第13章 氧族元素（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

第十三章 氧族元素 1、掌握O2、O3、H2O2的结构性质和用途； 2、掌握离域π键的概念及形成条件； 3、掌握硫各种主要氧化态的氧化物、含氧酸及其盐的结构，性质、制备和用途以及它们之间的相互转化关系。 本章要求 Chapter 13 The Oxygen Family Elements Oxygen (O) Sulfur (S) Selenium (Se) Tellurium (Te) Polonium (Po) 2024/1/14 1 基本性质 O S Se Te 价层电子构型 ns2np4 主要氧化数 -2 -2 +4 +6 第一电离能/kJ·mol-1 由大到 小变化 电负性 (Pauling) 3.44 2.58 2.55 2．1 EA1/kJ·mol-1 141.0 200.4 195.0 190.1 EA2 /kJ·mol- -780.7 -590.4 -420.5 单键解离能/kJ·mol-1 142 268 172 126 氧族元素基本性质 价层电子构型为ns2np4，其原子获两个电子可达到稳定电子层结构，即有较强的非金属性。 常见的氧化数为-2 硫、硒、碲还可利用外层d轨道形 成氧化数为+2、+4、+6的化合物。 §13-1 氧族元素的通性 2024/1/14 2 ⅥA 氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) (Po) 以单质存在。为分布最广的成矿元素，很多金属在地壳中以氧化物、含氧酸盐和硫化物的形式存在。 为稀散元素。在自然界无单质存在，常存在于重金属硫化物矿中。 放射性 元素 2024/1/14 3 ⅥA 氧(O) 硫(S) 硒(Se) 碲(Te) (Po) 为生命元素。富氧空气或 纯氧用于医疗和高空飞行， 大量的纯氧用于炼钢。液 氧常用作制冷剂和火箭发 动机的助燃剂 为黑火药(KClO3、S、C) 主角。有斜方硫、单斜硫 、弹性硫等同素异形体。 少量硒对人体新陈代谢起 调节作用，过量则有毒。 有光电性质，用于电影、 传真和制造光电管。 可制造合金。在 所有金属中电阻 最高，用于制造 电阻器材。 半衰期为138.7 天。 是居里夫人于1898 年发现的。 2024/1/14 4 氧与大多数金属元素 形成二元离子型化合物， 与非金属、金属性较弱的元素形成共价化合物， 硫、硒、碲与大多数金属元素形成共价型化合物。 2024/1/14 5 H2R H2O H2S H2Se H2Te 化学活性： 小 大 稳 定 性： 大 小 酸 性： 弱 强 熔 沸 点： 最高 小 大 单质Se 单质Te 2024/1/14 6 工业上：主要通过液化空气，然后分馏制氧，纯度高达99.5% 的液态氧。 液化原理：绝热膨胀降低温度，通过多次压缩、膨胀，使空气达到临界温度133k以下而液化。通过分馏获得纯氧。 实验室：2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑ 2NaNO3 → 2NaNO2 + O2 ↑ 2HgO → 2Hg + O2 ↑ 2-1 氧在自然界中的分布 O2、O3 互为同素异形体。自然界丰度最高的元素，占 48%，中大气中占23%(质量)，水中占89%，矿物中占15%。 2-2 氧的制备和空气液化 97%的氧从空气中提取，3%的氧由电解水。 §13-2 氧和臭氧 2024/1/14 7 O2分子磁矩 2-3 氧的结构、性质和用途 1．氧的分子结构 VB：O 2S2 2Px1 2Py1 2Pz2 | | O 2S2 2Px1 2Py1 2Pz2 即O=O 应为“逆磁”。 2024/1/14 8 2. 氧的性质和用途 氧易溶于有机溶剂，在有机溶剂中测定时应注意。 化学性质：氧化性（主要），由氧族元素元素电势图、 △G Ø /F-Z图讨论可知。 O2 + 4H+ + e- = 2H2O， øA =1.229V； O2 + 2H2O = 4OH- ， øB= 0.401V 物理性质： 氧是无色、无臭气体。在室温加压下，有抗磁性 物质O4生成，光学实验证明在溶有氧气的水中存在氧的水 合物O2·H2O和O2·2H2O。 2024/1/14 9 2024/1/14 10 (1) 氧化性 ø （O2/H2O）= +1.23V,