常见非金属单质及其化合物

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1、第六章第六章 常见非金属单质及其化合物常见非金属单质及其化合物第一节 非金属单质1第二节 非金属的气态氢化物 2非金属氧化物及含氧酸3重要非金属离子的检验 4大气污染与环境保护5第六节 氟、碘与人体健康 6用途广泛的无机非金属材料7第一节第一节 非金属单质非金属单质二常见非金属 单质的物理 性质和化学 性质一非金属元素 的原子结构 特征一、非金属元素的原子结构特征一、非金属元素的原子结构特征除氢之外，非金属元素原子的最外层电子数通 常大于或等于4。在反应中都易于获得电子而显负价 ，呈氧化性，但在一定条件下也可发生电子的偏移 而显正价，呈还原性。非金属元素多变价，其最高 价与该元素所在的族序数一

2、致。非金属单质分子大多数是由双原子或两个以上 的原子以共价键结合而成，一般属于原子晶体或分 子晶体。一、非金属元素的原子结构特征一、非金属元素的原子结构特征根据非金属单质的结构和性质，可将它们分为3类： (1)双原子分子。如H2，O2，N2，X2(卤素单质)，固 态时属分子晶体，其熔点、沸点都很低，通常情况 下呈气态。 (2)多原子分子。如P4，As4，S8，属分子晶体，通常 为固态，熔、沸点也较低，较易挥发。 (3)巨分子。如金刚石、晶体硅和硼，属原子晶体， 硬度大，熔、沸点都很高，难汽化。 一、非金属元素的原子结构特征一、非金属元素的原子结构特征二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常

3、见非金属单质的物理性质和化学性质1.氯(1)物理性质。常温时，氯气是黄绿色气体，有 刺鼻臭味，密度是空气的2.5倍，易液化，能溶于水，有毒。吸入少量氯气，就会使呼吸道黏膜受到刺激，引起胸部疼痛；吸入大量，会中毒致死。我国规定 ，居住区空气中氯气最高浓度日平均不超过0.03 mgm-3。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质(2)化学性质。氯气很活泼，几乎能与所有的金属和非金属化合。 1)与金属反应。氯气不仅能与活泼金属（如钠）直 接化合，还能与一些不活泼金属（如铜）在加热条 件下反应。例如，现象：棕色的烟气CuCl2 溶于水，得到绿色的CuCl2 溶液。二

4、、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质2)与非金属反应。氯气能与许多非金属反应，例如，现象：迅速化合，生成氯化氢气体。氯化氢是无色而有刺激性气味的气体，易溶于水 ，在常温常压下，1体积水大约能溶解500体积的氯化氢。常温下，干燥的氯化氢不导电，化学性质不 活泼，不与大多数金属和金属氧化物反应。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质3)与水反应。常温常压下，1体积的水能溶解2.5体积的氯气，其水溶液叫做氯水。溶液中的少量氯能与水反应，生成盐酸和次氯酸。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和

5、化学性质次氯酸具有较强的氧化性，能杀死水中 的细菌，所以自来水可用氯气来杀菌消毒(1L 水中约通入0.002g氯气)。次氯酸还能使染料和有机色素褪色，常 用做漂白剂。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质4)与碱反应。把氯气通入冷的稀碱溶液，就可生成次氯酸盐和金属氯化物。 工业上利用氯气与消石灰反应来制取漂白粉： 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质漂白粉是次氯酸钙与氯化钙的混合物， 它的有效成分是次氯酸钙。用于漂白时，使 次氯酸钙与稀酸或空气里的二氧化碳和水蒸 气反应，生成次氯酸。 二、常见非金属单质的物理性质和化

6、学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质2.硫(1)物理性质。硫通常是一种淡黄色晶体，俗称硫磺。质脆，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化 碳。在自然界中，硫以游离态和化合态存在，游离态硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层中。化合态硫 主要存在于金属硫化物矿和硫酸盐中，如黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO42H2O)等。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质(2)化学性质。硫的化学性质比较活泼，与氧相似，易与金属、氢气和其他非金属反应，但不如氧 剧烈。1)与金属反应。硫能与许多金属(金、铂等除外)化合，生成硫化物。现象：发出红光，生成黑色的硫化亚铜。 二、

7、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质2)与非金属反应。硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，并放出大量的热。 二氧化硫是无色有毒的气体，具有窒息性臭味，是大气污染物。工业上规定空气中二氧化硫的含量 不得超过0.02 gm-3。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二氧化硫具有漂白作用，因为二氧化硫的水溶液与某些有机色素反应生成无色物质 。这种化合物不稳定，容易分解而使色素恢 复原来的颜色。必须注意，因为氯气和二氧化硫都是有毒气体，所以应严禁用来漂白食物。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学

8、性质硫还能与其他非金属反应。例如，硫的蒸气与氢气直接化合，生成硫化氢气体。硫化氢也是一种有毒气体，无色，比空气稍重， 有蛋类腐烂的恶臭味。空气中有0.1(体积分数)的硫化氢就会使人感到头痛、恶心，吸入较多会使 人昏迷甚至死亡。工业生产中规定，空气中硫化氢 的含量不得超过0.01 gm-3。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质硫化氢具有较强的还原性，能与O2，SO2反应。可从含有少量硫化氢的废气中回收硫 ，减少大气污染。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质(3)硫的用途。硫的用途很广，工业上用来制造硫酸、硫化橡胶、

