氧族元素分析学习教案.pptx
会计学 1氧族元素(yun s)分析第一页，共49页。15.1 氧族元素(yuns)通性氧O 硫S 硒Se 碲Te 钋Po原子序数8 16 34 52 84价电子结构ns2np4主要氧化数-2-2,+4,+6+4+6原子共价半径/pm 66 104 117 137 167离子半径/pmM-2132 184 191 211-M+630 42 56 67熔点/K 54.6 386 490 1663-沸点/K 90 718 958-第一电离势/(kJmol-1)1520 1006 941 869 818第一电子亲合势/(kJmol-1)-141-200.4-194.9-190.14-130单健离解能/(kJmol-1)142 256 172 126-电负性（鲍林）3.44 2.58 2.55 2.10 2.00第1页/共49页第二页，共49页。2.2 氧的制备(zhbi)工业(gngy)：液化空气实验室：由氧化物或含氧酸盐制备金属(jnsh)氧化物热分解：2HgO=2Hg+O2过氧化物热分解：2BaO2=2BaO+O2NaNO3热分解：2NaNO3=2NaNO2+O2MnO2为催化剂，加热分解 KClO3：2KClO 3 2KCl+3O 2MnO2473K15.215.2氧和臭氧氧和臭氧第2页/共49页第三页，共49页。2.3 氧的结构(jigu)、性质和用途1.氧分子结构(jigu)是所有双原子气体唯一的具有偶数电子(dinz)同时又显示顺磁性的物质第3页/共49页第四页，共49页。n n 出发点：电子属于整个分子，运动 出发点：电子属于整个分子，运动(yndng)(yndng)状态用波函数 状态用波函数 描述 描述-分子轨道。分子轨道。n n 由原子轨道线性组合而成，组成分子轨道的 由原子轨道线性组合而成，组成分子轨道的数目 数目=互相化合原子轨道的数目。互相化合原子轨道的数目。分子轨道(gudo)理论分子(fnz)轨道中成键轨道（,）能量比其原子轨道能量低反键轨道（*,*）能量比其原子轨道能量高第4页/共49页第五页，共49页。s-ss-s原子轨道的线性组合成分子原子轨道的线性组合成分子(fnz)(fnz)轨轨道道能量(nngling)升高成键轨道反键轨道(gudo)第5页/共49页第六页，共49页。s p第6页/共49页第七页，共49页。px px第7页/共49页第八页，共49页。py，z py，z第8页/共49页第九页，共49页。p d第9页/共49页第十页，共49页。d d第10页/共49页第十一页，共49页。同核双原子(yunz)分子轨道能级图（a）O2和F2（b）B2,C2和N2 第11页/共49页第十二页，共49页。H2 分子的轨道(gudo)近似能级图键级=(成键轨道电子(dinz)数 反键轨道电子(dinz)数)/2 H2的键级=1 He2的键级呢？第12页/共49页第十三页，共49页。O2 分子的轨道近似(jn s)能级图第13页/共49页第十四页，共49页。O2KK(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1(2py)2(2py*)1(2pz)2(2pz*)1一个(y)键三电子(dinz)键三电子(dinz)键O 2 分子磁矩:MO:2.3 氧的结构、性质和用途1.氧分子结构OOO 2的键级=2第14页/共49页第十五页，共49页。OO2 2+OO2 2 O O22-O O2 22-2-键级 键级键长 键长磁性 磁性(cxng)(cxng)未成对 未成对电子 电子(dinz(dinz)数 数22顺磁2.51顺磁1.51顺磁10抗磁 总键级（稳定结构(jigu)的电子总数价电子总数）2如：NO3每个NO 的键级=4/3第15页/共49页第十六页，共49页。异核双原子(yunz)分子CO第16页/共49页第十七页，共49页。