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文檔簡介

18-4-3熱穩定性含氧酸鹽在加熱時大都會發生分解,但分解的難易和分解產物隨鹽的種類不同而有較大的差別,可大致將其分為兩類:非氧化還原分解氧化還原分解一、分解反應分類1、非氧化還原分解含結晶水的受熱脫去結晶水無水鹽分解成相應的氧化物或酸或堿縮聚反應一般而言,酸越弱,又難揮發,則越容易縮合。硅酸鹽和磷酸鹽比較穩定,受熱時不發生分解,而縮合為多酸鹽:Ca3(PO4)2=CaO+Ca2P2O72Na2SiO3+H2O=Na2Si2O5+2NaOH

2、氧化還原分解

具有一定氧化性的含氧酸鹽均不穩定,易受熱分解,發生氧化還原反應,如硝酸鹽、鹵酸鹽、亞硫酸鹽等,這些鹽反應時又有兩種分解類型:一種是中心原子的歧化反應,如:

4KClO3=KCl+3KClO4Na2SO3=Na2S+3Na2SO4

另一種是中心原子與氧原子之間的氧化還原反應,如:

2NaNO3=2NaNO2+O22KClO3=2KCl+3O2

注意硝酸鹽的熱分解反應。二、熱穩定性規律1、分解產物一般為酸酐和金屬氧化物或其它產物。2、同一金屬離子不同酸根的鹽,有以下規律:磷酸鹽硫酸鹽鹵酸鹽

∨硅酸鹽碳酸鹽

硝酸鹽3、陰離子中心原子相同金屬離子相同的鹽,陰離子中心原子

的半徑越大,電荷越低,穩定性越差。如:Na2SO3

<NaSO4

NaClO

<NaClO2<NaClO3

<NaClO4正鹽>酸式鹽>酸5、同一酸根不同金屬離子的鹽:堿金屬鹽>堿土金屬鹽>過渡金屬鹽>銨鹽分解溫度(K)K2CO3CaCO3ZnCO3(NH4)2CO3熔融不分解

11705733314、同種酸及其鹽,穩定性有以下規律:物質分解溫度(K)Na2CO3NaHCO3H2CO32073623室溫以下結構因素解釋A)陰離子結構不對稱不緊密易分解,反之則穩定。如:NO3-

、CO32-為平面三角形,易分解,SO42-

、SiO42-、PO43-為正四面體,很穩定。B)陽離子的極化力(電荷、半徑、離子構型)越強,就越易分解。3、理論解釋熱力學解釋△GT0===△HT0-T△ST0

分解反應的△GT0值越正,鹽就越穩定。由于△HT0

△ST0隨溫度變化不大,用△H2980、△S2980代之,求得T分。由T分判斷。由于同類鹽分解熵變△ST0接近,△GT0主要決定分解焓△HT0

。含氧酸鹽的分解反應方程式為:

MmROn+1====ROn

+MmO△HT0=△Hf0(MmO)

+△Hf0(ROn)

-△Hf0(MmROn+1)

△HT0越負,就越易分解(越不穩定)。1、同一周期含氧酸氧化性從左到右遞增。如:

HClO4>H2SO4>H3PO4>H4SiO4

2、同一族元素,從上到下,高氧化態含氧酸氧化性多數呈鋸齒形升高。如:

HClO3

<HBrO3>HIO33、同一元素不同氧化態的含氧酸,低氧化數的氧化性較強。如:HClO>HClO2>HClO3>HClO44、濃酸強于稀酸。18-4-4氧化還原性一、規律凡電負性大、原子半徑小、價態高的中心原子,其獲得電子能力強,酸的氧化性就強。因此,同一周期元素,從左到右,電負性增大,原子半徑減小,它們的高氧化態的含氧酸的氧化性依次增強。R—O鍵越弱,其鍵數越少,斷鍵就越容易,中心原子R越易獲得電子,其酸的氧化性就越強。在HClO、HClO2、HClO3、HClO4中,HClO4分子很穩定,氧化性就弱。第6周期元素最高氧化態的含氧酸分子不穩定(6s2電子惰性效應),其氧化性比第5周期元素的強得多。二、影響因素1、中心原子結合電子的能力2、分子的穩定性:分子越不穩定,氧化性越強。3、介質的酸性越強,含氧酸的氧化性越強。1、N、O、F的含氫化合物易形成氫鍵,極性較強;強弱比較:F—H…F>O—H…O>N—H…N2、最大配位數為4;(半徑小,沒有2d軌道)3、具有自相成鍵能力,以碳為最強;多數生成重鍵;4、同素異形體在性質上差別大,如O2和O3。5、電子親和能:N<P,O<S,F<Cl

18-5P區元素在周期性

次級周期性是指元素周期表中,每族元素的物理化學性質,從上到下并非單調的直線遞變,而是呈現起伏的“鋸齒形”變化。18-5-1第二周期非金屬元素的特殊性18-5-2第4周期元素的不規則性(不要求)Chapter19金屬通論19.1概述19.2金屬的提煉19.3金屬的物理性質和化學性質19.4合金19-1概述金屬黑色金屬(Fe、Cr、Mn及其合金)有色金屬密度:輕有色金屬和重有色金屬價格:貴金屬和賤金屬性質:準金屬和普通金屬儲量及分布:稀有金屬和普通金屬自然界存在和人工合成的金屬已達90多種,按不同的標準分類。黑色金屬:包括鐵、錳和鉻以及它們的合金,主要是鐵碳合金(鋼鐵)。有色金屬:指除去鐵、鉻、錳之外的所有金屬。有色金屬大致上按其密度、價格、在地殼中的儲量和分布情況、被人們發現以及使用的早晚等分為五大類:輕有色金屬:一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金屬,如:鋁、鎂、鈉、鉀、鈣、鍶、鋇。重有色金屬:一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金屬,其中有銅、鎳、鉛、鋅、鈷、錫、汞、錫等。貴金屬:這類金屬包括金、銀和鉑族元素,由于它們穩定、含量少、開采和提取困難、價格貴,因而得名貴金屬。準金屬:半導體,一般指硅、硒、碲、砷、硼。稀有金屬:自然界中含量很少,分布稀散、發現較晚,難以從原料中提取的或在工業上制備和應用較晚的金屬。如:鋰、銣、銫、鎢、鍺、稀土元素和人造超鈾元素等。金屬的提煉-從自然界索取金屬單質的過程。19-2金屬的提煉金屬的提煉過程-礦石的富集、冶煉和精煉。礦石富集方法-手選、水選、磁選和浮選。金屬的冶煉方法-干法和濕法兩大類。金屬的精煉-粗金屬根據純度要求再進行的精制。19-2-1金屬還原過程的熱力學從圖中可以看出,凡

rG

為負值區域內的所有金屬都能自動被氧氣氧化,凡在這個區域以上的金屬則不能。由圖可知約在773K以上Hg就不被氧所氧化,而HgO只需稍熱,超過773K就可以分解得到金屬。穩定性差的氧化物

rG

負值小,

rG

-T直線位于圖上方,例如HgO。穩定性高的氧化物

rG

負值大,

rG

-T直線位于圖下方如MgO。在自由能圖中,一種氧化物能被位于其下面的那些金屬所還原,因為這個反應的

rG

<0。例如,鋁熱法,在1073K時Cr2O3能被Al還原。圖中反應C+O2=CO2的

rS

≈0,反應2C+O2=2CO的

rS

>0,反應2CO+O2=2CO2

rS

<0。

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