同素异形体
定义
同一种元素组成的性质不同的单质叫做同素异形体
注意事项
由于构成物质的原子或分子的排列不同或原子的成键排列方式不同使得同一种元素产生多种单质各种同素异形体都是不同的物质具有不同的物理性质但化学性质不一定不同
两者关系
单质和化合物的共同点
单质和化合物都属于纯净物判断物质是单质还是化合物首先看物质是不是纯净物只有属于纯净物才有可能属于单质或化合物不能认为由同种元素组成的物质一定就是单质也不能认为由不同种元素组成的物质一定是化合物例如白磷和红磷虽然都由磷元素组成但它们不属于一种物质混合后属于混合物不属于纯净物又如空气由多种元素组成包括氧元素氢元素碳元素氮元素稀有气体元素等它属于混合物不属于纯净物更不是化合物
单质和化合物的区别
从概念上看单质是由一种元素组成的纯净物而化合物是由两种或两种以上的元素组成的纯净物从微观范围看单质由同种原子构成化合物由不同种原子构成从性质上看单质不能发生分解反应化合物可以发生分解反应
单质和化合物的联系
单质和化合物虽然组成元素的种数不同但它们可以相互转化单质可以和单质反应生成化合物也可以和化合物反应生成另一种化合物如镁条在空气中燃烧生成氧化镁其中镁氧气属于单质氧化镁属于化合物一氧化碳燃烧生成二氧化碳其中一氧化碳和二氧化碳属于化合物氧气属于单质化合物也可以通过分解反应生成单质如过氧化氢分解放出氧气同时生成水过氧化氢属于化合物氧气属于单质
制取方法
物理分离法
物理分离法适用于分离提纯那些以单质状态存在与其杂质在某些物理性质如密度沸点等上有显著差异的元素例如淘洗黄金是利用金密度大的性质将金提取出来又如氧气氮气则是根据液氧液氮沸点的不同将将液态空气分馏而制得
热分解法
热稳定性差的某些金属化合物直接加热即可分解为金属单质
还原法
使用还原剂制取单质的方法称为还原法一般根据生产规模实验要求环境保护安全因素原料来源及价格等选用合适的还原剂
电解法
活泼金属和非金属单质的制备可采用电解法例如电解饱和NaCl水溶液制取氢气和氯气电解金属熔融盐制备LiNaMgAl等金属
氧化法
使用氧化剂制取单质的方法称为氧化法例如用空气氧化法从黄铁矿中提取硫冷却硫蒸气可得到粉末状的硫也可以从天然气中制取硫
释义
单质必须是由一种元素组成的纯净物混合物不可能是单质元素在单质中存在时称为元素的游离态
前二十号元素单质(20张)一般来说单质的性质与其元素的性质密切相关比如很多金属的性质都很明显那么它们的单质还原性就很强不同种类元素的单质其性质差异在结构上反映得最为突出
与单质相对由两种或两种以上元素组成的纯净物叫做化合物自然界中的物质大多数为化合物
一种元素组成的纯净物叫做单质
由一种元素的原子组成的以游离形式较稳定存在的物质例如氧气O?氯气Cl?硫黄S铁Fe等单质和元素是两个不同的概念元素是具有相同核电荷数(质子数)的原子的统称一种元素可能有几种单质例如氧元素有氧O?臭氧O3四聚氧O4意大利的一位科学家合成的一种新型的氧分子三种单质尽管这些物质的任一种都是单质因为他们是同种元素组成的纯净物但是氧与臭氧俩在一起却不是纯净物他们是同种元素组成的混合物
例:
金属铝Al铁Fe钙Ca钾K汞Hg
非金属氧O硫S硅Si磷P碘I氢H氮N
稀有气体氦He氖Ne氩Ar)氪(Kr)氙(Xe)氡(Rn)
参照意义
在热力学中以每种元素最稳定的单质的标准生成焓和标准生成自由能为0以此推算其他物质的热力学量由于组成物质的元素只有一种一般单质的标准熵比化合物低
单质的氧化数视作0
结构差异
金属
固态金属以金属键结合成金属晶体为了保证晶体的稳定原子采取密堆积形式由于晶体内部有游离电子所以金属都导电而且比较容易失去电子
非金属和稀有气体
非金属单质一般以共价键结合成分子常温下很多非金属单质都以双原子分子形式存在如氢气氧气等一些元素还可形成多原子的分子如臭氧O3足球烯C60等
能形成原子晶体的单质在常温下都是固态而且较硬如钻石等
稀有气体的价电子层是满的所以它们不需要结合成分子以使自己更稳定因此它们在常温常压下都是单原子分子的气体
上述物质中都没有可自由移动的电子因此它们都是电的不良导体例外的是石墨它具有特殊的层状结构质地松软且可以导电
内容
正确表达
首先单质(element)一定是纯净物纯净物是由一种物质构成的比如铜铁等
其次单质分为单原子分子双原子分子多原子分子单质是由一种元素组成的铜和铁是单质但碳酸钙不是因为碳酸钙由CCaO三种元素构成所以它不是单质它是化合物化合物也是纯净物
