金屬單質(zhì)
1. 金屬元素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):最外層大多少于4個(gè)電子;一般較易失去電子,表現(xiàn)還原性
2. 金屬在自然界中的存在形式
。1)游離態(tài):化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬,在自然界中能以游離態(tài)的形式存在
【舉例】Au Ag Pt Cu
。2)化合態(tài):化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬,在自然界中能以化合態(tài)的形式存在
【舉例】Al Na
【說(shuō)明】少數(shù)金屬在自然界中能以游離態(tài)的形式存在;而大多數(shù)的金屬在自然界中能以化合態(tài)的形式存在.
非金屬單質(zhì)
1.概述
(1)位置及其原子結(jié)構(gòu) 位置:位于元素周期表的右上角。把6種稀有氣體除外,一般所指的非金屬元素就只有16種。
原子結(jié)構(gòu):最外層電子數(shù)較多,原子半徑較小,化學(xué)反應(yīng)中容易結(jié)合電子,顯示負(fù)化合價(jià)。
(2)單質(zhì)的晶體類型
分子晶體:H2、X2、O2、O3、S8、N2、P4、稀有氣體。
原子晶體:金剛石、Si、B。
(3)單質(zhì)的同素異形體
氧族、鹵族及氮沒(méi)有同素異形體。
由同種原子組成的晶體,晶格不同,形成不同的單質(zhì)。如金剛石和石墨。
由同種原子組成的分子,其原子個(gè)數(shù)不同,形成不同的單質(zhì)。如O2、O3。
由同種原子組成的分子,其晶格不同,原子個(gè)數(shù)也不同而形成不同的單質(zhì)。如白磷和紅磷。
金屬單質(zhì)性質(zhì):
一、金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)
(1)大多呈銀白色,有金屬光澤 金屬單質(zhì)金屬單質(zhì)(18張)
【特例】Cu為紅色,Au為黃色
。2)常溫大多固體
【特例】Hg(水銀)是液體
(3)有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性
二、金屬的化學(xué)性質(zhì)
。1)與非金屬單質(zhì)(O2、Cl2、S、I2等)的反應(yīng)
(2)金屬與H2O的反應(yīng)
。3)與酸的反應(yīng):金屬單質(zhì)+酸→鹽+氫氣(置換反應(yīng))
(4)金屬與氧化物的反應(yīng)
。5)與鹽的反應(yīng):金屬單質(zhì)+鹽(溶液)→另一種金屬+另一種鹽
非金屬單質(zhì)的性質(zhì):
一、非金屬單質(zhì)的物理性質(zhì):
1、常溫常壓下非金屬單質(zhì)的狀態(tài)
屬于分子晶體的,在同類單質(zhì)中分子量較小(范氏力較小)為氣態(tài)(F2、Cl2、O2、N2、H2),較大的為液態(tài)(Br2),固態(tài)(S、P、I2)。 屬于原子晶體的是固態(tài)(金剛石、硅、硼)。
2、單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)
屬于分子晶體的由于分子間力較小,故熔、沸點(diǎn)較低。具有相似結(jié)構(gòu)的同類晶體中,一般是分子量越大,其熔、沸點(diǎn)較高。 屬于原子晶體的由于共價(jià)鍵的鍵能大,牢固,所以熔點(diǎn)很高,如金剛石,硬度大。
3、水溶性
氟能與水劇烈反應(yīng)生成HF和O2;氯能溶于水(歧化反應(yīng)),難溶于飽和食鹽水;其它單質(zhì)的水溶性都很小。
4、非金屬單質(zhì)呈固態(tài)時(shí)有熱脆性,可能透明或半透明。 比重較小,無(wú)金屬光澤((石墨例外)。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差。
二、非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)
1、化學(xué)惰性:稀有氣體;
強(qiáng)氧化性:F2、Cl2、Br2、O2;
以還原性為主:H2、C、Si、B、P、As。
2、典型的非金屬較易跟金屬化合,一般形成離子鍵,非金屬元素得電子,呈負(fù)價(jià)。
3、典型的非金屬能跟氫氣以極性共價(jià)鍵化合生成氣態(tài)氫化物(ⅣA—ⅦA),共用電子對(duì)偏向非金屬元素,非金屬元素顯負(fù)價(jià)。
4、不同非金屬間通過(guò)極性鍵形成化合物,共用電子對(duì)偏向吸電子能力強(qiáng)的非金屬。
