧化态氧化物；于其高氧化态氧化物； 2.同一族从上到下相同氧化态氧化物同一族从上到下相同氧化态氧化物的碱性增强。的碱性增强。 3.同一周期同一周期BB族元素从左到右族元素从左到右最高价氧化
22、态氧化物的酸性增强。最高价氧化态氧化物的酸性增强。4、配合物的生成、配合物的生成 过渡元素有很强的形成配过渡元素有很强的形成配合物的倾向，不仅能形成简单合物的倾向，不仅能形成简单的配合物和螯合物，还可以形的配合物和螯合物，还可以形成多核配合物、羰基配合物等成多核配合物、羰基配合物等 。主要原因有：主要原因有： 过渡元素的电负性比过渡元素的电负性比p区元素小，半径比区元素小，半径比s区区小，极化能力强，比主族元素能形成较强的小，极化能力强，比主族元素能形成较强的正电场，有较强的吸引配体的能力，能将配正电场，有较强的吸引配体的能力，能将配体吸引在中心离子（原子）的周围，所以有体吸引在中心离子（原子
23、）的周围，所以有很强形成配合物的倾向。很强形成配合物的倾向。 过渡元素的离子（原子）有能级相近的过渡元素的离子（原子）有能级相近的9价价电子轨道，包括一个电子轨道，包括一个ns轨道，轨道，3个个np轨道，轨道，5个（个（n-1）d轨道，这些能级相近的轨道易形轨道，这些能级相近的轨道易形成一组杂化轨道，来接受配位体提供的孤对成一组杂化轨道，来接受配位体提供的孤对电子，形成较稳定的配位键。电子，形成较稳定的配位键。5、水合离子的颜色、水合离子的颜色 过渡元素的离子在水溶液中常过渡元素的离子在水溶液中常显示出一定的颜色。显示出一定的颜色。 铬的价电子层构型为铬的价电子层构型为3d54s1。能形成从能
24、形成从+1到到+6各种氧化态的化合物，其中以各种氧化态的化合物，其中以+3氧化态最稳定，氧化态最稳定，+6氧化态次之。氧化态次之。 铬在潮湿的空气中较稳定，常温下能被铬在潮湿的空气中较稳定，常温下能被稀盐酸和稀硫酸慢慢溶解，不溶于硝酸。稀盐酸和稀硫酸慢慢溶解，不溶于硝酸。铬及其化合物铬及其化合物二二（一）铬的化学性质（一）铬的化学性质 铬与浓硝酸、浓硫酸发生钝化作用。铬与浓硝酸、浓硫酸发生钝化作用。可与稀硝酸和稀硫酸反应，生成蓝色的可与稀硝酸和稀硫酸反应，生成蓝色的2价铬溶液，继而被空气中的氧气氧化价铬溶液，继而被空气中的氧气氧化为绿色的为绿色的3价铬溶液价铬溶液（二）铬的重要化合物（二）铬的
25、重要化合物 铬（铬（ ）的重要化合物有氧化）的重要化合物有氧化物物Cr2O3、氢氧化物氢氧化物Cr(OH)3和常和常见盐，如见盐，如CrCl3、Cr2(SO4)3、KCr(SO4)2 铬（铬（VI）的重要化合物常见有的重要化合物常见有K2CrO4 和和Na2CrO4 ，它们是黄色它们是黄色晶体；晶体；Na2Cr2O7 和和K2Cr2O7都是红都是红棕色棕色。（1）氧化性：在酸性溶液中，重铬酸盐是）氧化性：在酸性溶液中，重铬酸盐是强氧化剂。强氧化剂。Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 7H2O（2）沉淀反应：向铬酸盐溶液和重铬酸盐沉淀反应：向铬酸盐溶液和重铬酸盐
26、中加入中加入Ba2+、Ag+、Pb2+等离子时，生成等离子时，生成的都是难溶性的铬酸盐沉淀。的都是难溶性的铬酸盐沉淀。CrO42- + 2Ag+ = Ag2CrO4（砖红色）砖红色）Cr2O72- + 2Pb2+ + H2O = 2H+ +2PbCrO4 （黄色）黄色）1.锰锰(II)和锰和锰(IV)的重要化合物的重要化合物 Mn(II)的重要化合物有：MnSO4、MnCl2和Mn(NO3)2。锰(IV)的化合物MnO2是一种很稳定的黑色粉末状物质，不溶于水。锰及其化合物锰及其化合物三三（1）氧化还原性）氧化还原性 Mn2+在中性或酸性介质中比较稳定，在中性或酸性介质中比较稳定，不易被氧化，但
