?21? p???

1
Chapter 21 p-Block Elements
2
1.??Al?Sn?Pb??????????,?????
2.????????????????????????
3?????????????
3
????

• 21.1 p?????
• 21.2 ? ???
• 21.3 ???
• 21.4 ???
• 21.5 ?(??)
• 21.6 p???6s2??????

4
IIIA
p????? ????????
5
21.1 p?????

• p?????Al?Ga?In?Tl?Ge?Sn?Pb?Sb?Bi?Po????,??Po??????
  ?
• p???????????????????,?????????,????????????????,p?
  ??????????,?????Al?Ga?In?Ge?Sn?Pb?????????????????
  ?,????????????????????????,Tl?Pb?Bi??????.
• p????????????ns2np1-4 ,??????????ns?np???????,????
  ??????,????????????????,????????2?
• p??????????????????????,???????????????????,???p??
  ????????,????,????,???????????

6
P??????????
?? ?? ?? ?? ?? ?? Al Ga In Tl Ge Sn Pb
????/pm ????/pm ????/pm 125 125 150 155 122 140 154
????/pm ????/pm M4 53 71 84
????/pm ????/pm M3 51 62 81 95
????/pm ????/pm M 81 147
????? ????? KJ/mol 577.4 578.8 588.1 589.1 762.2 708.4 715.4
????? ????? KJ/mol 1816.1 1979 1820 1970 1537.4 1411.3 1449.9
????? ????? KJ/mol 2744.8 2963 2704 2875 3301.9 2942 3081
??? ??? ??? 1.61 1.81 1.78 2.04 2.01 1.96 2.33
?????? M33e-?M M33e-?M -1.076 -0.56 -0.338 0.72
?????? Me-?M Me-?M -0.336
?????? M22e-?M M22e-?M -0.15 -0.136 -0.126
7

• ??????

?? ???? ???
Al He3s23p1 3
Ga He4s24p1 1,3
In He5s25p1 1,3
Tl He6s26p1 1,3
Ge He4s24p2 2,4
Sn He5s25p2 2,4
Pb He6s26p2 2,4
8
??????Al2O3?NA3AlF6(2-8)? 10CaF2?????1233-1253K,
??? 4.5-7.0V?
21.2 ? ???
21.2.1 ??????
1??????????
?????, ??????
9
??Al2O3 ??????????
?CO2
10
(No Transcript)
11
3???????
(1) ?????????????(??)
(2)?????? ?????

• ?????? ???????????????
• (Al3 3HCO3-Al(OH)3?3CO2?),??KAl(SO4)2.12H2O???
  ???.
  

12
21.2.2 ??????????
?????,????????????????,??????????????.
??,?? 2 ???? 3 ???????????????,?????????
(diagonal rule).
????????????????????????????????????? ? 2 ???
Li?Be?B 3???????? 3 ??? Mg?Al?Si
3?????????????????.
??
?????????????????????. ???????????????????????,???
?????????????????,???????????,?????????????????.
????????????????.
??
13
? ?????????????
? ?????????,???????? ??????????
? ????????????????
? ????????,?????????
? ???????,????????
? Li?Mg2???????
14
? ????????,????????? ???????
? ????,????????
? ????????????
? ????????
? ?????
? ???????????
15
? ????????????
? ????????
? ????????
? H3BO3 ? H2SiO3 ????????
? ??BB?SiSi????,????? ??????,????
? ??????
? ??????,? HBF4 ? H2SiF6
16
21.2.3 ???

• ????????????????????,????????
• ??????,?????,????????????80????????????????,?????
  ???,??????,????????????????????????????,?????????
• ???P????????,?????IIIAVA??????????,????GaAs?
• ?????????????,????????,??25?????289K???,?????????
  ???
• ?????????,?????,??????????????,???????????????
  
• In-Pb?In-Sn??????,??????????

17

• ????????????
• ?Tl-Ag???????,?????????????,????????
• Tl-Hg??(?8.7?)???????????20K,?????????????
• ??????????????,?????????
• Tl???????????????Ag??????TlOH????????,???CO2TlX
  ?AgX(X???)?????TlCl?AgCl???????TlBr?TlI????????,T
  l2S???????
• Tl????????,?????????,??????????,????????????,?????
  ??????

18
21. 3 ???
21. 3. 1 ???????????

• ??????,??????,?????????????????????
• ????????SnO2??????
• ????????????,??????????(PbS)?

• ?????? ?? ???? ?
• ?????? ???? ?? ????
• ??????? ?? ?? ?? ????

19
21. 3. 2 ????????

• 1????????????????

• ??????????
• ?????,?(??11.35g/cm3)??????
• ??????????
• ???????????IV?II?
• 4???????????GegtSngtPb
• 2???????????GeltSnltltPb
• Ge?Sn??????????,?Ge?Pb,??????????Pb(II)???????

20

• 2???????????

