高中化學競賽輔導—元素及其化合物

1、高中化學競賽輔導——元素及其化合物——lyzh1（一）主族元素及其化合物一、氫和一、氫和稀有氣體稀有氣體（一）氫（一）氫氫位于周期表的第一周期IA族，具有最簡單的原子結構。氫在化學反應中有以下幾種成鍵情況：1、氫原子失去1個電子成為H。但是除了氣態(tài)的質子外，H總是與其它的原子或分子相結合。2、氫原子得到1個電子形成H－離子，主要存在于氫和IA、IIA中（除Be外）的金屬所形成的離子型氫化物的晶體中。3、氫原子和其它電負性不大的非金屬原子

2、通過共用電子對結合，形成共價型氫化物。此外，與電負性極強的元素相結合的氫原子易與電負性極強的其它原子形成氫鍵。（二）稀有氣體（二）稀有氣體1、稀有氣體的存在、性質和制備（1）存在：稀有氣體的價電子結構稱為飽和電子層結構，因此稀有氣體不易失去電子、不易得到電子，不易形成化學鍵，以單質形式存在。（2）物性：稀有氣體均為單原子分子，He是所有單質中沸點最低的氣體。（3）制備：①空氣的液化②稀有氣體的分離2、稀有氣體化合物（1）氟化物①制備：氙

3、和氟在密閉的鎳反應器中加熱就可得到氙氟化物F2Xe（過量）→XeF2F2Xe（少量）→XeF4F2Xe（少量）→XeF6②性質：（a）強氧化性：氧化能力按XeF2——XeF4——XeF6順序遞增。一般情況被還原為單質。NaBrO3XeF2H2O→NaBrO42HFXeXeF2H2→2HFXeXeF22Cl→2FXeCl2XeF4Pt→2PtF4Xe（b）與水反應：氙氟化物與水反應活性不同2XeF22H2O=2Xe4HFO2（在堿中迅速反

4、應）6XeF412H2O=2XeO34Xe3O224HFXeF63H2O=XeO36HFXeF6H2O=XeOF42HF（不完全水解）（2）氧化物氙的氧化物是無色、易潮解、易爆炸的晶狀固體。由氟化物水解制備。XeO3：是一種易潮解和易爆炸的化合物，具有強氧化性。XeO4：很不穩(wěn)定，具有爆炸性的氣態(tài)化合物。二、二、s區(qū)元素區(qū)元素（一）通性（一）通性1、它們的價電子構型為ns1~2，內層為稀有氣體穩(wěn)定電子層結構。價電子很易失去呈1、2氧化態(tài)

5、。都是活潑性很高的金屬，只是堿土金屬稍次于堿金屬而己。2、有較大的原子半徑。因為每一周期是從堿金屬開始建立新的電子層。原子半徑變化的規(guī)律：同周期從IA到IIA減小，同族中從上到下增大。3、電離勢和電負性均較小，其變化規(guī)律為同周期從IA到IIA增大，同族中從上到下順序減小。（二）（二）單質單質1、存在：由于它們的化學活潑性，決定它們只可能以化合物形式存在于自然界中。如鹽（X－、CO、SiO、SO等）；氧化物（Li2O、BeO等）?23?2

6、3?242、性質：（1）物性：單質具有金屬光澤，有良好的導電性和延展性，除Be和Mg外，其它均較軟。它們在密度、熔點、沸點和硬度方面往往差別較大。（2）化性：活潑。①它們具有很高的化學活潑性，能直接或間接地與電負性較高的非金屬元素形成相應的化合物。如可XeO3鹽酸→Cl2Fe2→Fe3Br→BrO?3高中化學競賽輔導——元素及其化合物——lyzh3吸引能力越大，生成陰離子的傾向越大。反之，吸引能力越小，生成陽離子的傾向越大。電負性大小的