27、在碱性介质中易被氧化。不易被氧化，但在碱性介质中易被氧化。MnO2是性质特殊的氧化物，在酸性介是性质特殊的氧化物，在酸性介质中是强氧化剂。质中是强氧化剂。 MnO2 + 4HCl(浓浓) = MnCl2 + Cl2+ 2H2O3MnO2 + 6KOH + KClO3 = 3K2MnO4 +KCl+ 3H2O （2）锰（）锰（II）盐的溶解性盐的溶解性 多数锰（多数锰（II）强酸盐，如卤化锰、硝强酸盐，如卤化锰、硝酸锰、硫酸锰等通常易溶于水，酸锰、硫酸锰等通常易溶于水，Mn2离子常以淡红色离子常以淡红色Mn(H2O)62+水合物离水合物离子存在。子存在。MnO2+H2SO4=2MnSO4+2H2
28、O+O2 不溶性的锰盐有碳酸锰、磷酸锰、硫不溶性的锰盐有碳酸锰、磷酸锰、硫化锰，化锰，MnCO3是白色粉末作颜料，是白色粉末作颜料，MnS是肉色沉淀，醋酸可使之溶解。是肉色沉淀，醋酸可使之溶解。2、锰、锰(VII)的重要化合物的重要化合物 锰锰(VII)的重要化合物是的重要化合物是KMnO4（俗称灰锰氧），它是一种紫色的俗称灰锰氧），它是一种紫色的晶体，易溶于水，在常温下，每晶体，易溶于水，在常温下，每100g水溶解水溶解67g，溶液呈紫红色。溶液呈紫红色。（1）分解反应）分解反应2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 在中性或微碱性溶液中这种分在中性或微碱性溶液中这种分解速度
29、更慢，但是光对分解起催化解速度更慢，但是光对分解起催化作用，故溶液必须保存于棕色瓶中。作用，故溶液必须保存于棕色瓶中。 （2）强氧化性）强氧化性在中性条件下产物为在中性条件下产物为MnO22KMnO4+3K2SO3+H2O=2MnO2+3K2SO4+2KOH在碱性条件下产物为在碱性条件下产物为K2MnO42KMnO4+K2SO3+2KOH=2K2MnO4+K2SO4+H2O在酸性条件下产物为在酸性条件下产物为Mn2+2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+3H2O（一）铁系元素概述（一）铁系元素概述铁及其化合物铁及其化合物四四 位于第位于第4周期、第一过渡系列的三
30、个周期、第一过渡系列的三个族元素，铁、钴、镍性质很相似，称为族元素，铁、钴、镍性质很相似，称为铁系元素。铁、钴、镍三个元素原子的铁系元素。铁、钴、镍三个元素原子的价电子层结构分别是价电子层结构分别是3d64s2、3d74s2、3d84s2，它们的原子半径十分相近，最它们的原子半径十分相近，最外层都有两个电子，只是次外层的外层都有两个电子，只是次外层的3d电电子数不同，所以它们的性质很相似。子数不同，所以它们的性质很相似。 铁、钴、镍都是白色具有金属光泽的金铁、钴、镍都是白色具有金属光泽的金属，铁和镍具有很好的延展性，钴则硬而属，铁和镍具有很好的延展性，钴则硬而脆。铁的最高氧化态为脆。铁的最高氧
31、化态为+6，在一般条件下，在一般条件下，铁的常见氧化态是铁的常见氧化态是+2、+3，只有与很强的，只有与很强的氧化剂作用时才生成不稳定的氧化剂作用时才生成不稳定的+6氧化态的氧化态的化合物。钴和镍的最高氧化态为化合物。钴和镍的最高氧化态为+4，在一，在一般条件下，钴和镍的常见氧化态都是般条件下，钴和镍的常见氧化态都是+2。钴的钴的+3氧化态在一般化合物中是不稳定的，氧化态在一般化合物中是不稳定的，而镍的而镍的+3氧化态则更少见。氧化态则更少见。（二）铁系元素的重要化合物（二）铁系元素的重要化合物1.铁系元素的氧化物和氢氧化物铁系元素的氧化物和氢氧化物氧化物氧化物:+2铁、钴、镍的氧化物FeO(
