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1、元元 素素 化化 学学主讲教师：王广胜主讲教师：王广胜联系方式：联系方式：8231606682316066E-mailE-mail： 参考教材参考教材 无机化学无机化学 ( (第三版第三版) ), ,下册，北师大等三校编，高等教育出版社，下册，北师大等三校编，高等教育出版社， 1994.1994.普通化学原理普通化学原理( (第二版第二版) ) ，华彤文，华彤文 杨骏英杨骏英 陈景祖陈景祖 刘淑珍等编，刘淑珍等编，北京大学出版社。北京大学出版社。 使用教材使用教材 无机化学无机化学 ( (第三版第三版) ), ,下册，武汉大学，吉林大学等校编，高等教下册，武汉大学，吉林大学等校编，高等教 育
2、出版社，育出版社，1994.1994. 成绩评定方式：成绩评定方式：期中测验期中测验: : 2525期末考试期末考试: : 6060平时考查平时考查: : 作业作业 1010; ; 综合表现综合表现 5 5绪绪 论论盘古开天辟地盘古开天辟地天地浑沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，天地浑沌如鸡子，盘古生其中。万八千岁，天地开辟， 阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神於天，圣阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神於天，圣 於地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈。如此万八於地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈。如此万八 千岁，天数极高，地数极深，盘古极长。後乃有三皇。千
3、岁，天数极高，地数极深，盘古极长。後乃有三皇。数起於一，立於三，戒於五，盛於七，处於九，故天数起於一，立於三，戒於五，盛於七，处於九，故天 去地九万里。去地九万里。艺文类聚艺文类聚卷一引卷一引三五历纪三五历纪神创世界说神创世界说起初，神创造天地。地是空虚混沌，渊面黑暗；神的灵运行起初，神创造天地。地是空虚混沌，渊面黑暗；神的灵运行 在水面上。在水面上。神说：神说：“ “要有光要有光” ”，于是就有了光。，于是就有了光。神看光是好的，就把光暗分开。神看光是好的，就把光暗分开。神称光为昼，称暗为夜。有晚上，有早晨，这是头一日。神称光为昼，称暗为夜。有晚上，有早晨，这是头一日。神说：神说：“ “诸水
4、之间要有空气，将水分为上下。诸水之间要有空气，将水分为上下。” ”神就造出空气神就造出空气 ，将空气以下的水、空气以上的水分开了。神称空气为天。是第二，将空气以下的水、空气以上的水分开了。神称空气为天。是第二 日。日。第三天，植物：青草、蔬菜、树木。第三天，植物：青草、蔬菜、树木。第四天，日月星辰。第四天，日月星辰。第五天，鱼、鸟。第五天，鱼、鸟。第六天，牲畜、昆虫、野兽。亚当、夏娃。第六天，牲畜、昆虫、野兽。亚当、夏娃。第七天，安息日。第七天，安息日。圣经圣经- -创世纪创世纪大爆炸学说大爆炸学说宇宙的诞生宇宙的诞生恒星的诞生恒星的诞生年代元素数目发现的元素史前 3C, S, Au, 天然单
5、质态存在公元前3000 5Ag, Cu, Pb, Sn, Hg, 稳定矿石公元前10001Fe, 需要高温还原公元前5001Zn, 大约90%纯度至16503As, Sb, Bi(与Pb混合)1650-17001P, 1669年1700-503Co, Ni, 天然Pt1750-757H, N, O, Cl(气体); Ni , Mn, Bi(纯净)1775-805Cr, Mo, W, Te, Ti(1910年得以纯化)1800-2518Li, Na, K, Mg, Sr, Ba; Ce, Ir, Os, Pd, Rh, Zr ; B, Cd, I, Se1825-509Br, Si, Be, A
6、l, V, La, Ru, Th, U1850-755Rb, Cs, Ga, Tl, Nb1875-1900约115种稀有气体；F, Ge; Po Ra, Ac(放射性); 镧系元素1900-25约10Rn, Ta, In, Hf, Re, Pa; 镧系元素1925-50112镧系; Tc, Pm, Fr,At; Np, Pu, Am,Cm, Bk(人造超铀元素)1950-75 10最后2种纯化的稀土; 8种人造元素1975-1989 约4人造元素* 注意: 发现元素的重复出现, 后者表明为纯化物.元素的发展元素的发展元素在地壳中的丰度元素在地壳中的丰度地球大气圈重约5.1 10101818
7、KgKg。随着大气层。随着大气层 高度的变化，大气层的高度的变化，大气层的 温度、压强、密度等均温度、压强、密度等均 发生变化。发生变化。大气圈中的主要气体大气圈中的主要气体第一章第一章 卤素卤素12.1 卤素的通性12.2 卤素的单质及卤化氢12.3 卤素的化合物12.4 含氧酸的氧化还原性元素符号 F Cl Br I 价层电子结构 ns2np5 主要氧化数 -1，0 -1,0,+1,+3,+5,+7 原子半径/pm 71 99 114 133 X-离子半径/pm 136 181 195 216 电负性 (Pauling) 3.98 3.16 2.98 2.66 第一电离能/kJmol-1
