第二十一章 p 区金属.ppt

p区金属概论
p区金属包括Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi和Po(有放射性)。与s区金属元素相似,p区同族金属元素从上到下原子半径逐渐增大,失电子趋势逐渐增大,元素的金属性逐渐增强。但总的看来,p区金属元素的金属性较弱,部分金属如Al、Ga、In、 Ge、Sn和Pb的单质、氧化物及其水合物均表现出***,在化合物中还往往表现出明显的共价性。其中, Tl、Pb和Bi的金属性较强。
p区金属元素的价电子构型为ns2np1~4 ,内层为饱和结构。
由于ns、np电子可同时成键,也可仅由电子参与成键,因此它们在化合物中常有两种氧化态,且其氧化值相差为2。
p区金属元素的高价氧化态化合物多数为共价化合物,低氧化态的化合物中部分离子性较强。另外,大部分p区金属元素在化合物中,电荷较高,半径较小,其盐类在水中极易水解。
第十八章铝族锗分族
§18-1 铝族
存在状态:
Al,Ga,In,Tl均为银白色,质软,轻而富有延展性的金属,它们相当活泼,以化合物形式存在于自然界。铝在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位,镓,铟,***没有单独的矿藏,都分散作为与其它矿共生的组分存在。
2、价电子结构:
ns2np1它们的一般氧化态为+3,同其它主族元素一样,随着原子序数的递增,生成低氧化态(+1)的倾向随之增强,因此,镓,铟,***在一定条件下能显示出+1氧化态,特别是Tl的+1氧化态是常见的,并在Tl(+1)的化合物中具有较强的离子键特征。
这从它们的氧化过程也可以看到:氧化时,当失去所有价电子成为M3+离子,要成为这样的离子,其电离能很大(I1,I2,I3),但这时离子的水合热也很大,半径小的离子,水合热更大。因此,它们在水溶液中容易离子化,而且标准电极电势从Al到Tl逐渐增大。
到Tl3+离子时成为正值,说明Tl3+离子不稳定,它是个强氧化剂,而Tl3+在溶液及化合物中都很稳定。
3、价键特征:
这些元素与其它元素化合时以离子键为主,但处于高价态的离子,因其离子势很大,易形成共价化合物,例如在卤化物中,除***化物为离子型的以外,其它都是共价型的,熔、沸点低,易水解。
4、缺电子特征:
缺电子氧化物。它们还有很强的继续接受电子的能力,这种能力表现在分子本身聚合以及同电子对给予体形成稳定的配合物等方面。
在聚合和配位过程中,中心原子的杂化轨道将由sp2杂化过渡到sp3杂化,分子的几何形状则由平面的过渡到立体的。
三***化铝的结构与性质:
三***化铝溶于有机溶剂或处于熔融状态时都以共价的二聚分子Al2Cl6形式存在。在这种分子中有***桥键(三中心四电子键),与B2H6的桥式结构形式上相似,但本质不同。
因为AlCl3为缺电子分子,Al倾向于接受电子对形成sp3杂化轨道。两个AlCl3分子间发生Cl→Al的电子对授予而配位,形成Al2Cl6分子。
***化铝中有***桥键
(三中心四电子键)
5、氧化物,氢氧化物的酸碱性:
Tl2O,TlOH——碱性,易溶于水。
其它都是难溶于水的***物质,
Ga(OH)3的酸性比 Al(OH)3,
In(OH)3都强;
TlOH不稳定,易分解为Tl2O(黑色)。
当Al2Cl6溶于水中时,它立即解离为Al(H2O)63+和Cl-离子并强烈地水解。AlCl3还容易与电子对给予体形成配离子(如AlCl4-)和加合物(如AlCl3·NH3)。这一性质使它成为有机合成中常用的催化剂。
AlBr3和AlI3往在结构和性质上与AlCl3相似。
464

463*
×102
kPa下
1564
熔点/K
棕色片状晶体(含向量I2)
无色晶体
白色晶体
无色晶体
常温下状态
633


-
沸点/K
AlI3
AlBr3
AlCl3
AlF3
三卤化铝的一些物理性质