9 P区元素 图9-1 P区元素在周期表中的位置 p区元素原子的价层电子结构特征是ns2ns1～6，最外电子层除有2个s电子外还有1～P区元素除F外，一般都有多种氧化态；除F和O外，其最高正氧化值均等于价层电子数（见表9-1）。 表9-1 P区元素的氧化值 ⅢA硼族 ⅣA 碳族 ⅤA 氮族 ⅥA 氧族 ⅦA 卤族 ⅧA稀有气体 价层电子构型 ns2np1 ns2np2 ns2np3 过渡元素之后的P区元素由于ns2惰性电子对效应，使金属元素的低价氧化态自下而上趋于稳定，这在ⅢA、ⅣA、ⅤA各族表现得特别突出，尤其是第6周期的Tl（+1），Pb（+2），Bi（+3）均很稳定（皆能保持稳定的18+2构型）。 P区元素有以下特点： （1）p区金属的熔点都比较低（见表9-2）。 表9-2 p区金属的熔点Ga In Tl Ge Sn Pb Sb Bi tm/℃ 29.78 156.6 303.5 973.4 213.88 327.5 630.5 271.3 Al的熔点也不高，为660℃，它们与ⅡB族的Zn，Cd，Hg合称为周期表中的低熔点元素区。这些金属相互能形成许多重要的低熔点合金。如焊锡就是Sn-Pb合金，保险丝是Bi-Pb-Sn合金，电器和消防设备上用的伍德合金是由Bi，Pb，Sn和Cd组成。 （2）p区金属与非金属交界的一些元素，如硅、锗、硒等及某些化合物具有半导体性质，即导电性介于金属和绝缘体之间。如超纯硅是制造半导体的重要材料，铝、镓、铟与磷、砷、锑形成的如磷化铝、砷化镓等ⅢA～ⅤA族化合物也都是半导体材料。 （3）p区金属的高氧化态氧化物多数有不同程度的两性，即与酸、碱能作用而生成相应的盐。 （4）它们在自然界都以化合态存在，除铝外，多为各种组成的硫化物矿。 9.1 — 空气中含有微量的稀有气体。在接近地球表面的空气中，每1000dm3空气中约含有9.3 dm3氩，18 dm3氖，5 dm3氦，11 cm3氪，0.08 cm3氙。 氦存在于太阳的大气中，人们借助分光镜发现了它，这是第一个在地球外，在宇宙中被发现的元素。氦也是放射性矿物的衰变产物，放射出来的α粒子在空气中放电后变成为氦原子，例如在238U的衰变过程中，生成八个α粒子，通过氧化其他共存元素，这些粒子则获得电子而生成氦原子。所以在某些矿穴中有氦的存积和放出，有些天然气中会有氦。 氖、氩、氪和氙最先由英国物理学家雷姆赛和他的合作者们从空气中分离出来的，氦气由美国化学家赫布莱德用硫酸处理一种铀矿时发现，后经雷姆赛用光谱实验证明了这种稀有气体就是由英国天文学家洛克耶尔在1868年研究太阳光谱时发现的存在于太阳大气中的元素氦。1900年，在某些放射性矿物中发现了氡。 从空气中分离稀有气体主要利用它们的不同物理性质。氩的沸点介于氮和氧之间，将液态空气分级蒸馏，挥发除去大部分氮之后，剩下的液态氧中就富集了稀有气体并含有少量氮气。继续分馏可以把稀有气体分离出来。使这种气体通过氢氧化钠塔除去CO2，再通过赤热的铜丝除去微量的氧，然后通过灼热的镁屑除去氮气,剩下的气体便是以氢为主的稀有气体了。 从混合稀有气体中分离各个组分最常用的方法是低温选择性吸附或低温分馏。在低温下越容易液化的稀有气体越容易被活性炭吸附。而且在不同的低温下活性炭对各气体的吸附也不同。例如在-100℃ 时，氩、氪和氙被吸附，而氦和氖不被吸附。在液态空气的低温下（-190℃），氖被吸附而氦不被吸附。在不同的低温下使活性炭对混合稀有气体吸附和解吸，便能将稀有气体一一分离

