无机化学_15氧族

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1、化学与环境工程系 第十五章 氧族元素族族 A族族 0族族 2He氧氧 8O 氟氟 9F 10Ne硫硫 16S 氯氯17Cl 18Ar硒硒 34Se 溴溴 35Br 36Kr碲碲 52Te 碘碘 53I 54Xe钋钋 84Po 砹砹85At 86Rn第十五章 氧族元素 Oxygen Family Elements化学与环境工程系 第十五章 氧族元素氮族元素概述氧族元素金属性逐渐增强，非金属性减弱化学与环境工程系 第十五章 氧族元素价电子层结构价电子层结构电负性：电负性：氧仅次于氟熔点、沸点、随半径的增大而增大；第一电离势和电负性则变小。与氟相似，氧的第一电子亲合势，离解能反常变小，表现出它的强氧

2、化性化学与环境工程系 第十五章 氧族元素1-2 1-2 氧族元素的电势图氧族元素的电势图酸性溶液中，H2O2、O2、O3均为强氧化剂由此你应该能判断出谁会发生歧化反应!体系溶液中，H2O2、O2、O3氧化剂都很弱！酸性条件下过氧化氢很不稳定，容易分解化学与环境工程系 第十五章 氧族元素低价硫化物不论在酸性还是在碱性溶液中都是强还原剂酸介质中，过硫酸盐是强氧化剂化学与环境工程系 第十五章 氧族元素第二节第二节 氧和臭氧氧和臭氧( (Oxygen and OzoneOxygen and Ozone) )氧的成氧的成键特征键特征、以氧分子O2成键的化合物、以臭氧分子O3成键的化合物（称臭氧化合物）、

3、氧原子O在化合物中的成键特征O2: (1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(*2py)1(*2pz)1 氧气分子是唯一呈顺磁性的气态双原子分子，说明其氧气分子是唯一呈顺磁性的气态双原子分子，说明其分子中有成单电子。这可用分子轨道理论解释。分子中有成单电子。这可用分子轨道理论解释。尽管有三个键，但由于有反键电子，仍很活泼，主要表现氧化性化学与环境工程系 第十五章 氧族元素O2的分子轨道式电子排布原则能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则分子轨道电子排布式分子轨道电子排布式:O2KK( 2s)2( 2s*)2( 2p)

4、2( 2p) 4( 2p*)2氧气分子中共有三个键:一个 键键,两个三两个三电子电子 键键.O2中有成单电子,是顺磁性物质. O2的两个三电子键中有反键电子,能量较高，所以O2较活泼.化学与环境工程系 第十五章 氧族元素形成两个单键 -O-，如H2O形成一个双键 O=O，如O2、氧原子在化合物中的成键特征、氧原子在化合物中的成键特征夺取两个电子形成O2-2s22px22py12pz1化学与环境工程系 第十五章 氧族元素(1) 离子键-与活泼金属元素结合形成O2-的离子化合物。 如：Na2O，CaO(3)配位键 1.作为电子对受体形成配位键：两个成单电子归并空出一个2P轨道，接受外来配位电子对而

5、形成O。如SO42-的结构：(2)共价键-形成2 价共价化合物：共价单键(-O-) 如：H2O, Cl2O。2.作为电子对供体形成配位键：氧原子上有孤电子对，可形成d-p反馈键，如：ClO4-中的Cl O键。化学与环境工程系 第十五章 氧族元素、以臭氧分子成键的化合物（称臭氧化合物） 如:离子化合物KO3、以氧分子成键的化合物 (1)O2 分子得到一个电子形成超氧离子(O2-) 如：KO2(2) O2 分子得到两个电子形成过氧离子(O22-) 如H-O-O-H 。臭氧化物、过氧化物和超氧化物都是强氧化剂 4OH-O2H2O2+4e-=1.2293VO2+4H+4e-O2H2=0.401V在酸性