2.O2性质(xngzh)和用途无色气体，液态(yti)和固态均为淡蓝色氧化(ynghu)性E0(O2/H2O)=+1.23V,E0(O2/OH-)=+0.40V，O2+SSO2(g)FeFe3O4,FeO,Fe2O3NH3H2O+N2或NOH2SS或SO2(g)HII2CH4CO2、CO或C第17页/共49页第十八页，共49页。2.4 臭氧(chuyng)1.分 子 结 构(fnzjiu)中心(zhngxn)O原子sp2杂化。偶极矩 0。反磁性。O 3 是一种淡蓝色的气体，可以冷凝为深蓝色液体(b.p.111.9)。与SO 2、NO 2-互为“等电子体”。第18页/共49页第十九页，共49页。油画(yuhu)处理:含氰废水处理：O3的定量分析(dnglingfnx)（碘量法）KI+O3(g)+H2O=(2)不稳定(wndng)2O 3=3O 2(1)强氧化性(比氧气强)2.O3化学性质PbS(S)+3O 3(g)=PbSO 4(s)+O 2(g)白黑CN-+O 3=OCN-+O 2 2OCN-+3O 3=CO 3 2-+CO 2+N 2+3O 2 I 2+2KOH+O 2(g)I 2+2S 2 O 3 2-=2I-+S 4 O 6 2-（连四硫酸根）第19页/共49页第二十页，共49页。离子型:与金属形成离子型化合物。共价型:，如H2O、Cl2O、OF2，如SO2，如在CO、NO配位键：O原子既可以提供一个空的 2p轨道，接受外来配位电子对而成键，也可以同时提供二对孤电子对反馈给原配位原子的空轨道而形成反馈键，如在 H3PO4中的反馈键称为(d-p)配键，PO键仍只具有(jyu)双键的性质。3.O 成键特征(tzhng)sp 3 杂化sp 2 杂化sp杂化第20页/共49页第二十一页，共49页。2.6 氧化物1.氧化物的制备(zhbi)方法（1）单质在空气中或纯氧中直接化合（或燃烧）2M+O2=2MO 在有限氧气条件下，则得低价氧化物;P4+3O2=P4O6（2）氢氧化物(qnynhuw)或含氧酸盐的热分解:Cu(OH)2=CuO+H2O（3）高价氧化物的热分解或通氢还原，可以得到低价氧化物:4CuO=2Cu2O+O2（4）单质被硝酸氧化：3Sn+4HNO3=3SnO2+4NO+2H2O第21页/共49页第二十二页，共49页。2.氧化物的酸碱性（1）酸性氧化物，如CO2、P2O5（2）碱性氧化物，如K2O、MgO（3）两性(lingxng)氧化物，如Al2O3、ZnO（4）中性氧化物，如CO（5）复杂氧化物，如Fe3O4、Pb3O4同一元素形成几种氧化态的氧化物，酸性随氧化数升高而增强。PbO碱性PbO2两性(lingxng)As4O6两性(lingxng)As2O5酸性第22页/共49页第二十三页，共49页。15.4 过氧化氢(uynhuqn)4.1 过氧化氢(uynhuqn)的分子结构O原子(yunz)采取不等性 sp3杂化H 2 O 2 的分子结构纯过氧化氢是近乎无色的粘稠液体，分子间有氢键，分子缔合程度比水大，所以它的沸点(150)远比水高。第23页/共49页第二十四页，共49页。4.2 过氧化氢(uynhuqn)的性质1.不稳定性2H 2 O 2(l)=2H 2 O(1)+O 2(g)2.弱酸性酸性(sunxn)比水稍强:H2O2=H+HO2-K0a1=2.310-12与H3PO4的第三级解离相近。3.氧化(ynghu)还原性H 2 O 2+2I-+2H+=PbS+4H 2 O 2=2KMnO 4+5H 2 O 2+3H 2 SO 4=Cl 2+2H 2 O 2=I 2+2H 2 OPbSO 4+4H 2 O2HCl+O 22MnSO 4+2K 2 SO 4+8H 2 O+5O 2 第24页/共49页第二十五页，共49页。4.过氧化氢(uynhuqn)的鉴定蓝色氧化物CrO(O2)2在乙醚中较稳定(wndng)，在乙醚层中形成的蓝色化合物的化学式是：CrO(O2)2(C2H5)2O)Cr 2 O 7 2-+4H 2 O 2+2H+2CrO(O 2)2+5H 2 O第25页/共49页第二十六页，共49页。