8、1861.0 1251.1 1139.9 1008.4 第一电子亲合能/kJmol-1-338.8 -354.8 -330.5 -301.7 X-离子水合能/kJmol-1 -506.3 -368.2 -334.7 -292.9 解离能/kJmol157.7 238.1 189.1 148.9 溶解度/g/100mgH2O分解水0.7323.580.029 (X2/X-)/V2.87 1.36 1.08 0.535 12.1 卤素的通性(1) (1) 主要氧化数主要氧化数: F : F 无正氧化数无正氧化数 (2) (2) 第一电子亲合能第一电子亲合能: F Br I: F Br I(3) (
9、3) 解离能：解离能：F-F Cl Cl2 2 Br Br2 2 I I2 2X X2 2 X X- -(aq)(aq)的玻恩的玻恩- -哈伯循环：哈伯循环： X X2 2(g) (g) - X (g) X (g) -X X- -(g) (g) - X X- -(aq) (aq) 离解能电子亲和势水合能水合能 r rH Hmm = = 离解能离解能 + + 电子亲和势电子亲和势 + + 水合能水合能2.2.卤素与水的作用卤素与水的作用2.2.卤素与水的作用卤素与水的作用 O2/H2OO2/H2O = O2 /H2OO2 /H2O +OO2 2+4H+4H+ +4e+4e- -= 2H = 2H
10、2 2OO H2O/H2H2O/H2 = H2O/H2H2O/H2 +2H2H2 2O +2eO +2e- -=H=H2 2+2OH+2OH- -OO2 2区：区： A/BA/B在此区，在此区，A A把把H H2 2OOOO2 2-pH-pH图图 H H2 2OO区：区： A/BA/B在此区，在此区，A A、B B、H H2 2OO稳定共存稳定共存H H2 2区：区： A/BA/B在此区，在此区，B B把把H H2 2OHOH2 2热力学热力学 X X2 2+H+H2 2O=2HXO=2HX(aq)(aq)+1/2 O+1/2 O2(g)2(g)其中，其中，X X2 2= F= F2 2、Cl
11、Cl2 2和和 pH 4.0 pH 4.0 的的BrBr2 2I2 / I- 在H2O中稳定（pH7.0）pH=7.0时，O2/H2O = 0.817V，I2/I- = 0.535V.F F2 2激烈反应激烈反应 无氟水无氟水动力学动力学 ClCl2 2光照下缓慢反应光照下缓慢反应BrBr2 2反应慢反应慢3.3.卤素的歧化反应：卤素的歧化反应：( (与与pHpH值有关值有关) )F F2 2+NaOH +NaOH = NaF+OF NaF+OF2 2+H+H2 2O O ClCl2 2+2NaOH +2NaOH = NaCl+NaClO+H NaCl+NaClO+H2 2OOBrBr2 2+
12、NaOH+NaOH50 50 o oC CNaBr+NaBrO NaBr+NaBrO3 3+H+H2 2OO0 oC NaBr+NaBrO+HNaBr+NaBrO+H2 2OO3I3I2 2+6NaOH5NaI+NaIO+6NaOH5NaI+NaIO3 3+3H+3H2 2OO8080o oC C3Cl3Cl2 2+6NaOH +6NaOH = 5NaCl +NaClO 5NaCl +NaClO3 3+ 3H+ 3H2 2OO（三）单质的制备电解质：氟氢化钾 KHF2 + 氟化氢（HF）阳极（无定型炭）2F = F2 +2e 阴极（电解槽）2HF2 + 2e = H2+ 4F 化学方法化学方法
13、2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2 = 2K2MnF6+8H2O+3O2 SbCl5+5HF = SbF6+5HCl K2MnF6+2SbF5 423K 2KSbF5+MnF4 电解法电解法MnF3+1/2F2 1. F1. F2 2的制备的制备小资 料氟的发现是一篇悲壮的历史氟是卤族中的第一个元素，但发现得最晚。从1771年瑞典化学家 舍勒制得氢氟酸到1886年法国化学家莫瓦桑分离出单质氟经历了100多 年时间。 在此期间，戴维、盖吕萨克、诺克斯兄弟等很多人为制取单质氟而中毒，鲁耶特、尼克雷因中毒太深而献出了自己的生命。莫瓦桑总结了前人的经验教训，他认为，氟活泼到无法电解的程 度，电
14、解出的氟只要一碰到一种物质就能与其化合。如果采用低温电 解的方法，可能是解决问题的一个途径。经过多次实验，1886年6月26 日,莫瓦桑终于在低温下用电解氟氢化钾与无水氟化氢混合物的方法制 得了游离态的氟。2. 2. 氯的制备氯的制备工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：阴极：铁网阴极：铁网2H2H2 2O + 2eO + 2e = H H2 2+2OH+2OH 阳极：石墨阳极：石墨2Cl2Cl = ClCl2 2 + 2e+ 2e 电解反应：电解反应：2NaCl+2H2NaCl+2H2 2OOH H2 2+Cl+Cl2 2+2NaOH+2NaOH
15、通电通电实验室制备氯的方法：实验室制备氯的方法：MnOMnO2 2+4HCl +4HCl =MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O 2KMnO2KMnO4 4+16HCl +16HCl = 2MnCl 2MnCl2 2+2KCl+5Cl+2KCl+5Cl2 2+8H+8H2 2O O 3.3.溴的制备溴的制备ClCl2 2+2Br +2Br = Br Br2 2+2Cl+2Cl 3Br3Br2 2+3NaCO+3NaCO3 3= 5NaBr+HBrO5NaBr+HBrO3 3+3CO+3CO2 2 5Br 5Br + BrO + BrO3 3 + 6H + 6H+ += 3Br3Br2 2+3H+3H2 2O O 4.4.碘的制备碘的制备I I
