Лекция (67) (1097186)
Текст из файла
Обзор р-элементовНеметаллыЛекция 28Структура Периодической системыЭлементы-неметаллы в ПС1(H)LiNaKRbCsFr23–1213 14 15 16 17 18BeBMgAlGaCaSr d-block InBaTlRaHC N O FSi P S ClGe As Se BrSn Sb Te IPb Bi Po AtHeNeArKrXeRnЭлементы-неметаллыВсего 25 элементовнеметаллов, из них 3радиоактивны1. Число валентных е– : n=N–102. Электроотрицательность увеличивается слева направо иснизу вверх3. Основные положительные степени окисления n, n–24. Основная отрицательная степень окисления –(8–n)Основные характеристики неметаллов1. Молекулярные, слоистые или цепочечные структуры смалыми к.ч.2.
Плохо проводят электричество, dσ/dT > 03. Обладают малой эластичностью и большой хрупкостью4. Имеют высокие значения электроотрицательности, большепотенциалы ионизации5. Легко образуют анионы, реагируя с металлами6. Не выделяют водород из кислот7. Образуют ковалентные оксиды, обычно с кислотнымисвойствами8. Образуют молекулярные фториды9. Образуют молекулярные гидриды, обладающиевосстановительными свойствамиНетипичные свойства неметаллов1.
Графит – двумерный проводник металлического типа2. Кремний и германий имеют низкую для неметаллаэлектроотрицательность, χA-R ≈ 1.83. Бор демонстрирует высокие координационные числа(5, 6)4. Полоний – вырожденный полупроводникОсобенности 2го периодаТолько у атомов элементов 2го периода остовсостоит из 1s-оболочки. Как следствие, валентные2s и 2p орбитали находятся в одной и той жеобласти пространства –– смешивание орбиталей реально!гибридизацияEH3H2 Eтолько р-орбиталиАтомный радиус, ÅОрбитальная энергия, кДж/мольОрбитальные радиус и энергияАтомный номерАтомный номерТолько для элементов 2-го периода:малый радиус + высокая электроотрицательностьТемпература кипения, оСВодородная связьводааммиакНомер периодаметанСродство к электронуAe, eV43210-1-2Li Be BCNOF NeОсобенности π-взаимодействияДля образования прочной π-связи необходимы: сильноесближение атомов и большая электроотрицательностьатомовДля элементов 3-го периода препятствием служитотталкивание заполненных оболочек [Ne]Для элементов 2-го периода такого препятствия нет – 1s2внутренний слой ([He]) очень компактен.Протяженность орбиталей4πr2R(r)20.124πr2R(r)2 – функциярадиальногораспределения1s0.08R(r) – радиальная частьволновой функции2p2s0.043p0.0002004006003s800 1000 1200 1400r, pmЭнергия связи X2Относительная прочность π-связиЭлементы 2го периода:Элементы 3го периода:двухатомные молекулыN2 и O2 с кратнойсвязьютетраэдрическаямолекула P4 циклическаямолекула S8E(N2) – 3E(N-N) = 476 кДж2E(P2) – E(P4) = –259 кДжE(O2) – 2E(O-O) = 209 кДж4E(S2) – E(S8) = –418 кДжПредпочтение кратнойсвязиПредпочтениекатенацииОсобенности бора1.
Относительно большойрадиус2. Число валентных электроновменьше числа валентныхорбиталей3. Малая разница энергии 2s и2p орбиталейd(B–B) = 147 pmк.ч. = 5 + …ОбразованиеэлектрондефицитныхмолекулАтомные радиусы1й потенциал ионизацииI1, эВ22234520181614121086510 15 20 25 30 35 40 45 50 55Атомный номерN: [He]2s22p3O: [He]2s22p41й потенциал ионизацииI1, эВ131415161718161412108623456Номер периодаУчет электронной конфигурации (3d10, 4f14)ЭлектроотрицательностьЭлектроотрицательностьэлектроотрицательность6.05.51314151617185.04.54.03.53.02.52.01.512345Номер периода6Учет электронной конфигурации (3d10, 4f14)ЭлектроотрицательностьСродство к электрону4003rd4th5th300Ae, kJ/mole2001000-100s-блок-20012345N678КатенацияЕЭ‐Э, кДж/моль350141516173002502001502345Номер периода- Для 2-го периода – кратная связь, для прочих – катенация- Углерод – исключение из-за е-конфигурации- В 3-м периоде катенация наиболее выгоднаСтепень окисленияСтепени окисленияАтомный номерСтабильные степени окисления13141516BCNOAlSiGaGeInSn+2Pb+2P+1,+3As+3Sb+3Bi+3S+4Se+4Te+4Po?Tl+11718HHeFNeClAr+1,+5BrKr+5IXe+5 +2,+6AtRn?Растворимость в кислотах123–1213141516(H)Li1718HHeBeBCNOFNeNa MgAlSiPSClArKCaGa GeAsSeBrKrRbCsSrBaInTlSbBiTePoIAtXeRnFrRad-blockSnPbСвойства гидридов+H2OCH4NH3--NH4++OH-H2OKwоснованиеHFH3O++FкислотаУвеличение электроотрицательности ХSnH4+H2O--SbH3H2TeHI--2H3O++Te2-H3O++I-кислотакислотаСвойства гидридовpKa601415161750403020100-102345Номер периодаУвеличение электроотрицательностиУвеличение силы кислотДиаграммы Фроста для галогеновВольт-эквивалент – степень окисленияX(N) + Ne− = X(0) E0, ВДиаграммы Фроста для галогенов1.