32、黑色) CoO（灰绿色） NiO(暗绿色)性质：性质：显碱性（无酸）能溶于酸性溶液中，但不溶于水或碱性溶液中。 3铁、钴、镍的氧化物铁、钴、镍的氧化物Fe2O3(红色红色) CO2O3（黑色）黑色） Ni2O3（黑色）黑色）性质：性质：良性偏酸性，都具有有较强氧化性的氧化性，良性偏酸性，都具有有较强氧化性的氧化性，按按Fe-Co-Ni顺序氧化能力增强和稳定性降低。顺序氧化能力增强和稳定性降低。Ni2O3 Co2O3都是强氧化性。都是强氧化性。Ni2O3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2+ 3H2OCo2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2+ 3H2O 氢氧化物氢氧化物：2
33、价铁、钴、镍的氢氧化物价铁、钴、镍的氢氧化物性质：性质：M2+ + 2OH- = M(OH)2Fe(OH)2以被空气中氧所氧化，得不到白色以被空气中氧所氧化，得不到白色Fe(OH)2而是变成灰绿色，最后成为棕红色而是变成灰绿色，最后成为棕红色Fe(OH)34Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)34Co(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Co(OH)3 缓慢缓慢Ni(OH)2稳定稳定,只有强氧化剂存在时才能被氧化只有强氧化剂存在时才能被氧化2Ni(OH)2 + NaClO + 2H2O = 2Ni(OH)3(黑色黑色)+ NaCl+3价铁钴镍的氢氧化物价铁钴镍的氢氧化
34、物制备：制备：Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3Co(OH)3需要在需要在PH3.5加入强氧化剂加入强氧化剂Cl2 NaClO2Co(OH)2 + NaClO + H2O= 2Co(OH)3 +NaClNi(OH)3只有在碱性中加入只有在碱性中加入Br22Ni(OH)2 + Br2 + 2NaOH = 2Ni(OH)3 + 2NaBr性质性质: Fe(OH)3 Co(OH)3 Ni(OH)3 红棕色红棕色 褐棕色褐棕色 黑色黑色 两性偏碱两性偏碱 两性偏碱两性偏碱 两性偏碱两性偏碱 Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3NaOH = Na3F
35、e(OH)6 2Co(OH)3 + NaOH = NaCoO2 + 2H2O2、铁系元素常见的盐、铁系元素常见的盐 铁系元素最常见的盐是硫酸盐、铁系元素最常见的盐是硫酸盐、硝酸盐、和氯化物。它们的性质有硝酸盐、和氯化物。它们的性质有许多相似之处。许多相似之处。 铁系元素水合铁系元素水合M2+离子具有一定的颜色。离子具有一定的颜色。如如FeSO57H2O是绿色晶体，俗称绿矾，是绿色晶体，俗称绿矾，CoCl26H2O粉红色，粉红色，Ni Cl26H2O草绿草绿色。色。 铁系元素铁系元素M2+弱酸盐大多都难溶于水。弱酸盐大多都难溶于水。 铁系元素铁系元素M2+都能与都能与NH3、CN-、F-、Cl-
