暨南大学有机无机化学氧族元素课件.ppt
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1、11.3 氧族氧族元素元素 11.3.1 氧族元素通性氧族元素通性 11.3.2 氧及其化合物氧及其化合物 11.3.4 过氧化氢过氧化氢(Elements of the Oxygen Family)11.3.3 硫及其化合物硫及其化合物 11.3.3 硫的含氧酸及其盐硫的含氧酸及其盐11.3.3 硫的含氧酸及其盐硫的含氧酸及其盐2He氦氦K25B硼硼6C碳碳7N氮氮8O氧氧9F氟氟10Ne氖氖LK8213Al铝铝14Si硅硅15P磷磷16S硫硫17Cl氯氯18Ar氩氩MLK88231Ga镓镓32Ge锗锗33As砷砷34Se硒硒35Br溴溴36Kr氪氪NMLK8188249In铟铟50Sn锡锡
2、51Sb锑锑52Te碲碲53I碘碘54Xe氙氙ONMLK818188281Tl铊铊82Pb铅铅83Bi铋铋84Po钋钋85At砹砹86Rn氡氡PONMLK818321882VIIAVIAVIAVAIVAIIIA0非金属非金属金金 属属电子层第第VIAVIA族族11.3.1 氧族元素通性氧族元素通性1.元素元素8O氧氧16171815.9992s22p452Te碲碲 120 125 122 126 123 128 124 130127.605s25p416S硫硫32 36333432.0663s23p434Se硒硒74 7876 8077 8278.964s24p484Po钋钋 209 210(
3、210)6s26p4元素符号OSSeTe第一电离能(kJmol-1)13141000941869非金属半金属金属OSSeTePo元素符号OSSeTe第一电离能(kJmol-1)13141000941869非金属半金属金属OSSeTePo元素符号OSSeTe第一电离能(kJmol-1)13141000941869非金属半金属金属OSSeTePo2s2p氧氧 O 2s22p43s3p硫硫 S 3s23p44s4p硒硒 Se 4s24p45s5p碲碲 Te 5s25p4能结合两个电子形成能结合两个电子形成-2氧化态化合物氧化态化合物2.价电子层结构及氧化态价电子层结构及氧化态3s3p硫硫 S 3s2
4、3p44s4p硒硒 Se 4s24p45s5p碲碲 Te 5s25p44d3d5d存在可利用的存在可利用的d轨道,最高氧化数为轨道,最高氧化数为6,与族数相一致。,与族数相一致。3.电子亲和能电子亲和能(Electronic Affinity)A、A元素电子亲和能元素电子亲和能(kJmol-1)O-141(844.2)F-328S-200(531.6)Cl-348.7Se-195(420)Br-324.7Te-190I-295.1氧族元素的非金属性不及卤素氧族元素的非金属性不及卤素元素符号元素符号OSSeTe单键的键能单键的键能/(kJmol-1)142268172126共价半径共价半径/pm
5、731021171354.键能键能(Bond Energy)氧分子反常,具有较低的键能,原因是:氧分子反常,具有较低的键能,原因是:氧原子半径小,电子云密度较大,孤电子氧原子半径小,电子云密度较大,孤电子对之间有较大的排斥力。对之间有较大的排斥力。元素符号元素符号OSSeTe单键的键能单键的键能/(kJmol-1)142268172126共价半径共价半径/pm731021171354.键能键能(Bond Energy)氧分子反常,具有较低的键能,原因是:氧分子反常,具有较低的键能,原因是:氧原子半径小,电子云密度较大,孤电子氧原子半径小,电子云密度较大,孤电子对之间有较大的排斥力。对之间有较大
