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第15章氧族元素位置及价电子构型:ns2np4、P区、ⅥAOSSeTePo从典型非金属向金属的过渡。氧化数:-2、0。S、Se、Te:+2、+4、+6。O与F化合时:+2。15-1-3氧族元素的电势图(见书486)氧的元素电势图:a、H2O2无论酸性或碱性都会歧化;b、O2酸性条件下是强氧化剂,碱性条件下是弱氧化剂;c、O3无论酸性或碱性条件都是强氧化剂。15-2-1、氧气单质一、基本性质、制备和应用:O2分子结构:[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2pY)2(π2pZ)2(π*2pY)1(π*2pZ)1]1、氧形成化合物的价键特征(1)、以氧原子为结构基础的成键情况A、形成离子键成为O2-离子,Na2O,MgOB、形成共价键,氧化数为-2时:a、两个共价单键:—O—此时O原子多取sp3杂化。H2Ob、在a的基础上再形成一个配键:↑—O—c、提供2个电子形成共价双键:O=此时O原子多取sp2杂化,如H2C=O(甲醛)。d、在c的基础上再形成一个配键:¨→O=此时O原子多取sp杂化,如CO分子。e、接受一对电子形成配位键:→Of、在e的基础上提供一对p电子形成反馈键:←¨→O如在含氧酸中存在的反馈d-pπ键。(2)、以O2分子为结构基础的成键情况A、结合一个电子形成O2-超氧离子。B、O2分子结合两个电子:a、形成O22-过氧离子。b、共价的过氧链:—O—O—C、失去一个电子形成二氧基阳离子:O2+D、提供一对p电子形成配位键:←O2如[HmFe←O2]。Hm是卟啉衍生物。(3)、以O3分子为结构基础的成键情况A、结合一个电子形成O3-臭氧离子。B、共价的臭氧链:—O—O—O—二、单线态氧及其性质A、基态氧:[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2pY)2(π2pZ)2(π*2pY)1(π*2pZ)1]其中π*2p的两个电子自旋平行:↑↑。基态氧在强度适当的磁场影响下,在原子吸收或发射光谱中有(2s+1)条谱线。s为自旋量子数的合量:1/2+1/2=1,即基态氧有三条谱线。基态氧的自旋多重性为3,称基态氧是三重态,符号3∑g-,又称为三线态氧3O2。B、激发态氧:a、第一激发态:↑↓。此时:s=1/2+(-1/2)=0得:2s+1=1第一激发态的自旋多重性为1。第一激发态氧为单重态,符号:1△g(1O2)。称第一激发态氧为单线态氧。-1。b、第二激发态:↑↓第二激发态的自旋多重性为1,第二激发态氧也是单重态,符号:1∑g+(1O2)。称第二激发态氧为单线态氧。.mol-1。在水溶液中,第一激发态的寿命(10-6-10-5s)比第二激发态的寿命(10-9s)长得多。单线态氧常指第一激发态氧。产生单线态氧的方法:光敏化法、微波放电法和化学方法。(见书488页)单线态氧在有机体的代谢以及多种生理和病理生理过程中起作用。15-2-2、氧化物(自学)定义:氧以单个氧原子形成的二元化合物。分类:离子型氧化物(碱性、两性)、过渡型氧化物(酸性、碱性、两性)、共价型氧化物(酸性、两性、中性)。性质:氧化物最重要的性质是酸碱性。A、酸碱性递变规律:1、同一主族元素从上至下最高氧化态的氧化物酸性减弱,碱性增强。2、同一周期从左至右最高氧化态的氧化物碱性减弱,酸性增强。3、同一元素的氧化物从低氧化态氧化物到高氧化态氧化物碱性减弱,酸性增强。4、极少数非金属氧化物显中性。如CO等。B、氧化物酸碱性强弱的度量:用反应的△rGθ来衡量。即:酸性氧化物+碱→产物△rGθ碱性氧化物+酸→产物△rGθ在空气中被氧化:2NaSO3+O2→2Na2SO4氧化物最重要的性质是酸碱性。S2O32-+2H+→SO2↑+S↓+H2O硒是人体必需的微量元素,当硒的浓度为0.b反应在硫酸存在下进行,历程为:△rGθ负值的绝对值越大,酸性氧化物酸性越强;c、提供2个电子形成共价双键:O=SO32-是具有较强还原能力的还原剂,氧化能力很弱。处于中间价态:具有氧化性、还原性(为主)。15-2-1、氧气单质稳定性下降H2SO3>H2SeO3>H2TeO3H2S2O8+H2O→H2SO5(过一硫酸)+H2SO4A、溶解性:•臭氧层、臭氧空洞、环保。臭氧层:在地球表面20-40km的高空存在臭氧层,在臭氧层中存在O2与O3间的转化平衡:O+O,O+O2λ<242nm↗↘3O2⇋2O3↖↙220-320nmO+O2臭氧层吸收大部分的太阳紫外线,使得人类免于紫外线的伤害。臭氧空洞:观测发现,在地球的两个极(南、北)发现了面积达几百平方公里、甚至上千公里的臭氧空洞。地球第三极:青藏高原发现了