9、黑火药、火柴等。农业上用来制杀 菌剂。医药上用硫磺软膏治疗皮肤病。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质3.氮(1)物理性质。纯净的氮气无色、无味、微溶于水。 氮在自然界中主要以单质存在于空气中， 约占空气的78(体积分数)。化合态的氮主要以硝酸盐存在，动植物体内的蛋白质里也含 有氮。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质(2)化学性质。氮是活泼的非金属元素， 其非金属性质与氧相似。但由于N2分子中有 3个共价键，键能高达946 kJmol-1。因此，氮气不活泼，一般情况下很难与其他物质发 生化学反应。在特定条件下，

10、氮气也能与氢 气、氧气以及一些活泼金属反应。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质1)与氢气反应。在高温、高压有催化剂的条件下，氮气与氢气直接化合生成氨。工业上就是利用这个反应原理生产氨气。氨气是无色而有强烈的刺激性气味的气体，易溶于水，常 温下1体积水能溶解700体积的氨气，氨的水溶液显碱性。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质2)与氧气反应。在放电条件下，氮气和氧气直接化合，生成无色的一氧化氮。在雷雨时，天空中可有少量的NO生成。NO不稳定，易被氧化成二氧化氮，一氧化氮和二氧化氮 都是大气污染物。在城市中，它们

11、主要来源于汽车 尾气。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质3)与金属反应。高温时，氮气能和镁、钙、锶、钡等金属化合生成金属氮化物。例如，镁在空气 中燃烧除生成氧化镁外，还有微量的氮化镁生成。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质(3)氮气的用途。氮气主要用于合成氨，由此制造化肥、硝酸和炸药。由于氮气的化学 性质特别稳定，常用做填充灯泡和金属热加 工的保护气以及粮食、水果的保鲜剂。液氮 用于仪器或机件深度冷冻处理以及现代超导 技术。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质4.碳碳的

12、存在形式是多种多样的，有晶态单质碳，如金刚石、石墨；有无定形碳，如煤；有复杂的有 机化合物，如动植物等；碳酸盐，如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软滑腻的 石墨，如图6-2所示。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质常温下单质碳的化学性质不活泼，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；高温下与氧反应，生成二氧化碳或一氧化碳； 在卤素中只有氟能与单质碳直接反应；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反应，生成金属碳化物

13、。碳具有还原性，在高温下可以冶炼金属。二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质5.硅硅有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色，密度 为2.322.34gcm3，熔点为1 410，沸点 为2 355，晶体硅属于原子晶体，硬而有金属光泽，有半导体性质。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化学性质硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟 酸和碱液，用于制造合金如硅铁、硅钢等，如图6-3所示。 二、常见非金属单质的物理性质和化学性质二、常见非金属单质的物理性质和化

14、学性质单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。硅在自然界分布极广，地壳中约含27.6，含量仅次于氧，居第二位。结晶型的硅是暗黑蓝色的，很脆，是典型的半导体。化学性质非常稳定。在常温下，除氟化氢以 外，很难与其他物质发生反应。 第二节第二节 非金属的气态氢化物非金属的气态氢化物三硫化氢一氯化氢二氨气氯化氢是无色而有刺激性气味的气体。氯化氢 气体对呼吸系统有刺激作用，并能使牙齿患病。氯 化氢易溶于水，在0时，1体积的水大约能溶解500 体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性，叫做氯化酸，俗称盐 酸。盐酸是一种强酸，浓盐酸具有极强的挥发性， 因此盛有浓盐酸的容器打开后能

15、在上方看见酸雾， 那是氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐 酸小液滴。 一、氯化氢一、氯化氢盐酸具有酸的通性，还具有还原性。 (1)盐酸和碱反应生成氯化物和水。(2)盐酸与大部分碳酸盐反应，生成二氧化碳 和水。一、氯化氢一、氯化氢(3)盐酸与活泼金属单质反应，生成氢气。(4)盐酸与金属氧化物反应，生成盐和水。实验室也常用碳酸钙和盐酸来制取CO2：一、氯化氢一、氯化氢氨是没有颜色、有刺激性气味的气体， 极易溶解于水且溶解得快。在常温下，1体积 水大约可溶解700体积氨气。氨的水溶液叫做氨水。氨水有弱碱性， 能使酚酞溶液变红或使湿润的红色石蕊试纸 变蓝。 二、氨气二、氨气氨溶于水时，大部分与水

16、结合成一水合氨 (NH3H2O)。NH3H2O很不稳定，受热就会分 解为氨气和水。二、氨气二、氨气氨与酸反应生成铵盐。如氨遇到氯化氢时 ，迅速反应生成氯化铵晶体。 二、氨气二、氨气农业上，常用的化肥如硫酸铵、碳酸氢 铵、硝酸铵等都是铵盐。铵盐都易溶于水， 受热易分解，与碱反应时放出氨气。二、氨气二、氨气硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的毒性 气体，化学式为H2S。低浓度的硫化氢会对眼睛、呼吸系统及中枢神经等造成一定伤害，高浓度的硫化氢 则可使被吸入者在短时间内致命。 三、硫化氢三、硫化氢硫化氢的化学性质不稳定，点火时能在空气 中燃烧，可被氧化生成二氧化硫或硫。 硫化氢具有还原性，在空气中能够腐蚀金属 ，可以使银、铜制品表面发黑。硫化氢可以与许多金属离子作用，生成不溶 于水或酸的硫化物沉淀。 三、硫化氢三、硫化氢第三节第三节 非金属氧化物及含氧酸非金属氧化物及含氧酸三硫酸一二氧化 硫和三 氧化硫二一氧化 氮和 二氧化 氮四硝酸一、二氧化硫和三氧化硫一、二氧化硫和三氧化硫物理性质：二氧化硫（SO2）