5、非金屬氧化物一般為酸性氧化物,其對(duì)應(yīng)的水化物是酸,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),則其元素的非金屬性也越強(qiáng)。
具體化學(xué)性質(zhì)是:
(1)與金屬反應(yīng) 絕大多數(shù)非金屬能與金屬直接化合生成鹽、氧化物、氮化物和碳化物。反應(yīng)的難易是:強(qiáng)強(qiáng)易,弱弱難。典型的金屬與典型的非金屬化合形成離子化合物。
2Na+Cl2=2NaCl
3Fe+2O2→Fe3O4
3Mg+N2→Mg3N2
金屬活動(dòng)順序表里的金屬都能與F2、Cl2反應(yīng),除Ag、Pt、Au外都能與Br2、I2反應(yīng),除Pt、Au外都能與S反應(yīng),以上均生成無(wú)氧酸鹽。
注意:2Na+S=Na2S,Hg+S=HgS較易。
(2)與非金屬反應(yīng)
、倥cH2反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物(以極性鍵形成氣態(tài)氫化物,水是液態(tài))。反應(yīng)的難易是:強(qiáng)易弱難,強(qiáng)穩(wěn)定。 即使在溫度 H2+Cl2→2HCl 非金屬氣態(tài)氫化物大多具有還原性,其規(guī)律是:強(qiáng)者弱。
②與O2反應(yīng)生成非金屬氧化物,除NO、CO外,皆為成鹽氧化物。反應(yīng)規(guī)律是強(qiáng)難弱易,鹵素不與氧氣直接化合,具有強(qiáng)還原性的非金屬與氧氣反應(yīng)容易。大多數(shù)非金屬氧化物是酸性氧化物,其最高氧化物中除CO2為氣體外,其余皆為固體。 S+O2=2SO24P+5O2=2P2O5 非金屬單質(zhì)形成氧化物的由易到難的程度:P、S、C、Si、N、I、Br、Cl。 40℃左右白磷燃燒,300℃左右煤(C)著火。C、Si可在空氣中燒盡,N2在2000℃左右才和氧氣化合。I2、Br2、Cl2不與氧氣直接化合。
、叟c其它非金屬反應(yīng)
2P+3Cl2=2PCl3
2P+5Cl2=2PCl5
Si+2F2=SiF4
C+2S→CS2
(3)與水反應(yīng)
2F2+2H2O=4HF+O2(置換)
Cl2+H2O=HCl+HClO(Br2、I2相同)(歧化)
C+H2O(g)→CO+H2(水煤氣)
(4)與堿溶液反應(yīng)
X2+2NaOH(稀)=NaX+NaXO+H2O(注意:F2例外)
3X2+6NaOH(濃)=5NaX+NaXO3+3H2O(注意:F2例外)
3S+6KOH(濃)=2K2S+K2SO3+3H2O
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2
P4+3NaOH+3H2O→3NaH2PO2+PH3
(5)與氧化性酸反應(yīng) 不太活潑的非金屬C、S、P、I2等具有較強(qiáng)還原性,可被硝酸和濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸氧化。
C+2H2SO4(濃)→CO2+2SO2+2H2O
C+4HNO3(濃)→CO2?+4NO2+2H2O
S+2H2SO4(濃)→3SO2+2H2O
S+6HNO3(濃)→H2SO4+6NO2+2H2O
P+5HNO3(濃)→H3PO4+5NO2+H2O
3P(白磷)+5HNO3(稀)+2H2O=3H3PO4+5NO
I2+10HNO3(濃)=2HIO3+10NO2+4H2O
(6)與氧化物反應(yīng)
①與金屬氧化物反應(yīng)(具有還原性的非金屬與具有氧化性的金屬氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。)
C+2CuO→CO2↑+2Cu
C+FeO→CO↑+Fe
Si+2FeO→SiO2+2Fe
H2+CuOH2→O↑+Cu
Na2O+O2=Na2O2
②與非金屬氧化物反應(yīng)
C+H2O→CO+H2
2C+SiO2→2CO↑+Si
3C+SiO2→2CO↑+SiC
2F2+2H2O=4HF+O2
C+CO2→2CO
2SO2+O2=2SO3
2NO+O2=2NO2
(7)與無(wú)氧化酸及無(wú)氧酸鹽反應(yīng) 按非金屬的活動(dòng)順序發(fā)生置換反應(yīng)(強(qiáng)代弱)。
2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
Br2+2NaI=2NaBr+I(xiàn)2
Cl2+Na2S=2NaCl+S
2H2S+O2=2H2O+2S
2H2S+3O2→2H2O+2SO2