第16章 氧族元素-刘又年主编教材配套课件

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第十六章 氧族元素16.1 16.2 氧族元素概述 氧及其化合物

16.316.4

硫及其化合物硒及其化合物

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本章学习要求1.掌握氧族元素的通性； 2. 熟悉氧、臭氧、过氧化氢； 3.熟悉硫的同素异形体、硫化氢、硫化物， 硫的含氧化合物及其性质。

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16.1 氧族元素概述

16.1性质

氧族元素概述O 8 S 16 Se 34 Te 52 Po 84放射金属

原子序数

元素分类 存在 价电子构型 主要氧化数 EA1 (kJ/mol)I1 (kJ/mol) 电负性 无机化学

非金属 单质或矿物 2s22p4-2

准金属 4s24p4-2,+2,+4,+6

共生于金属硫化物中 5s25p4-2,+2,+4,+6

3s23p4-2,+2,+4,+6

6s26p4-----

-1411314 3.5

-200.41000 2.5

-195941 2.4

-190.2869 2.1

-173.7812 2.0

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16.2 氧及其化合物

16.2

氧及其化合物

(一)氧(O2)O2: (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)2(π2p)2(π*2p)1(π*2p)1

O2中有一个σ 键和两个三电子π 键，键级为2。在π 轨道中有不成对的单电子，所以O2分子是 所有双原子气体中唯一的具有偶数电子同时又显示 顺磁性的物质。 在形成化合物时，氧原子是形成化合物的基础。无机化学

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16.2 氧及其化合物1. 与电负性低的元素化合时形成O2- 氧的电负性仅次于F,可以从电负性低的元素的原子夺取 电子，形成O2-离子。从电子亲和能看，氧的EA1=-141kJ/mol, EA2=784kJ/mol,表明气态氧原子结合一个电子形成O-后再 接受一个电子需要较高能量，但由于离子型氧化物都有很高 的晶格能，足以补偿EA2所需，故离子型氧化物是常见的。 2. 形成共价单键 氧同电负性相近的元素(高氧化态金属和非金属元素)共用 电子对形成两个共价单键-O-,如H2O,Cl2O等，在这类化 合物中氧呈-2氧化态，但在与F化合时，则显正氧化态： OF2 +2,O2F2 +1。这些情况下，氧原子常取不等性sp3杂化。 无机化学

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16.2 氧及其化合物3. 形成共价双键 氧原子半径小，电负性高，有很强的生成复键的倾向，如甲 醛(HCHO)中氧原子通过双键与其它元素的原子相连，氧原子 和相连原子均采取sp2杂化。 4. 形成共价叁键 氧原子还可同其它原子以叁键结合，如NO、CO分子中，在 这种结合中，氧原子取sp杂化。 5. 作为配位原子提供孤对电子形成配键 形成共价单键(sp3)化合态的氧原子─O─,还有两对孤电子对； 形成共价双键(sp2) 的氧原子，也有两对孤电子对， 故它们可 以作为配位原子向有空轨道的金属离子提供电子对形成配合物， 如水合物(如Fe(H2O)62+),醚合物，醇合物等。 无机化学

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16.2 氧及其化合物

6. 形成πd-p 配键 氧原子可以把2p轨道上两个自旋平行的单电子以 相反自旋归并，空出一个2p轨道接受外来配位电子 而成键，如含氧酸根(SO42-)中的πd-p 配键，首先

是 中心硫原子以电子对向氧原子的空2p 轨道配位形成 σ配键。然后氧原子以自己的孤电子对(2p电子),向 中心原子的价层空d 轨道配位形成反馈πd-p配键，这 种反馈键在PO43-、ClO4-、MnO4-等含氧酸根中 都存在。 另外，由于氧原子半径小，电负性大，许多含氧 化合物能通过氧原子与其它化合物中H原子形成分 子间氢键，如H2O、醇、胺、羧酸、无机酸等。无机化学

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16.2 氧及其化合物氧分子作为结构基础的成键情况 ⑴ 形成过氧化物 O2可以结合两个电子，形成O22-离子或共价的过氧链-O- O-,得到离子型或共价型过氧化物。 ⑵ 形成超氧化物 O2可以结合一个电子，形成O2-离子化合物——超氧化物。 ⑶形成O2+的化合物 O2分子还可以失去一个电子(O2的I1=1175.7kJ mol-1),生成 二氧基阳离子O2+的化合物。 ⑷ 作为配体 O2分子中每个氧原子有一孤对电子，因而O2分子可以成为电 子对给予体向金属原子配位。 无机化学

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16.2 氧及其化合物

(二) 臭氧( O3 )1. 臭氧的作用

O2

hυ

2O

O2 +O→O3

有鱼腥味的淡蓝色气体

在离地面20—40km的高空，尤其是在20— 25km之间，存在较多的臭氧，形成了薄薄的臭氧 层。其作用在于吸收太阳光的紫外辐射，为保护 地面上一切生物免受太阳强烈辐射提供了一个防 御屏障─臭氧保护层。λ<242nm

3O2 + hν 无机化学

λ(220~330nm)

2O3

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16.2 氧及其化合物NO + O3 → NO2 + O2NO2 + O → NO + O2 CF2Cl2hv

CF2Cl + Cl

Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 净反应：O3 + O === 2O2

净反应：O3 + O === 2O2

2. 臭氧的分子结构

π34无机化学

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16.2 氧及其化合物

3. 臭氧的性质和用途O3的氧化性比O2强，是最强的氧化剂之一，能氧 化许多不活泼单质如Hg、Ag、S等。 2Ag+2O3═Ag2O2+2O2 可从碘化钾溶液中使碘析出，此反应可用于检验混 合气体中是否含有O3: O3+2I-+2H+→I2+O2↑+H2O 利用O3的强氧化性和不易导致二次污染的优点，常 用来净化空气和废水，还可用于漂白棉、麻、纸张和 皮毛脱臭。空气中微量的臭氧不仅能杀菌，还能刺激 中枢神经、加速血液循环。但每立方地表空气中臭氧 含量超过1mg时就有损人体健康和植物生长。无机化学

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16.2 氧及其化合物

(三)过氧化氢( H2O2)结构 …… 此处隐藏：1321字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……