氧族元素无机化学.pptx
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会计学氧族元素(ⅥA):氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)钋(Po)氧族元素的电势图:S2O82-SO42-S2O62-H2SO3H2SO3S2O62-S2O32-SS2-O3O2+OH-氧族元素的氢化物:13-2-1氧的单质在溶液中,氧在酸性溶液或碱性溶液中都显示出一定的氧化性,其的标准电极电势如下:O2+4H++4e-2H2OEAθ=1.229VO2+2H2O+4e-4OH-EBθ=0.401V由标准电极电势可见,氧在酸性溶液中的氧化性比在碱性溶液中的氧化性强得多。2、氧气的制备★氧的化学性质(自学)1、臭氧的产生太阳的紫外线辐射导致O2生成O3O22OO+O2O3O3吸收波长稍长的紫外线,又能重新分解,从而完成O3的循环。O3O2+O雷雨的时候,空气中的氧受电火花的作用也会产生少量臭氧。2、臭氧的分子结构★分子轨道理论3、臭氧的性质(2)臭氧的强氧化性臭氧有很强的氧化性,其相关的电极电势如下:O3+2H++2e-O2+H2OEAθ=2.076VO2+4H++4e-2H2OEAθ=1.23VO3+H2O+2e-O2+2OH-EBθ=1.24VO2+2H2O+4e-4OH-EBθ=0.401V无论在酸性或碱性溶液中,臭氧都是比氧强得多的氧化剂。a、臭氧能氧化一些只具弱还原性的单质或化合物,并且有时可把某些元素氧化到高价状态。如2Ag+2O3=Ag2O2+2O2PbS+4O3=PbSO4+4O2O3+XeO3+2H2O=H4XeO6+O2(3)臭氧与大气污染再如,氟利昂(一类含氟的有机化合物,如CCl2F2、CCl3F等)破坏O3的反应:C1+O3ClO+O2ClO+OC1+O2O3+O2O2为了保护臭氧层免遭破坏,世界各国于1987年签定了蒙特利尔条约,即禁止使用氟利昂和其他卤代烃的国际公约。三、氧的成键特征就氧形成的共价键而言,有下列5种情况:①不等性sp3杂化,-O-,如在Cl2O和OF2中;②共价双键:O=,如在H2CO和光气COCl2中;③sp3杂化,三个共价单键,-O-,如在H3O+中;④sp杂化,:O≡,如在CO中;⑤氧原子可以提供一条空2p轨道,接受外来配位电子对而成键,如在有机胺的氧化物R3N→O中。2含氧酸或含氧酸根中的d-pπ配键H2SO4、H2Cr2O7、H3PO4、H2S2O8、HClO4等含氧酸或含氧酸根的中心原子R与配位O原子之间除了形成σ配键外,还有可能形成d-pπ反馈键——氧原子给出其p孤对电子、中心原子给出空d轨道成键。例如,在H2SO4中,其S原子与其非羟基O原子之间就是以σ配键和d-pπ配键成键的:SO记作SO3以氧分子为基础的化学键4以臭氧分子为结构基础的成键情况由O3-离子构成的离子型臭氧化物,如KO3和NH4O3;由共价的臭氧链-O-O-O-构成共价型臭氧化物,如O3F2。四、氧化物(自学p577)2氧化物的制备(3)高价氧化物的加热分解或被氢气还原,例如PbO2PbO3PbO4PbOV2O5────V2O3────VO3氧化物的性质(1)氧化物与水的作用①仅溶于水,如RuO4和OsO4等;②生成可溶性氢氧化物,如Na2O,BaO,B2O2,CO2,P2O5和SO3等;③生成难溶性氢氧化物,如BeO,MgO,Sc2O3和Sb2O3等;④难溶于水,如Fe2O3和MnO2等。(2)氧化物的酸碱性①酸性氧化物:与水作用生成含氧酸或与碱共熔生成盐,如CO2、SO3、P4O10、SiO2等。②碱性氧化物:与水作用生成可溶性碱,或与酸作用生成盐,如Li2O、K2O、MgO、SrO、Ag2O、MnO等。③两性氧化物:与酸或碱反应生成相应的盐和水,如BeO、Al2O3、SnO2、Cr2O3、ZnO等。Al2O3+6H+2Al3++3H2OAl2O3+2OH-2AlO2-+H2O④中性氧化物:既不与酸也不与碱反应,如CO、N2O和NO。13-3水(自学p580)2水分子的缔合现象13-4过氧化氢(H2O2)1、H2O2的制备:工业上:异丙醇的氧化法(在90~140℃,1.5~2.0MPa):CH3CH(OH)CH3+O2CH3COCH3+H2O2电化学氧化法:电解-水解法。2HSO4-H2(阴极)+S2O82–(阳极)(NH4)2S2O8+2H2O2NH4HSO4+H2O22、过氧化氢的性质淡蓝色的粘稠液体极性溶剂(极性大于水)缔合作用沸点(423K)远比水高与H2O以任何比例互溶。(1)弱酸性(二元弱酸)H2O2H++HO2-K1θ=2.4×10-12HO2-H++O22-K2θ=1.0×10-24H2O2+Ba(OH)2BaO2+2H2OH2O2的酸性比HCN