再次同一种元素可以有不同种结合方式(即同素异形体)比如C它可以构成是石墨金刚石等如果把他们混在一起不能说是纯净物只能是同一种元素构成的混合物
所以说单质是同种元素构成的纯净物
错误表达
1.同种元素构成的是单质
2.纯净物是单质
3.只有一种元素的是纯净物
正确的
*单质的化合价永远为零
单质化合物纯净物混合物的区别和联系
要明确单质和化合物是从元素角度引出的两个概念即由同种元素组成的纯净物叫做单质由不同种元素组成的纯净物叫做化合物无论是在单质还是化合物中只要是具有相同核电荷数的一类原子都可以称为某元素
三者的主要区别是元素是组成物质的成分而单质和化合物是指元素的两种存在形式是具体的物质元素可以组成单质和化合物而单质不能组成化合物
金属单质
氧化性
F2 + H2 === 2HF
F2 + Xe(过量) === XeF2
2F2(过量) + Xe === XeF4
nF2 + 2M === 2MFn (表示大部分金属)
2F2 + 2H2O === 4HF + O2
2F2 + 2NaOH === 2NaF + OF2 + H2O
F2 + 2NaCl === 2NaF + Cl2
F2 + 2NaBr === 2NaF + Br2
F2 + 2NaI === 2NaF + I2
F2 + Cl2(等体积) === 2ClF
3F2 (过量) + Cl2 === 2ClF3
7F2(过量) + I2 === 2IF7
Cl2 + H2 === 2HCl
3Cl2 + 2P === 2PCl3
Cl2 + PCl3 === PCl5
Cl2 + 2Na === 2NaCl
3Cl2 + 2Fe === 2FeCl3
Cl2 + 2FeCl2 === 2FeCl3
Cl2 + Cu === CuCl2
2Cl2 + 2NaBr === 2NaCl + Br2
Cl2 + 2NaI === 2NaCl + I2
5Cl2 + I2 + 6H2O === 2HIO3 + 10HCl
Cl2 + Na2S === 2NaCl + S
Cl2 + H2S === 2HCl + S
Cl2 + SO2 + 2H2O === H2SO4 + 2HCl
Cl2 + H2O2 === 2HCl + O2
2O2 + 3Fe === Fe3O4
O2 + K === KO2
S + H2 === H2S
2S + C === CS2
S + Fe === FeS
S + 2Cu === Cu2S
3S + 2Al === Al2S3
S + Zn === ZnS
N2 + 3H2 === 2NH3
N2 + 3Mg === Mg3N2
N2 + 3Ca === Ca3N2
N2 + 3Ba === Ba3N2
N2 + 6Na === 2Na3N
N2 + 6K === 2K3N
N2 + 6Rb === 2Rb3N
P2 + 6H2 === 4PH3
P + 3Na === Na3P
2P + 3Zn === Zn3P2
还原性
S + O2 === SO2
S + 6HNO3(浓) === H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
3S + 4HNO3(稀) === 3SO2 + 4NO + 2H2O
N2 + O2 === 2NO
4P + 5O2 === P4O10(常写成P2O5)
2P + 3X2 === 2PX3 (X表示F2Cl2Br2)
PX3 + X2 === PX5
P4 + 20HNO3(浓) === 4H3PO4 + 20NO2 + 4H2O
C + 2F2 === CF4
C + 2Cl2 === CCl4
2C + O2(少量) === 2CO
C + O2(足量) === CO2
C + CO2 === 2CO
C + H2O === CO + H2(生成水煤气)
2C + SiO2 === Si + 2CO(制得粗硅)
Si(粗) + 2Cl2 === SiCl4
(SiCl4 + 2H2 === Si(纯) + 4HCl)
Si(粉) + O2 === SiO2
Si + C === SiC(金刚砂)
Si + 2NaOH + H2O === Na2SiO3 + 2H2