6、和中性环境下氧气是很好的氧化剂化学与环境工程系 第十五章 氧族元素臭氧（ O3 ）有鱼腥味的淡蓝色气体。34结构 其中含有一个大键，是几中心多少电子键？离域键由三个或三个以上原子形成的键称为离域键生成离域键的条件：1.这些原子都在同一平面上;2.每一原子有一互相平行的p轨道;3.p电子的数目小于p轨道的数目的两倍。化学与环境工程系 第十五章 氧族元素 H2SO3; HNO3 HNO2找规律化学与环境工程系 第十五章 氧族元素4-2 4-2 硫化物和多硫化物硫化物和多硫化物离子型硫化物共价型硫化物碱金属硫化物溶于水溶解度小，具有特征颜色S2-具有强还原性CuS,Ag2S HgS PbSNa2S

7、K2SAl2S3 +H2O=Al(OH)3+H2S(剧烈水解,在溶液中不能稳定存在,因此不能用湿法制备)S2-+Cu2+=CuS (黑色) S2-+Cd2+=CdS(黄色) Na2S+H2O=NaHS+NaOH(强碱) 2CaS+2H2O=Ca(OH)3+Ca(HS)2 离子型化学与环境工程系 第十五章 氧族元素硫化锌 ZnS白色 1.210-23易溶硫化锰 MnS肉红色 1.410-25易溶硫化镉 CdS黄色 3.610-20不溶硫化亚铁 FeS黑色 3.710-19易溶硫化铅 PbS黑色 3.410-28不溶硫化亚锑 Sb2S3桔红色 2.910-59不溶硫化亚锡 SnS褐色 1.210-

8、25不溶硫化汞 HgS黑色 4.010-53不溶硫化银 Ag2S黑色 1.610-49不溶硫化铜 CuS黑色 8.510-45不溶 表15-1 难溶硫化物的颜色和溶度积 名 称 化学式 颜色 溶度积 稀酸中的溶解利用硫化物的溶解性差别可以进行物质的分离，利用硫化物的颜色不同可以进行物质的鉴别。(离子极化导致溶解度小)这类硫化物大多数都有特征的颜色，溶解度小.HgS的Ksp最小，它只能溶于王水，由于形成配合物HgS还可以溶于Na2S。3HgS+ 8H+2NO3+12Cl = 3HgCl42 +3S+2NO+4H2O HgS + Na2S = Na2HgS2化学与环境工程系 第十五章 氧族元素三、

9、多硫化物三、多硫化物 Na2S+(x-1)SNa2Sx 无色 红色 Sx + 2H+ = H2S + (x-1)S ( 多硫化物不稳定,遇酸很容易分解产生单质硫)可溶性硫化物空气中久置后颜色加深至橙红色2S2-+O2+4H+S2H2O(酸性溶液中被空气氧化)Na2S2 + SnS SnS2 + Na2S 棕色 橙红Na2S2=Ma2S+S 不稳定性不稳定性 还原性还原性 弱氧化性弱氧化性 与S2-不同，Sx2-具有一定的氧化性多硫化物还可以发生歧化反应黄黄橙橙红红化学与环境工程系 第十五章 氧族元素Na2S+（x1）S = Na2Sx(Sx)2随着硫链的变长颜色： S2X2性质：遇酸不稳定：遇

10、酸不稳定：弱氧化性：弱氧化性：还原性：还原性：黄黄橙橙红红 1)S(xS(g)HSH 2HS2x22x+ 2322SnSSSnS +243226SOOFe8OFeS3+化学与环境工程系 第十五章 氧族元素一、二氧化硫一、二氧化硫 亚硫酸和亚硫酸盐亚硫酸和亚硫酸盐 硫的含氧化合物硫的含氧化合物 SO2与与SO3S或H2S燃烧二氧化硫亚硫酸亚硫酸盐水吸收酸化碱吸收微酸化碱化分解SO2 +H2O=H2SO3 SO2+2OH- =SO32-+H2O 化学与环境工程系 第十五章 氧族元素 燃烧S+O2=SO2 燃烧 2H2S+3O2=2SO2+2H2ONa2SO3+2H2SO4(浓)=2NaHSO4+