6、的排斥力。(1)氧)氧 O2(Oxygen)结构结构分子轨道电子排布式:分子轨道电子排布式:一个一个键,两个三电子键,两个三电子 p p 键键 11.3.2 氧及臭氧氧及臭氧(1)氧)氧 O2(Oxygen)结构结构分子轨道电子排布式:分子轨道电子排布式:一个一个键,两个三电子键,两个三电子 p p 键键 11.3.2 氧及臭氧氧及臭氧 性质性质 在酸性介质中有强氧化性:在酸性介质中有强氧化性:(2)臭氧)臭氧 O3(Ozone)暗暗蓝蓝色色液液体体易液化,易液化,161KO OO3 33是一是一是一是一是一是一种淡蓝种淡蓝种淡蓝种淡蓝种淡蓝种淡蓝色气体色气体色气体色气体色气体色气体黑黑色色晶
7、晶体体难固化,难固化,22K 结构结构O3分子中,中心O原子采取sp2 杂化,V型,唯一有极性的单质。结构结构O3分子中,中心O原子采取sp2 杂化,V型,唯一有极性的单质。性质一:强氧化性性质一:强氧化性O3是一种极强的氧化剂,氧化能力仅次于F2。性质性质 用途用途微量的O3能消毒杀菌,并作为空气净化剂和高能燃料的氧化剂等。但空气中O3含量超过百万分之一时,不仅对人体有害,对农作物等物质也有害,它的破坏性也是基于它的氧化性。用途用途微量的O3能消毒杀菌,并作为空气净化剂和高能燃料的氧化剂等。但空气中O3含量超过百万分之一时,不仅对人体有害,对农作物等物质也有害,它的破坏性也是基于它的氧化性。
8、O2 2OO+O2 O32O3 3O2紫外线紫外线紫外线紫外线 大气中的还原性气体污染物如氟利昂、SO2、CO、H2S、NO等越来越多,它们同大气高层中的O3发生反应,导致了O3浓度的降低。氟利昂化学性质稳定、易挥发、不溶于水。进入大气层后受紫外线辐射而分解产生Cl原子,Cl原子则可引发破坏O3的循环反应。Cl+O3 ClO+O2ClO+O Cl+O2 大气中的还原性气体污染物如氟利昂、SO2、CO、H2S、NO等越来越多,它们同大气高层中的O3发生反应,导致了O3浓度的降低。氟利昂化学性质稳定、易挥发、不溶于水。进入大气层后受紫外线辐射而分解产生Cl原子,Cl原子则可引发破坏O3的循环反应。
9、Cl+O3 ClO+O2ClO+O Cl+O211.3.4 过氧化氢(过氧化氢(H2O2)(Hydrogen Peroxide)结构结构性质三:不稳定性性质三:不稳定性 性质一:强氧化性性质一:强氧化性性质二:还原性性质二:还原性 性质性质性质一:强氧化性性质一:强氧化性酸性溶液酸性溶液碱性溶液碱性溶液H2O2无论在酸性溶液还是在碱性溶液中都是强氧化剂。性质一:强氧化性性质一:强氧化性酸性溶液酸性溶液碱性溶液碱性溶液H2O2无论在酸性溶液还是在碱性溶液中都是强氧化剂。H2O2能将碘化物氧化成单质碘,这能将碘化物氧化成单质碘,这个反应可用来定性检出或定量测定个反应可用来定性检出或定量测定H2O2
10、或或过氧化物的含量:过氧化物的含量:H2O2能将黑色的能将黑色的PbS氧化成白色的氧化成白色的PbSO4:(黑)(黑)(白)(白)H2O2能将碘化物氧化成单质碘,这能将碘化物氧化成单质碘,这个反应可用来定性检出或定量测定个反应可用来定性检出或定量测定H2O2或或过氧化物的含量:过氧化物的含量:H2O2能将黑色的能将黑色的PbS氧化成白色的氧化成白色的PbSO4:(黑)(黑)(白)(白)在碱性介质中在碱性介质中H2O2的氧化性虽不如在酸性的氧化性虽不如在酸性溶液中强,但与还原性较强的亚铬酸钠溶液中强,但与还原性较强的亚铬酸钠NaCrO2等反应时,仍表现出一定的氧化性。等反应时,仍表现出一定的氧化
