第十三章氧族元素 本章摘要 1. 氧 氧气和氧化物臭氧过氧化氢氧元素的成 .docVIP

第十三章 氧族元素 本章摘要 1. 氧　氧气和氧化物　臭氧　过氧化氢　氧元素的成键特征 2. 硫和硫化物　单质硫　硫化氢和氢硫酸　硫化物 3. 硫的含氧化合物 S（IV）的含氧化合物　S（VI）的含氧化合物　硫的其它价态含氧化合物 4. 硒和碲　单质　氢化物　氧化物与含氧 §0. 概述 氧族元素位于第VIA族，有氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、钋（Po）五种元素 价电子构型：ns2np4 ，可形成X2- 氧 O： 存在形式 O2 （大气圈）、H2O （水圈）、SiO2 及硅酸盐，其它含氧化合物 （岩石圈）。 丰度 48.6 %， 居第 1 位。 硫 S： 天然单质硫矿；硫化物矿。方铅矿 PbS， 闪锌矿 ZnS；硫酸盐矿：石膏 CaSO4·2H2O， 芒硝 Na2SO4·10H2O，重晶石 BaSO4 ， 天青石 SrSO4， 占0.048% 居第16位 硒 Se：硒铅矿 PbSe， 硒铜矿 CuSe 碲 Te：碲铅矿 PbTe 为 10–6 ～ 10–7% 钋 Po：放射性元素，本章不做介绍。 §1. 氧 氧气和氧化物 1 氧气的制备 加热含氧化合物制氧气 　　　　2BaO2 →（加热）　2BaO + O2 　　　　2NaNO3 →（加热） 2NaNO2 + O2 最常见的是催化分解 KClO3，工业上制取 O2 的方法是分馏液化空气。 b.p. N2 77 K , O2 90 K 2 氧气的性质 O2 为非极性分子，常温下，无色无味无臭气体，在 H2O 中溶解度很小。　 　　mp.为90 K ，液体淡蓝色，bp.为54 K ，呈淡蓝色固体。 * 和大多数单质直接化合成氧化物 　　2 Mg + O2 —— 2 MgO 　　　S + O2 —— SO2 * 和大多数非金属氢化物反应 　　2 H2S + O2 —— 2 S + 2 H2O 　　2 H2S + 3O2 —— 2 SO2 + 2 H2O 　　4 NH3 + 3 O2 —— 2 N2 + 6 H2O 　　4 NH3 + 5 O2 —— 4 NO + 6 H2O * 和低价氧化物反应生成高价氧化物 2 CO + O2 —— 2 CO2 * 和硫化物反应 　　2 Sb2S3 + 9 O2 —— 2 Sb2O3 + 6 SO2 3 氧化物的酸碱性 * 酸性氧化物 　包括绝大多数非金属氧化物，某些高价金属氧化物，如 Mn2O7 ，CrO3 等 * 碱性氧化物 　多数金属氧化物属于碱性氧化物 。 * 两性氧化物 　少数金属氧化物 Al2O3 , ZnO , BeO , Ga2O3, CuO , Cr2O3 等，个别非金属氧化物 As2O3 , I2O, TeO2 等 * 不显酸性和碱性的氧化物 　　CO, NO, N2O 属于不显酸性和碱性的氧化物 。 4 氧化物酸碱性的规律* 同周期元素的最高价氧化物从左到右酸性增强 　　Na2O 　MgO 　Al2O3 　SiO2 　P2O5 　SO3 　Cl2O7 　　 B 　　 B 　　 AB 　　A 　　A 　　 A 　　A * 同主族同价态氧化物从上到下碱性增强 　　N2O3 　P2O3 　As2O3 　Sb2O3 　Bi2O3 　　 A 　　 A　　　AB　　 AB　　　B * 同一元素多种价态的氧化物氧化数高的酸性强 　　MnO 　MnO2 　MnO3 　Mn2O7 　　 B 　　 AB 　　A 　　 A 二 臭氧 1 臭氧的分子结构 　臭氧的分子式为 O3 ，中心O价层电子对数： 3对，三角形构型，杂化方式：sp2 中心O的 2Pz 轨道和两个配体O的 2Pz 轨道均垂直于分子平面， 互相重叠，形成 。 　　　O3 中的化学键介于单双键之间。 　　* 平面大Π键的形成条件：　　a) 几个原子共平面（共分子平面）　　b) 均有垂直于分子平面的轨道 ，互相平行　　c) 轨道中电子总数小于轨道数的 2 倍。以保证键级大于零。 2 臭氧的产生、性质和存在　 在高温和放电的条件下，可引发反应O2 O3 。 O3 淡蓝色，有鱼腥气味，由于分子有极性，在水中的溶解度 比 O2 大些。 　　氧化性很强 　　　　大气层中，离地表 20 km ～ 40 km 有臭氧层 , 可以吸收紫外线， O3O2 + O , 对地面生物有重要的保护作用。还原性气体 SO2 、H2S对臭氧层有破坏作用。制冷剂氟利昂（一种氟氯代烃）放出的 Cl 是 O3 分解的催化剂，对破坏臭氧层有长期的作用。此项研究已获得 1995 年度 Nobel 化学奖。 三 过氧化氢 H2O2 的分子构型 　 中心 O 采用sp3 不等性杂化 。单电子轨道与H的1s、O的2p 成 σ