Все кислоты более сильные окислители, чем их солиClO4- + 2H+ + 2e- = ClO3- + H2OpH=0, E0 = +1.20 BClO4- + H2O + 2e- = ClO3- + 2OH-pH=14, E0 = +0.37 BДиаграммы Фроста для галогенов2. При pH=0 X+ и Cl3+ склонны к диспропорционированиюпри рН=14 диспропорционируют Х2самая устойчивая положительная с.о. +5Диаграммы Фроста для галогенов3. В с.о. +7 производные брома самые сильныеокислители при рН=14Диаграммы Фроста для галогенов4.
В с.о. +5 окислительная способность меняется по рядуCl ≈ Br > IДиаграмма Латимера для Cl (pH=0)+7+5+3+10-1+1.458ClO4-+1.20ClO3+1.19+1.18HClO2+1.65HClO+1.63Cl2+1.36Cl-+1.495E0(HClO/Cl-) = [E0(HClO/Cl2) + E0(Cl2/Cl-)]/2 = (1.63+1.36)/2 = 1.495 ВE0(ClO4-/HClO2) = [2E0(ClO4-/ClO3-) + 2E0(ClO3-/HClO2)]/4 = 1.19 ВE0(ClO3-/Cl2) = [2E0(ClO3-/HClO2) + 2E0(HClO2/HClO) + E0(HClO/Cl2)]/5 == [2x(1.18) + 2x(1.65) + 1.63]/5 = 1.458 ВСравнение кислородных кислот в периодеH3PO4H2SO4Увеличение числа связей Э=ООслабление связи O–HУвеличение силы кислотHClO4Сравнение кислородных кислот в периодеH3PO4H2SO4HClO4Повышение с.о.
при одинаковом строенииУсиление окислительной способностиСравнение кислородных кислот в периодеH6TeO6H5IO6H4XeO6Увеличение числа связей Э=ООслабление связи O–HУвеличение силы кислотПовышение с.о. при одинаковом строенииУсиление окислительной способностиСравнение кислородных кислот в группеH3PO4H3AsO4Увеличение радиуса пниктогенаОслабление π-связиУменьшение силы кислотУсиление окислительной способностиH3SbO4Диссоциация кислотH3PO4H2PO4–HPO42–pHPO43–Кислородные кислоты фосфораH3PO2H3PO3H3PO4HPO32−H2PO2−PO43−Увеличение числа связей Р-НУменьшение числа групп ОНУвеличение силы кислотНемонотонность свойствlg K1 (F-):lg K1 (Cl-):Al3+Ga3+In3+Tl3+6.42-1.04.470.013.742.322.66.72Увеличение «жесткости»Al(OH)3Ga(OH)3In(OH)3Увеличение силы основанийTl(OH)3Контрольные вопросы (примеры)1.
Как можно объяснить относительно низкую реакционнуюспособность водорода? Составьте уравнения реакций,демонстрирующих окислительную и восстановительнуюспособность водорода.2. Пользуясь закономерностями Периодической системы,определите наиболее устойчивую положительную степеньокисления следующих элементов: P, Ge, Se, I, Bi.3. Составьте уравнения реакций взаимодействия бора икремния с кислородом и фтором.
Обсудите взаимодействияпродуктов реакций с водой, оцените относительную силуполученных кислот или оснований4. Напишите уравнения реакций, соответствующих следующимцепочкам превращений:a) N2 → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → Cu(NO3)2б) CaCO3 → CaO → Ca3(PO4)2 → P → H3PO4.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