11、性。白色白色白色白色棕黑色棕黑色棕黑色棕黑色深绿色深绿色深绿色深绿色深绿色深绿色黄色黄色黄色黄色黄色黄色性质二:还原性性质二:还原性H2O2在碱性溶液中是中等强度的还原剂,在酸性溶液中还原性较弱。性质三:不稳定性性质三:不稳定性 H2O2在低温和高纯度时还比较稳定,但若受热到426K(153)以上时便会猛烈分解,它的分解反应就是它的歧化反应。能加速能加速能加速能加速HH2 2OO2 2分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:在碱性介质中H2O2的分解速度比在酸性介质中快;杂质的存在,如重金属离子Fe3、Cr3等都能大大加速H2O2的分解;波长为32038
12、0nm的光(紫外光)也能促进H2O2的分解。能加速能加速能加速能加速HH2 2OO2 2分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:在碱性介质中H2O2的分解速度比在酸性介质中快;杂质的存在,如重金属离子Fe3、Cr3等都能大大加速H2O2的分解;波长为320380nm的光(紫外光)也能促进H2O2的分解。能加速能加速能加速能加速HH2 2OO2 2分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:分解速度的因素还有:在碱性介质中H2O2的分解速度比在酸性介质中快;杂质的存在,如重金属离子Fe3、Cr3等都能大大加速H2O2的分解;波长为32038
13、0nm的光(紫外光)也能促进H2O2的分解。鉴定鉴定在酸性溶液中,H2O2能使重铬酸盐生成二过氧合铬的氧化物CrO(O2)2,这是高氧化态(6氧化态)铬形成的过氧基配位化合物:过氧化物CrO(O2)2在乙醚中较稳定,在乙醚层中形成的蓝色化合物的化学式是此反应可用来检出此反应可用来检出H2O2的存在的存在1.硫化氢(硫化氢(H2S,Hydrogen Sulfide)与与H2O相似相似 结构结构 性质性质水溶液为二元弱酸水溶液为二元弱酸 性质一:弱酸性性质一:弱酸性H2S的水溶液是二元弱酸,它在水中的电离:11.3.5 硫化氢、硫化物和多硫化物硫化氢、硫化物和多硫化物性质二:还原性性质二:还原性
14、H2S中S的氧化数为-2,处于S的最低氧化态,所以H2S的一个重要化学性质是它具有还原性。从标准电极电势看,无论在酸性或碱性介质中,H2S都具有较强的还原性。H2S能被I2、Br2、O2、SO2等氧化剂氧化成单质S,甚至氧化成硫酸:可从工可从工业废气业废气中回收中回收单质硫单质硫H2S能被I2、Br2、O2、SO2等氧化剂氧化成单质S,甚至氧化成硫酸:可从工可从工业废气业废气中回收中回收单质硫单质硫H2S能被I2、Br2、O2、SO2等氧化剂氧化成单质S,甚至氧化成硫酸:可从工可从工业废气业废气中回收中回收单质硫单质硫硫化物的颜色和溶解性硫化物的颜色和溶解性硫化物的颜色和溶解性硫化物的颜色和溶
15、解性名称名称化学式化学式颜色颜色在水中在水中溶度积溶度积Ksp硫化钠硫化锰硫化亚铁硫化锌硫化镍硫化亚锡硫化钴硫化镉Na2SMnSFeSZnS-NiSSnS-CoSCdS白色肉红色黑色白色黑色褐色黑色黄色易溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶1.210131.210181.210221.010241.210252.010251.21027Ksp 10-24的硫的硫化物一般可溶化物一般可溶于稀盐酸于稀盐酸2.硫化物硫化物名称名称化学式化学式颜色颜色在水中在水中溶积度溶积度Ksp硫化铅硫化铜硫化鉍硫化亚汞硫化亚铜硫化银硫化汞硫化锑PbSCuSBi2S3Hg2SCu2SAgSHgSSb2S3黑色黑色黑色黑色
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- 暨南大学 有机 无机化学 元素 课件
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