• ???????????,Pb???????????????????????????21-5
  ?????????????
• ??????????,????????,?????????????????,???????????
  ?????????????????????????????
• ?????????
• PbX2PbX2
• ??? SnX2SnX4(??SnX2)
• GeX2GeX4
• PbSPbS
• ???? SnSSnS2(??SnS)
• GeSGeS2

21

• ?????
• Sn2HCl(?) SnCl2H2?
• ?HCl Pb2HCl PbCl2?H2? (??????)
• Pb4HCl(?) H2PbCl4 H2?
• Ge4H2SO4(?) Ge(SO4)2
  2SO2? 4H2O
• (????GeO2 H2O)
• ?H2SO4 Sn4H2SO4(?) Sn(SO4)2 2SO2?4H2O
• PbH2SO4(?) PbSO4 ?
  H2(??????)
• Pb3H2SO4(?) Pb(HSO4)2
  SO2?2H2O
• Ge4HNO3(?) GeO2
  H2O?4NO2?2H2O
• Sn4HNO3(?)
  H2SnO3?4NO2?H2O
• ?HNO3 4Sn(??)10HNO3(??)
  4Sn(NO3)2?NH4NO33H2O
• 3Pb8HNO3(?)
  3Pb(NO3)22NO?4H2O
• ?Pb(NO3)2??????,??Pb????????
• ?,??????????

22
(2)Sn??????????Sn(II) ???
(1)Ge?????????

• ????????
• Ge4H2SO4(?) Ge(SO4)22SO2?4H2O
• (????GeO2 H2O)
• Ge4HNO3(?) GeO2 H2O?4NO2?2H2O

Sn2HCl(?)SnCl2H2? 4Sn(??)10HNO3(??)
4Sn(NO3)2?NH4NO33H2O Sn4H2SO4(?)Sn(SO4)22S
O2?4H2O Sn4HNO3(?) H2SnO3?4NO2?H2O
Pb2HClPbCl2?H2?(??????)
Pb4HCl(?)H2PbCl4H2? PbH2SO4(?)
PbSO4 ?H2(??????) Pb3H2SO4(?)Pb(HSO4)2
SO2?2H2O 3Pb8HNO3(?)3Pb(NO3)22NO?4H2O
?????HNO3,??Pb???HNO3?????
(3)Ge?Sn?????????Ge(IV)?Sn(IV)???
(4)Pb??????Pb(II)????
23
21. 3. 3 ?????????

• 1?????????

• ??????MO2?MO??????MO2????????????????MO?????,?????
  ?MO??????????,??????????????????????????????

MO2 ????? MO ?????
GeO2 ??? SnO2 ?????PbO2 ?????? ???? ???? ????? GeO ?? SnO ?????? PbO ????? ???? ???? ???????
? ????
?????
24

• (1)?????????????????????SnO2,?????????
• SnO22NaOH(??)Na2SnO3H2O
• SnO22Na2CO34SNa2SnS3Na2SO42CO2
• SnO2???????,??????????,????n?????
• ????????H2?CO?CH4?????????????,???????????,?????
  ?,SnO2?????????????????,????????????????????SnO2??
  ???????????????

25

• (2)??????????PbO(???)?PbO2??,??????????Pb3O4(??
  ???,2PbOPbO2)?
• ???? ????????????????????????,????????PbO?????
  ?????Pb(II)?,?????????????

26
???????,??,??????
PbO2NaOHNa2PbO3H2O PbO24HClPbCl4(???PbCl
2?Cl2)H2O PbO24HClPbCl2Cl2?H2O 2Mn(NO3)25
PbO26HNO32HMnO45Pb(NO3)22H2O PbO2H2SO4(??)
PbSO4O2?H2O ??????PbO2---Pb3O4O2----PbOO2 ???
?? Pb3O4(?????)??????Pb2IIPbIVO4

• Pb3O4 HNO3 PbO2 Pb(NO3)2H2O
• ??????(????????????)

27
????????Pb3O4????
? Pb3O4 ?? HNO3 ?? Pb3O4 4 HNO3 2
Pb(NO3)2 PbO2 2 H2O
? ???,????????? Pb2,?????? PbO
? ?????,??????? Mn2 ?? 2 Mn2 PbO2
4 H3O 2 MnO4- 5 Pb2 6 H2O
?????? PbO2
? ?? Pb3O4 ???? 2 PbO PbO2
28
2????
?21-7 ??????????
???? ???? ???? ???? ???? ????
Ge Sn Pb Ge Sn Pb
F ???? - 236K?? ???? - 978K?? ???? ???? ??gt623K ?? ???? - - ????1128K 1563K
Cl ???? 223.7K 357K ???? 240K 387.3K ?????? 258K 378K???? ?????? ???Ge?GeCI4 ???? 519K 925K ???? 774K 1223K
Br ????? 299.3K 459.7K ???? 304K 475K - ???? 395K ?? ?????488.7K 893K ???? 646K 1189K
I ???? 417K 713K?? ?????417.7K 637.7K - ???? ??? ?513K?? ???? 593K 990K ?????675K 1227K
??????,??????,??????,???????
29

• Ge?Sn?Pb???MX4?MX2?????(C?Si??MX4?????)
• Ge?Sn?Pb???????
• Ge?Sn?Pb???????HX?X-??????????
• ???????MX4?GeCl4?SnCl4???????????????,???????????
  ??SnCl4????????????????????????