4.3 过氧化氢(uynhuqn)的制备实验室：工业(gngy)上:电解法BaO 2+H 2 SO 4 BaSO 4+H 2 O 2(NH 4)2 S 2 O 8+2H 2 O2NH 4 HSO 4+H 2 O 2 2NH 4 HSO 4(NH 4)2 S 2 O 8+H 2(阳极)(阴极)电解蒽醌法：H 2+O 2 H 2 O 22-乙基蒽醌Pd第26页/共49页第二十七页，共49页。15.5 硫和它的化合物第27页/共49页第二十八页，共49页。5.1 单质(dnzh)硫菱形硫(斜方硫，-S)、单斜硫(-S)、弹性硫、晶状硫，一定(ydng)条件下可互变。（1）硫的同素异形体-S、-S分子(fnz)均为S8，“皇冠”状。（2）分子结构第28页/共49页第二十九页，共49页。5.2 硫的成键特征(tzhng)（1）离子键：如:Na 2 S,CaS等。（2）共价键(3)形成(xngchng)长硫链-S-的习性第29页/共49页第三十页，共49页。5.3 硫化氢和硫化物1.硫化氢无色有毒的气体，有臭鸡蛋气味(qwi)溶解性：1:2.6，浓度约为0.1mol.dm-3。分子结构(fnzjiu)：与水类似弱酸(rusun):还原性 H 2 S+I 2=H 2 S+4Br 2+4H 2 O=2H 2 S+O 2=2HI+SH 2 SO 4+8HBr2H 2 O+2S第30页/共49页第三十一页，共49页。溶 于 稀 盐 酸(0.3molL-1HCl)难 溶 于 稀 盐 酸溶于浓盐酸难溶于浓盐酸溶于浓硝酸 仅溶于王水MnS CoS(肉色)(黑色)ZnS NiS(白色)(黑色)FeS(黑色)SnS Sb2S3(褐色)(橙色)SnS2Sb2S5(黄色)(橙色)PbS CdS(黑色)(黄色)Bi2S3(暗棕)CuS As2S3(黑色)(浅黄)Cu2S As2S6(黑色)(浅黄)Ag2S(黑色)HgS(黑色)Hg2S(黑色)Ksp10-2410-25Ksp10-30Ksp10-30Ksp10-302.硫化物只有(zhyu)碱金属和铵的硫化物易溶于水，碱土金属硫化物微溶于水。第31页/共49页第三十二页，共49页。3.多硫化物制备：Na2S+(x-1)S=Na2Sx(NH4)2S+(x-1)S=(NH4)2Sx不稳定(wndng)：Sx2-+2H+=H2S+（x-1）S氧化性（与过氧化物类似）：SnS+(NH4)2S2=(NH4)2SnS3As2S3+3Na2S2=2Na3AsS4+S第32页/共49页第三十三页，共49页。5.6 硫元素(yuns)的氧化物1.二氧化硫(rynghuli)（1）结构(jigu)特点V形，sp2杂化，极性分子，（2）物理性质SO 2 是一种无色有刺激臭味的气体常压下，263K就能液化，易溶于水（1:40）第33页/共49页第三十四页，共49页。(3)化学性质(huxuxngzh)既有氧化性又有还原性3SO2(过量(guling)+KIO3+3H2O=3H2SO4+KISO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBrSO2+2H2S=3S+2H2O(4)制备(zhbi)方法(5)S+O2=SO2(6)3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2第34页/共49页第三十五页，共49页。3.三氧化硫(snynhuli)(1)三氧化硫的结构平面(pngmin)三角形，sp2杂化，固态的SO3：链状:(SO3)n;三聚体环状：(SO3)3第35页/共49页第三十六页，共49页。(2)三氧化硫(snynhuli)的物理性质无色易挥发的固体(3)三氧化硫(snynhuli)的化学性质强氧化剂 5SO3+2P=5SO2+P2O5SO3+2KI=K2SO3+I2强路易斯酸 H2NSO3H等(4)三氧化硫(snynhuli)的制备方法2SO 2+O 2 2SO 3V 2 O 5 723K第36页/共49页第三十七页，共49页。
