13氧族元素（课件）- 《无机化学》同步教学（高等教育出版社）

2024/1/14 1 §13-1 氧族元素的通性 §13-2 氧、臭氧 §13-3 水 *§13-4 过氧化氢 *§13-5 硫和它的化合物 §13-6 无机酸强度的变化规律 第十三章 氧族元素 2024/1/14 2 元素符号 O S Se Te 价电子层结构 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4 主要氧化数 -2,-1,0 -2, 0, +2, +4, +6 原子、离子半径 逐渐增大 第一电离能 逐渐减小 第一电子亲合能 ( KJ · mol-1 ) 141 ？ 200 195 190 电负性 3.44 2.58 2.55 2.1 单键离解能 142 ？ 268 172 126 （非）金属性 非金属 准金属 §13-1 氧族元素的通性 2024/1/14 3 一、氧在自然界中的分布 二、氧的制备和空气液化 三、氧的结构、性质和用途 四、臭氧 五、氧的成键特征 六、氧化物 §13-2 氧、臭氧 2024/1/14 4 一、氧在自然界的分布 同位素 ─ O16 ， O17 ， O18 （99.76%）（0.04%）（0.2%） H2O18 ─ 重氧水（分馏水富集O18） 同素异形体─ O2 ，O3 高空约25km高度有一臭氧层，0.2ppm，其作用滤掉约99%的太阳辐射。 2024/1/14 5 1.空气液化 （97%） 物理方法液化空气，然后分馏制氧。 2.电解水（3%） 3.氧化物或含氧酸盐的热分解 HgO→Hg+O2 ; BaO2→BaO+O2 NaNO3→NaNO2+O2 ; KCLO3→KCL+O2 二 氧的制备和空气液化 2024/1/14 6 三、氧的结构、性质和用途 1.氧的结构 VB法： 1个σ键,2个3电子π键,顺磁性(液、固) 2.氧的性质和用途 加压O2: O4(抗磁性物质） 水中含 O2·H2O，O2·2H2O 水生动植物生存基础. MO法： O2：O=O,抗磁性 2024/1/14 7 四、臭氧 大π键的形成条件 大π键的形成条件 在三个或三个以上用σ键联结起来的原子之间，如能满足下列条件，则可形成大π键 ① 这些原子都在同一平面上； ② 每一原子有一相互平行的P轨道； ③ P轨道数目的两倍大于P电子数。由n个原子形成含有m个电子的大π键用符号Πnm表示。 2024/1/14 8 1.结构 Sp2杂化 Π34 平面三角形，键角117° 抗 磁 性 唯 一 的 极 性 单 质 臭氧分子的Π34分子轨道示意图 2024/1/14 9 2.性质和用途 ①物理性质：特殊腥臭味（雷雨天可闻到），液态臭氧显较深的兰色（液氧淡兰色），O3沸点(161K)>O2沸点(90K) （？). ②化学性质： A 不稳定，易分解 常温分解慢，加热200℃以上分解快。 2024/1/14 10 B 氧化性 ψAθ(O3/O2)=2.07V ψBθ(O3/O2)=1.24V * O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O （用于测混合气中的O3量） PbS+2O3=PbSO4+O2 CH3CH=CHCH3+O3→2CH3CHO CH3CH2CH=CH2+O3→CH3CH2CHO+HCHO 确定双键位置 治理电镀业的含氰废水 2024/1/14 11 3、制备 实验室：紫外光(＜185nm)照射氧； 氧静电放电 ③用途 消毒、杀菌剂。 2024/1/14 12 电子供体 成 键 情 况 实 例 O 原 子 O2- 离子型 Na2O ; CaO H2O ; H3O+ R2C=O CO ; NO R3N→O H3PO4 五 氧在化合物中的成键特征 2024/1/14 13 电子 供体 成 键 情 况 实 例 O2分子 O2- 离子 KO2 超氧化钾 O22- 离子 K2O2 过氧化钾 -O-O- 过氧链(共价) H-O-O-H ; K2S2O8 O2+ 离子 O2+[PtF6]- O2→ HmFe←O2 O3分子 O3- 离子 KO3 臭氧化钾 -O-O-O- 臭氧链（共价) O3F2 2024/1/14 14 ⑴ 单质+O2 S+O2→SO3 ；P4+O2→P4O6（P4O10） ⑵ 氢氧化物或含氧酸盐热分解 Cu(OH)2=CuO+H2O ; CaCO3=CaO+CO2↑ ⑶ 高价氧化物热分解或氢还原→低价氧化物 PbO2→PbO ⑷ 单质+硝酸 Sn+HNO3→SnO2+NO↑+H2O 六 氧化