36、、Br-、I-及一些有机配体形成配位及一些有机配体形成配位化合物。化合物。 铁系元素氧化态为铁系元素氧化态为+3的铁盐中最常见的铁盐中最常见的是的是FeCl3，以以FeCl36H2O形式存在。形式存在。 锌、镉、汞是周期系中锌、镉、汞是周期系中B族元素，又称锌族元素。锌族族元素，又称锌族元素。锌族元素价电子层结构为：元素价电子层结构为： (n-1)d10ns2。 锌汞及其化合物锌汞及其化合物五五（一）锌及其重要化合物（一）锌及其重要化合物2Zn + O2 = 2ZnOZn + S = ZnS 锌也是一种两性物质，既能溶于酸也能溶于锌也是一种两性物质，既能溶于酸也能溶于碱，放出氢气。碱，放出氢气
37、。Zn +H2SO4 = ZnSO4 + H2Zn + 2NaOH + 2H2O =Na 2Zn(OH)4 + H2 锌还能溶于氨水锌还能溶于氨水,生成生成Zn(NH3)42+配离子。配离子。Zn + 4NH3 + H2O = Zn(NH3)4(OH)2 + H2锌的重要化合物有：锌的重要化合物有： 氧化锌氧化锌 俗称锌白，白色粉末，可用作白色俗称锌白，白色粉末，可用作白色颜料；为两性化合物，能与酸和碱作用。颜料；为两性化合物，能与酸和碱作用。有一定的杀菌能力和收敛作用，医药上有一定的杀菌能力和收敛作用，医药上制成软膏外用。制成软膏外用。 氢氧化锌氢氧化锌是两性化合物，能溶于酸和碱。是两性化合
38、物，能溶于酸和碱。Zn(OH)2 +2HCl = ZnCl2+2 H2OZn(OH)2 +2NaOH = NaZnCl2+2 H2O 硫酸锌和氯化锌硫酸锌和氯化锌ZnSO4和和ZnCl2化学性质稳定，易溶于水，化学性质稳定，易溶于水，其溶液因的弱水解作用而显酸性。其溶液因的弱水解作用而显酸性。 ZnCl2 + H2O = Zn(OH)Cl+HCl （二）汞及其重要化合物（二）汞及其重要化合物 单质汞是惟一在常温下呈液态的金属，并易挥发。单质汞是惟一在常温下呈液态的金属，并易挥发。 汞在常温下不被空气氧化，加热时氧化为氧化汞。汞在常温下不被空气氧化，加热时氧化为氧化汞。能溶解许多金属（如能溶解许
39、多金属（如Na、K、Ag、Au、Zn、Cd、Sn、Pb等），所形成的合金称为汞齐。等），所形成的合金称为汞齐。 汞有汞有+1和和+2两种氧化态。两种氧化态。Hg22+在溶液中比较稳定。在溶液中比较稳定。当当Hg(NO3)2溶液与溶液与Hg作用时，绝大部分作用时，绝大部分Hg2+都能转都能转化为化为Hg22+离子。离子。Hg2+ + Hg = 2Hg22+ 汞的重要化合物有：汞的重要化合物有：1.氧化汞氧化汞 HgO有红黄两种颜色的晶体。在可溶性汞有红黄两种颜色的晶体。在可溶性汞盐溶中加入强碱，即得黄色的盐溶中加入强碱，即得黄色的HgO。Hg2+ + 2OH- = HgO（黄色）黄色）+ H2O
40、 由由Hg(NO3)2加热也可得到红色的加热也可得到红色的HgO。Hg(NO3)2 = 2 HgO（红色）红色）+ 4NO2+ O22.汞盐汞盐 汞盐中最重要的是汞盐中最重要的是Hg2Cl2、HgCl2和和Hg(NO3)2。 Hg22+和和Hg2+有许多重要的化学反有许多重要的化学反应，这些反应可用于鉴定和区应，这些反应可用于鉴定和区Hg22+和和Hg2+。3.Hg（）配合物配合物 无论是无论是Hg2Cl2还是还是Hg2(NO3)2，都都不会形成不会形成Hg22+配合物，而配合物，而Hg（）却能形成多种配合物，如却能形成多种配合物，如Hg（）与卤素、与卤素、CN-、SCN-等可形成一系等可形成