第十四章 氮族元素 §14-1 氮族元素的通性 §14-2 氮和它的化合物 §14-3 磷和它的化合物 §14-4 砷、锑、铋 §14-5 盐类的热分解 §14-1 氮族元素的通性 2.电离能 §14-2 氮和它的化合物 一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 三、氮在自然界的分布和单质氮 四、氮的氢化物 五、氮的含氧化物 六、氮的卤化物 一、氮的成键特征和价键结构 二、氮元素的氧化态-吉布斯自由能图 四、氮的氢化物 1、氨 ⑴制备 §14-3 磷和它的化合物 ⑶ 偏磷酸及其盐 偏磷酸通式：（HPO3）X(X=3、4、5、6） 常见三聚偏磷酸(HPO3)3 ,四聚偏磷酸(HPO3)4 ? ⑷亚磷酸（H3PO3）及其盐 ? ⑸次磷酸（H3PO2）及其盐 七、磷的卤化物 1.PX3 除PI3（红色低熔点固体），其余都是无色气体或无色易挥发液体。 磷的含氧酸 §14-4 砷、锑、铋 一、砷、锑、铋的成键特征 二、砷、锑、铋的单质 三、砷、锑、铋的氢化物 四、砷、锑、铋的氧化物 五、砷、锑、铋的三卤化物 六、砷、锑、铋的硫化物 一、砷、锑、铋的成键特征 次外层18电子层结构，较强的极化作用和较大的变形性。在性质上与N、P差异大，亲硫元素，在自然界常以硫化物形式存在。 1.M3+离子:As3+→Sb3+→Bi3+, 强酸中后者有少量M3+存在。 2.共价化合物:+3氧化态的多为共价化合物，M为sp3杂化。氧化态+5的化合物都是共价化合物，Bi（Ⅴ）非常不稳定，强氧化性。 3.配合离子：M3+易形成配离子. 二、砷、锑、铋的单质 1.自然存在：地壳中含量较少，主以硫化物矿形式存在。雌黄（As2S3）、雄黄（As4S4）、辉锑矿（Sb2S3）、辉铋矿（Bi2S3）等。 2.物性：熔点低，易挥发，┄┄。 3.化性：常温稳定，不与稀酸作用，能与强氧化性酸如：热浓硫酸、硝酸和王水等反应。在高温可与许多非金属作用。 三、砷、锑、铋的氢化物 四、砷、锑、铋氧化物及其水合物 溶液酸碱性对反应方向的影响 五、砷、锑、铋的三卤化物 二、无机含氧酸盐热分解的本质和对某些规律的解释 一、无机含氧酸盐热分解的类型和规律 1.含水盐的脱水反应 2.含水盐的水解反应 3.无水盐的热分解 4.缩聚反应 5.自身氧化还原反应 6.歧化反应 1.含水盐的脱水反应 直接脱水或先溶解在各自的结晶水中再脱水。 二 无机含氧酸盐热分解的本质和对某些规律的解释 1.含水盐的脱水本质及规律 2.含水盐的水解本质及规律 3.无水盐的热分解本质及规律 4.酸式盐的缩聚 5.含氧酸热分解的热力学解释 3.无水盐的热分解本质及规律 所有的含氧酸盐基本上都是离子晶体，受热时，晶体中晶格结点上的正、负离子原有的振摆运动加剧，使正、负离子更加靠近，从而加强了正、负离子间的相互极化作用，结果是金属离子Mn+夺取了含氧酸根中的部分O2-离子，从而引起含氧酸根的破裂。 所以无水盐热分解的本质是：正离子争夺含氧酸跟中的O2-离子。 4.酸式盐的缩聚 影响因素 A 酸根的分解产物—氧化物的挥发性 难挥发者易聚合(SiO32-),易挥发者难聚合(CO32-) B 多酸中X-O-X的X-O键的强度 X-O键强度越大,稳定性越高,酸式盐越易形成多酸。 多酸(Si-O-Si)中Si-O键长167pm,SiO32-中159pm.