7、標準：電負性大小的標準：分別以氟、鋰的電負性為標準。F：4.0Li：1.0①同周期從左至右元素的電負性逐漸增大。②同一主族中，從上到下，元素的電負性逐漸減小。（3）化合價：）化合價：由鹵素電子層結構ns2np5決定，除了易獲得一個電子顯–1價外，氯、溴、碘的原子最外層電子結構中存在空的nd軌道，當這些元素與電負性更大的元素化合時，它們的nd軌道可以參加成鍵，原來成對的p電子拆開進入nd軌道中，因此這些元素可以表現(xiàn)更高的氧化態(tài)1、3、5、

8、7。這一類化合物主要是鹵素含氧化合物和鹵素互化物，主要形成共價鍵。氟原子外層電子結構是2s22p5，價電子是在L層上，沒有空d軌道，而且F的電負性最大，僅顯1價。2、鹵化氫、鹵化氫制備：在實驗室里由濃H2SO4與NaCl作用制得少量HCl。而HBr、HI不能由濃H2SO4與NaBr、NaI作用制得，這是因為濃H2SO4對所生成的HBr及HI有氧化作用，使其中一部分被氧化成單質Br2及I2析出。H2SO4(濃)2HBr=Br2SO22H2

9、OH2SO4(濃)8HI=4I2H2S4H2O可由H3PO4代替H2SO4制備HBr、HI，避免以上氧化作用。性質：HF最穩(wěn)定，高溫下不分解，而HI在300℃即大量分解為I2與H2。HF有強腐蝕性，并能腐蝕玻璃。SiO24HF=SiF42H2O3、鹵化物及多鹵化物、鹵化物及多鹵化物（1）氯化物AgCl、Hg2Cl2、PbCl2，CuCl難溶于水，其它易溶于水。（2）由于氟的氧化性強，元素在氮化物中可呈高氧化態(tài)。例如一般鹵素銀鹽為AgX，

10、但有AgF2存在。由于碘離子還原性強，碘化物中元素呈低價氧化態(tài)，如FeI2較穩(wěn)定。（3）鹵化物可和相同或不相同的鹵素分子形成多鹵化物，最常見的多鹵化物是KI3，是由I2溶于KI中形成。多鹵化物所含的鹵素可以是一種，也可以是兩種或三種，如RbBrCl2、CsBrICl。只有半徑大，電荷少的金屬離子適于形成多鹵化物。4、鹵素的含氧酸、鹵素的含氧酸鹵素的含氧酸以氯的含氧酸最為重要。因素含氧酸和含氧酸鹽的許多重要性質，如酸性、氧化性、熱穩(wěn)定性、

11、陰離子堿的強度等都隨分子中氧原子數的改變而呈規(guī)律性的變化。以氯的含氧酸和含氧酸鹽為代表將這些規(guī)律總結在表中。鹵素含氧酸及其鹽的穩(wěn)定性與它們的氧化能力有相應的關系。穩(wěn)定性較差，氧化能力較強。反之，穩(wěn)定性高的氧化能力就弱。氧化態(tài)酸熱穩(wěn)定性和酸的強度氧化性鹽熱穩(wěn)定性氧化性及陰離子堿的強度1HOClNaClO3HClO2NaClO25HClO3NaClO37HClO4向下增大向上增大NaClO4向下增大向上增大鹵素互化物1.鹵素互化物不同鹵素原

12、子之間可通過共用電子對形成物質叫鹵素互化物。在鹵素互化物中，原子半徑較大、非金屬性較弱的鹵素（用X表示）顯正價；原子半徑較小、非金屬性較強的鹵素（用Y表示）顯負價。由于鹵素有1，3，5，7等多種正價，而負價只有－1價，故鹵素互化物通式為（XYn=1357）。如IBr，BrI3，BrF5，IF7等顯不同價態(tài)的鹵素互化物。2.類鹵化合物：由兩個或兩個以上電負性較大的元素的原子組成的原子團，而這些原子團在自由狀態(tài)時與鹵素單質性質相似，故稱擬鹵