其他章节小结（s区与部分主族）

涵盖章节

• 第12章 碱金属和碱土金属（s区元素）
• 第13章 硼族元素
• 第14章 碳族元素
• 第18章 氢和稀有气体

12-11 本章小结

1. 金属活泼性（动力学反应活性）从 $Li$ 到 $Cs$ 和从 $Be$ 到 $Ba$ 依次增强。
2. 除 $Li$ 外，同族元素单质的还原能力从上到下依次增强。
3. 单质易与氧气反应，分别得到氧化物、过氧化物和超氧化物；金属活泼性越大，向氧气分子转移的电子数越少。
4. 易于水、液氨生成溶剂化电子，但水合电子稳定性低，存在时间极短。
5. 单质的制备常用电解法。
6. 氢氧化物除了 $Be(OH)_2$ 呈两性外，其余均为碱性；其酸碱性可用金属阳离子的离子势辅助判断；除锂盐外，碱金属的盐大多溶于水；碱土金属与负一价阴离子形成的盐一般易溶于水，与高价态阴离子生成的盐通常溶解度较小。
7. 碱金属含氧酸盐的热稳定性一般比碱土金属的更高。
8. 锂与镁之间有较大的相似性，而与同族其它元素间差别较大。

13-11 本章小结

本章分三节讲述了硼族元素单质和化合物的相关性质。

• 第 1 节：介绍了硼单质的晶体结构、化学性质和制备；在硼的氢化物中重点介绍乙硼烷、癸硼烷；在含氧化合物部分介绍了三氧化二硼、硼酸和硼砂；并补充了硼的三卤化物性质。
• 第 2 节：介绍了铝的提取与冶炼、单质铝的性质、氧化铝和氢氧化铝的化学性质；在三卤化物中重点讨论了氯化铝的分子结构、路易斯酸性及制备；并总结了铝与硼在对角线位置上的相似性。
• 第 3 节：简要介绍了镓、铟、铊三种元素的单质与化合物基本性质。

第13章思维导图

graph LR
    B["硼族元素"] --> B1["硼"]
    B["硼族元素"] --> B2["铝"]
    B["硼族元素"] --> B3["镓 铟 铊"]

    B1 --> B11["单质"]
    B1 --> B12["氢化物"]
    B1 --> B13["含氧化合物"]
    B1 --> B14["卤化物"]

    B11 --> B111["晶体结构与制备"]
    B12 --> B121["乙硼烷 癸硼烷"]
    B13 --> B131["B2O3 硼酸 硼砂"]
    B14 --> B141["三卤化物 BX3"]

    B2 --> B21["冶炼与提取"]
    B2 --> B22["Al2O3 与 Al(OH)3"]
    B2 --> B23["AlCl3 路易斯酸性"]
    B2 --> B24["与硼的对角线相似性"]

    B3 --> B31["单质性质"]
    B3 --> B32["化合物性质"]

14-8 本章小结

碳族元素包括碳、硅、锗、锡、铅 5 种元素。其中碳和硅为非金属元素，锗、锡和铅为金属元素。碳族元素基态原子的价层电子结构为 $ns^2np^2$，随着原子序数增加，$+2$ 价化合物稳定性逐渐提高，铅的 $+4$ 氧化态具有较强氧化性。

1. 碳单质及其化合物

1. 碳最重要的同素异形体有金刚石、石墨和碳原子簇。金刚石具三维结构，石墨具层状结构，碳原子簇具笼状结构。利用碳的还原性可将一些非金属氧化物和金属氧化物还原为单质。
2. 碳的氧化物主要是 $CO$ 和 $CO_2$。$CO$ 是具有还原性和配位能力的有毒气体，$CO_2$ 为 $H_2CO_3$ 的酸酐。
3. $H_2CO_3$ 为二元弱酸。碳酸的盐类有碳酸盐和碳酸氢盐；碳酸盐水溶液显强碱性，碳酸氢盐水溶液显弱碱性。