30

• ????

???? SnCl2 ???????????
2HgCl2 SnCl2 Hg2Cl2 SnCl4
(????) Hg2Cl2 SnCl2 2Hg
SnCl4 ?? (????)
???? Hg2 ? Sn2
?????? Sn(OH)42- ?? Bi(OH)3 ????????
2 Bi(OH)3 3 Sn(OH)42- 2 Bi 3
Sn(OH)62- ??????????Bi3????.
??????? Pb(?) ??????????. ?????????
Pb(NO3)2 ? Pb(Ac)2,???? Pb(?) ?????. ????????????
PbCl2 2HCl H2PbCl4
PbI2 2I- PbI42-
31

• 3????????
• ??????Sn4?Sn2
• 4?????????????
• ??????????????????
• ?????????????????????

32
21.4. ???

• ????????VA???????
• ??????????III?V????III??????,V?????????,V????
  ????????????

33
21.4.1 ??????

• ??????????????,?????
• ????????????????????????,?????????????????????????
  ???

• ???????????,???????????????(Sb2S3)????(Bi2S3)????
• ????????????

34

• ????????????????,??????????????,????????
• ???????????????,?????????

2Sb6H2SO4(???)Sb2(SO4)3SO2?6H2O
2Bi6H2SO4(???)Bi2(SO4)3SO2?6H2O

• ??????????????????????????????,???????????????????
  ???.???????,??????????????

35
21.4.2 ???????

• 1????
• ??????????MH3,?????????????,????? SbH3???????,
  BiH3?228K???
• ??????????
• 2?????????
• ???
• ??????????????,?III????Sb4O6 ?
  Sb2O3?V????Sb4O10 ?Bi2O5?
• Sb2O3 ????,???????,?????????,????????????????

36
??????????????
??? As4O6 Sb4O6 Bi2O3
??? ???? ???? ???? ???? ???
??? (g/100g?) 2.04 (298K) 0.002 (288K) ???

??/K 588 (??) 548 (??) 929 109.3
??/K 738 1698
??? kJmol-1 914.62 696.64 576.97
???????? ? ? ????As3 ??,???
???? ????? ?(SbO)2SO4 ?????? ??,? (BiO)2SO4?
Bi(NO3)3
? ? ?? ?? ?? ?? ?? ??
37

• ???????

???????????????
? ? ? ? ? ? ? ?
III??? V??? Sb4O6 ? Sb(HO)3 (?????,?????) Sb4O10? HSb(OH)6 (?????,????) Sb2O3 ? Bi(HO)3 (???,????)
??????? ????,?????????????,????????V??????????V?????? ????,?????????????,????????V??????????V??????
????III??????????,V??????????????Bi(v)??Mn2???M
nO4-?
38

• 3????
• ??????????????,??????????SbF5?SbCl5?BiF5???

As
Sb
Bi
39
????? MX3 ????????
X F Cl Br I
????? ??/K ????? ??/K ????? ??/K ????? ??
/K
AsX3 ???? 267 ???? 256.8 ???? 304 ???? 413
SbX3 ???? 565 ???? 346 ???? 370 ???? 444
BiX3 ????? 998?1003 ???? 506.5 ???? 492 ?
? 681
???????
40

• ???????????????????,??????????????????????
• MCl32H2O M(OH)2Cl2HCl
• MOCl
• ??????????????????????????????

41

• 4.???

????M3???????????MO33-?MO43-????H2S?????????????
??? Sb2S3 Sb2S5 Bi2S3
?? ??? ??? ???
??? ?? ?? ??
??HCl? ? ? Sb(V)??Sb(?) ?
?NaOH? ? ? ??
?Na2S?(NH4)2S? ? ?? ??
? ???? Bi2S5 ??? Bi(V) ???????? ? ?? M(?)? S 2-
??????,????????? ? ??????????????????????? ?
3Na2S M2S3 2Na3MS3 (MAs, Sb), Bi2S3??? ?
3Na2S M2S5 2Na3MS4 MAs, Sb)
42
21.6. P???6S2??????(???????)
??????????????????,??????????????
(1) ????????????????????
Tl, Pb ? Bi ?????????????,????????? (?
PbO2, NaBiO3 ),???????? (? Bi2S5, PbS2, PbBr4,
PbI4 ). Ga, Ge, As ?????????,?Ga(?), Ge(?),
As(?)????????? (? AsO33-).
43
(2) ????????????? ? p
???????3??????????. ????? ?? ????,???????
?????
Ga (?) Ge (?) As (?) Se (?)
? ? ? ? ?
In (?) Sn (?) Sb (?) Te (?)
Tl (?) Pb (?) Bi (?) Po (?)
? ? ? ? ?
Ga (?) Ge (?) As (?) Se (? )
In (?) Sn (?) Sb (?) Te (?)
Tl (?) Pb (?) Bi (?) Po (? )
?????
44
N (?) ? Bi (?) ????????????????????? 5
???????. ????????????????????.
p ????????????, ?????????,
???????????????. ????????, ???????????????? 3
???. ????????????, ???????????.
45

• ? ?
• 6?7?10?14