41、一系列配离子，其配位数为列配离子，其配位数为4的居多。的居多。补充内容：补充内容： 碳族和硼族元素碳族和硼族元素 周期表第周期表第A族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种族元素包括碳、硅、锗、锡、铅五种元素称为碳族元素。周期表第元素称为碳族元素。周期表第A族元素包括硼、族元素包括硼、铝、镓、铟、铊五种元素称为硼族元素。铝、镓、铟、铊五种元素称为硼族元素。 从上而下，碳族元素和硼族元素的非金属性递减，从上而下，碳族元素和硼族元素的非金属性递减，金属性递增。碳是非金属，硅是准金属，锗、锡、金属性递增。碳是非金属，硅是准金属，锗、锡、铅是金属。硼族元素中除硼是非金属元素外，其铅是金属。硼族元素中除硼是非金
42、属元素外，其它都是金属元素。它都是金属元素。 碳族元素原子的价电子构型为碳族元素原子的价电子构型为ns2np2，价电，价电子数与价电子轨道数相等，因此称它们为子数与价电子轨道数相等，因此称它们为等电子原子，能形成氧化数等电子原子，能形成氧化数+2、+4的化合的化合物。硼族元素原子的价电子构型为物。硼族元素原子的价电子构型为ns2np1，价电子数少于价电子轨道数，因此称它们价电子数少于价电子轨道数，因此称它们为缺电子原子，它们的最高氧化数为为缺电子原子，它们的最高氧化数为+3。 活性碳的吸附作用活性碳的吸附作用 活性炭是具有高吸附能力的单质碳。这种活性炭是具有高吸附能力的单质碳。这种单质碳通常是
43、由木炭经特殊活化处理单质碳通常是由木炭经特殊活化处理(除去除去孔隙间的杂质、增大表面积孔隙间的杂质、增大表面积)而制得的。而制得的。 吸附作用是指气体分子或溶液中的溶质附吸附作用是指气体分子或溶液中的溶质附着在某物质表面上的现象。起吸附作用的着在某物质表面上的现象。起吸附作用的物质称为吸附剂，被吸附的物质称吸附质。物质称为吸附剂，被吸附的物质称吸附质。 一般说来，一定质量的固体吸附剂其粒子一般说来，一定质量的固体吸附剂其粒子越细，粒子的孔隙越多，总表面积就越大，越细，粒子的孔隙越多，总表面积就越大，吸附量越大。吸附量越大。 碳的氧化物、碳酸及碳酸盐碳的氧化物、碳酸及碳酸盐(一一) 碳的氧化物碳
44、的氧化物1.一氧化碳一氧化碳 CO是无色、无臭的气体，沸点是无色、无臭的气体，沸点181K，熔点，熔点68K。CO不助燃但可以自燃，不助燃但可以自燃，在水中溶解度较小，易溶于乙醇等有机溶在水中溶解度较小，易溶于乙醇等有机溶剂中。剂中。 CO是个电子对给予体是个电子对给予体(配合体配合体)，它能与某些，它能与某些具有空轨道的金属离子（或原子）形成配具有空轨道的金属离子（或原子）形成配键而生成配合物。键而生成配合物。 2.二氧化碳二氧化碳 CO2是一种无色、无臭和无毒、是一种无色、无臭和无毒、不能燃烧的气体，比重是空气的不能燃烧的气体，比重是空气的1.53倍。倍。 当部分液态当部分液态CO2气化的
45、同时，另一部分气化的同时，另一部分CO2被冷却而凝固为雪花状的固体，称为被冷却而凝固为雪花状的固体，称为“干干冰冰”。CO2被用作制冷剂、灭火剂。被用作制冷剂、灭火剂。 CO2化学性质不活泼，但在高温下，能与碳化学性质不活泼，但在高温下，能与碳或活泼金属镁、铝等作用。或活泼金属镁、铝等作用。 CO2 +2Mg 点燃点燃 2MgO+C （二）碳酸及其盐（二）碳酸及其盐 碳酸碳酸H2CO3是碳的唯一无机含氧酸。是碳的唯一无机含氧酸。CO2溶于溶于水即形成碳酸，水即形成碳酸， H2CO3是二元弱酸。是二元弱酸。 碳酸盐有正盐和酸式盐，性质如下：碳酸盐有正盐和酸式盐，性质如下： (1) 溶解性溶解性