2. 硅单质及其化合物

1. 单质硅具有金刚石型结构，硬度和熔点较高，是重要的电子工业材料。硅在常温下不活泼，硅化学属于高温化学。
2. $SiO_2$ 属原子晶体，不溶于水，熔点高、硬度大。硅酸为二元弱酸，酸性比碳酸弱得多。硅酸盐有一维链状、二维片状和三维网络状结构。
3. 硅的氢化物种类少，热稳定性差、还原性强、易水解。
4. 常温下 $SiF_4$ 为无色气体，$SiCl_4$ 和 $SiBr_4$ 为无色液体，$SiI_4$ 为白色固体，均易水解；$SiF_4$ 与 $BF_3$ 性质相似。

3. 锗、锡、铅

1. 锗为灰白色金属，熔点、硬度较高。锡单质常见有白锡和灰锡，白锡延展性好。铅为暗灰色软金属，熔点低、密度大。
2. 锗、锡、铅都有两种氧化物，$MO$ 偏碱性，$MO_2$ 偏酸性。$PbO$ 黄色，黑色的 $PbO_2$ 有强氧化性。橙色的 $Pb_2O_3$ 和红色的 $Pb_3O_4$ 组成中都含有 $PbO_2$ 而具有强氧化性。
3. $Sn(OH)_2$ 和 $Pb(OH)_2$ 为两性物质，$Sn(OH)_2$ 和 $Sn^{2+}$ 有强还原性；$Sn(OH)_4$ 为两性偏酸。
4. $SnCl_2$ 和 $PbCl_2$ 为白色固体。$SnCl_2$ 易水解但易溶于酸中；卤化物 $PbX_2$ 微溶于水但在热水中溶解度较大。$SnCl_4$ 和 $PbCl_4$ 为无色液体，后者不稳定而易爆炸分解。
5. $SnS$ 灰色、$SnS_2$ 黄色、$PbS$ 黑色，均属难溶性硫化物。$SnS$ 不溶于 $Na_2S$ 溶液但溶于 $Na_2S_2$ 溶液，$SnS_2$ 溶于强碱和 $Na_2S$ 溶液。

第14章思维导图

graph LR
    Cg["碳族元素"] --> C1["碳"]
    Cg["碳族元素"] --> C2["硅"]
    Cg["碳族元素"] --> C3["锗 锡 铅"]

    C1 --> C11["同素异形体: 金刚石 石墨 碳原子簇"]
    C1 --> C12["氧化物: CO CO2"]
    C1 --> C13["碳酸与碳酸盐"]

    C2 --> C21["单质硅: 高熔点高硬度 半导体材料"]
    C2 --> C22["SiO2 与硅酸盐结构"]
    C2 --> C23["硅烷: 热稳定性差 易水解"]
    C2 --> C24["SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4"]

    C3 --> C31["单质: Ge Sn Pb"]
    C3 --> C32["氧化物: MO 与 MO2"]
    C3 --> C33["氢氧化物与卤化物"]
    C3 --> C34["硫化物: SnS SnS2 PbS"]

18-9 本章小结

本章分三节分别讲述了氢和稀有气体的相关性质，并在最后对主族元素的某些通性进行了总结。

• 第 1 节介绍了氢元素的性质：概括了氢形成化学键的三种主要方式（失电子、得电子、共用电子对），介绍了氢在化合物中的特殊化学键，并讲解了氢气的性质、制备和用途，以及离子型氢化物、分子型氢化物和金属型氢化物的性质。
• 第 2 节介绍了稀有气体：从发现出发，概述了稀有气体的性质和用途，重点讲了氙的氧化物、氟化物及相关反应，并讨论了其它稀有气体化合物。
• 第 3 节总结了周期表中 $s$ 区和 $p$ 区主族元素的单质与化合物通性，包括：
  1. 单质的晶体类型与单质和酸碱的反应；
  2. 非金属氢化物的存在形式、热稳定性与酸性；
  3. 含氧酸的酸碱性；
  4. 含氧酸盐的热稳定性、氧化还原性与溶解性。

并讨论了主族元素的次级周期性现象，如：

• 第二周期电子亲和能的反常；
• 第二周期与第三周期的对角线规则；
• 第四周期含氧酸酸性与氧化性的反常；
• 第六周期惰性电子对效应。