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北京市一零一中学2013年高中化学竞赛 第11讲 主族元素及其化合物


第 11 讲 主族元素及其化合物 【竞赛要求】 卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、稀有气体。常见难溶盐。氢 化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。 【知识梳理】 一、氢和稀有气体 (一)氢 氢位于周期表的第一周期 IA 族,具有最简单的原子结构。氢在化学反应中有以下几种成键情况: + + 1、氢原

子失去 1s 电子成为 H 。但是除了气态的质子外,H 总是与其它的原子或分子相结合。 - 2、氢原子得到 1 个电子形成 H 离子,主要存在于氢和 IA、IIA 中(除 Be 外)的金属所形成的离子 型氢化物的晶体中。 3、氢原子和其它电负性不大的非金属原子通过共用电子对结合,形成共价型氢化物。此外,与电负 性极强的元素相结合的氢原子易与电负性极强的其它原子形成氢键,以及在缺电子化合物中存在的氢桥 键。 (二)稀有气体 1、稀有气体的存在、性质和制备 价电子层结构 He Ne Ar Kr Xe Rn 2 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 6s 6p (1)存在:稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构,因此稀有气体不易失去电子、不易得到电 子,不易形成化学键,以单质形式存在。 (2)物性:稀有气体均为单原子分子,He 是所有单质中沸点最低的气体。 (3)制备:①空气的液化 ②稀有气体的分离 2、稀有气体化合物 O2 + PtF6 = O ? 2 [PtF6] -1 -1 由于 O2 的第一电离能(1175.7 kJ·mol )和氙的第一电离能(1171.5 kJ·mol )非常接近,于是 想到用氙代替氧可能会发生同样的反应。结果成功了。 + - Xe + PtF6 = Xe [PtF6] (1)氟化物 ①制备:氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物 F2 + Xe(过量)→ XeF2 F2 + Xe(少量)→ XeF4 F2 + Xe(少量)→ XeF6 ②性质 (a)强氧化性:氧化能力按 XeF2——XeF4——XeF6 顺序递增。 一般情况被还原为单质。 NaBrO3 + XeF2 + H2O → NaBrO4 + 2HF + Xe XeF2 + H2 → 2HF + Xe XeF2 + 2Cl- → 2F- + Xe + Cl2 XeF4 + Pt → 2PtF4 + Xe - (b)与水反应:氙氟化物与水反应活性不同 2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2 (在碱中迅速反应) 6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 4Xe + 3O2 + 24HF XeF6 + 3H2O = XeO3 + 6HF XeF6 + H2O = XeOF4 + 2HF(不完全水解) (2)氧化物 盐酸 → Cl2 氙的氧化物是无色、易潮解、易爆炸的晶状固体。 XeO3 + Fe2+ → Fe3+ 由氟化物水解制备。 ? XeO3:是一种易潮解和易爆炸的化合物,具有强 Br- → BrO 3 氧化性。 XeO4:很不稳定,具有爆炸性的气态化合物。 (3)稀有气体化合物的构型 分子 价电子对数 价电子对构型 可能构型 最稳定构型 Xe F2 5 三角双锥 三种 直线型 Xe F4 6 八面体 二种 平面四面形 Xe F6 7 变形八面体 二种 变形八面体 XeOF4 6 八面体 二种 四方锥形 XeO3 4 四面体 一种 三角锥形 XeO4 4 四面体 一种 正四面体 1 二、s 区元素 (

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