46、除除NH4+、碱金属、碱金属(除除Li +)的碳酸盐易溶外其余的碳酸盐易溶外其余均难溶；酸式碳酸盐都能溶于水。均难溶；酸式碳酸盐都能溶于水。 (2) 酸碱性酸碱性 NaHCO3俗称小苏打，水溶液显碱性俗称小苏打，水溶液显碱性, Na2CO3俗称纯碱，在水溶液中，因为水解很俗称纯碱，在水溶液中，因为水解很明显，故其水溶液显强碱性。明显，故其水溶液显强碱性。 硅的含氧化合物及其盐硅的含氧化合物及其盐(一一) 二氧化硅二氧化硅 二氧化硅二氧化硅SiO2是原子晶体，且是原子晶体，且Si-O的键能很的键能很高，所以石英的硬度大，溶点高。天然的高，所以石英的硬度大，溶点高。天然的SiO2有晶态和无定形两种
47、类型。有晶态和无定形两种类型。 SiO2是酸性氧化物，化学性质很不活泼，除是酸性氧化物，化学性质很不活泼，除能和能和F2、HF和强碱反应外。和强碱反应外。 SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O (二二) 硅酸及其盐硅酸及其盐 硅酸硅酸 硅酸是组成复杂的白色固体，可以以水合硅酸是组成复杂的白色固体，可以以水合SiO2(x SiO2yH2O)表示，简单的硅酸是正表示，简单的硅酸是正硅酸硅酸(H4SiO4)，习惯上用，习惯上用H2SiO3表示表示(后者后者应为偏硅酸应为偏硅酸)。 SiO2是硅酸的酸酐，但是由于其不溶于水，是硅酸的酸酐，但是由于其不溶于水，硅酸是由硅酸盐酸化得到的。硅酸是由硅
48、酸盐酸化得到的。 除钾、钠的硅酸盐易溶外，其余均难溶。除钾、钠的硅酸盐易溶外，其余均难溶。可溶性可溶性Na2SiO3俗称水玻璃俗称水玻璃(工业上称泡花工业上称泡花碱碱)。 天然沸石是铝硅酸盐，是具有多孔结构的天然沸石是铝硅酸盐，是具有多孔结构的物质。物质。 三硅酸镁三硅酸镁Mg2Si3O8内服中和胃酸时能生成内服中和胃酸时能生成胶状的胶状的SiO2，对胃及十二指肠溃疡面有保，对胃及十二指肠溃疡面有保护作用。护作用。 硼酸和硼砂硼酸和硼砂（一）硼酸（一）硼酸 硼酸硼酸H3BO3为无色晶体，微溶于冷水，在热水为无色晶体，微溶于冷水，在热水中溶解度增大。其主要化学性质为：中溶解度增大。其主要化学性质
49、为： 1.弱酸性弱酸性 是一元弱酸，是一元弱酸，293K，Ka=7.310-10.硼酸的酸性硼酸的酸性并不是因为它在溶液中能电离出并不是因为它在溶液中能电离出H+离子，而是离子，而是由于硼原子的缺电子性所引起的。由于硼原子的缺电子性所引起的。 在医药中硼酸用于杀菌，洗涤创口。在医药中硼酸用于杀菌，洗涤创口。4.5%-5.5%的硼酸软膏用于治疗皮肤溃疡等。硼酸甘的硼酸软膏用于治疗皮肤溃疡等。硼酸甘油酯，含量在油酯，含量在47.5%-52.5%，用于治疗中耳炎。，用于治疗中耳炎。（二）硼砂（二）硼砂 最常用的硼酸盐是硼砂（最常用的硼酸盐是硼砂（Na2B4O710H2O），），按硼砂的结构单元，应将
50、分子式写成：按硼砂的结构单元，应将分子式写成：Na2B4O5 (OH) 48H2O，它是无色或白色的，它是无色或白色的晶体，在冷水中溶解度较小，沸水中较易晶体，在冷水中溶解度较小，沸水中较易溶解，溶液因酸根离子水解而显碱性。溶解，溶液因酸根离子水解而显碱性。 硼砂在干燥的空气中易风化。硼砂与金属硼砂在干燥的空气中易风化。硼砂与金属氧化物或金属盐类一起灼烧，可生成偏硼氧化物或金属盐类一起灼烧，可生成偏硼酸复盐，这些复盐常具有特殊的颜色，可酸复盐，这些复盐常具有特殊的颜色，可用于鉴别某些金属离子，在分析化学中称用于鉴别某些金属离子，在分析化学中称为硼砂珠试验。为硼砂珠试验。 铝、锡、铅的重要化合物
