大学无机元素化学经典课件第5章 氧族元素.ppt

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1、5.1氮族元素概述第五章氧族元素5.2氧的化合物4.2.1氧分子形态激发：↑↓↑↓单线态1O2光敏化剂(基态)hν光敏化剂(激发态)基态：↑↑三线态(S=2s+1)154.8kJ.mol92.0kJ.mol光敏化剂(激)+3O2能量传递光敏化剂(基)+1O2O2:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)1(π*2pz)1O2O－2O22－O2+2Ag+2O3==Ag2O2+2O2PbS+4O3==PbSO4+O2↑3KOH(s)+2O3(g)==2KO3(s)+K

2、OH·H2O(s)+(1/2)O2(g)KO2+O25.2.2臭氧（O3）有鱼腥味的淡蓝色气体λ<242nm3O2+hν2O3λ(220~330nm)π34hνCF2Cl2CF2Cl+Cl•Cl•+O3ClO•+O2ClO•+OCl•+O2净反应：O3+O==2O2NO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2净反应：O3+O==2O2结构:O为sp3杂化H2O2弱酸性、不稳定5.3过氧化氢（H2O2）10，102.0HHOOH－25－12－222≈×=++2222/mol－196kJOO2HO2H=+2H++O2+2e==H2O

3、2EA=0.68V2Fe3++2e==2Fe2+EA=0.77V2Fe3++H2O2==2Fe2++2H++O22H++H2O2+2e==2H2OEA=1.776V2Fe2++2H++H2O2==Fe3++2H2O净结果：2H2O2==2H2O+O2↑凡电位在0.68~1.78V之间的金属电对均可催化H2O2分解3H2O2+2MnO4－==5H2O2+2MnO4－+6H+==H2O2+Mn(OH)2==3H2O2+2NaCrO2+2NaOH==H2O2+2Fe2++2H+==H2O2既有氧化性又有还原性2MnO2↓+3O2↑+2O

4、H-+2H2O2Mn2++5O2↑+8H2OMnO2↓+2H2O2Fe3++2H2O2Na2CrO4+4H2OEBEA0.867V,3OH2eOHHO－－2－2=++乙醚鉴定:Cr2O72－+2H2O2+2H+==5H2O+2CrO5OO

5、

6、O

7、Cr

8、OO水相:2CrO5+7H2O2+6H+==7O2+10H2O+2Cr3+(蓝绿)Cr2O72－+H2O2+H+==Cr3++H2O+O2Cr3++H2O2+OH－→CrO42－+H2O5.4硫的化合物5.4.1单质S8结构：S：sp3杂化形成环状S8分子弹性硫94.5oC3HgS+

9、8H＋+2NO3－+12Cl－==3HgCl42－+3S↓+2NO↑+4H2OHgS+Na2S==Na2[HgS2]5.4.2硫化物与多硫化物金属硫化物大多数有颜色且难溶于水，只有碱金属的硫化物易溶。根据Ksp的大小，金属硫化物在酸中的溶解度不同。HgS的Ksp最小，它只能溶于王水，由于形成配合物HgS还可以溶于Na2S。硫化物都会产生一定程度的水解，而使溶液呈碱性。Na2S＋H2O==NaHS＋NaOHPbS＋H2O==Pb2＋＋HS－＋OH－Na2S+（x－1）S=Na2Sx(Sx)2－随着硫链的变长颜色：S－2X2－性质：遇

10、酸不稳定：氧化性：还原性：黄→橙→红碱金属(包括NH4＋)硫化物水溶液能溶解单质硫生成多硫化物。1)S－(xS(g)H]S[H2HS2x2－2x+++－23－22SnSSSnS+243226SOOFe8OFeS3++钠—硫蓄电池放电负极：熔融Na2Na–2e2Na+充电放电正极：熔融SxS+2Na++2eNa2Sx充电充总：2Na+xSNa2Sx放电解质：β-Al2O3问题：1.工作温度300~500℃，Na，S8要处于熔融，要绝热2.充电时间长，需15~20h。优点：蓄电量是铅电池的5倍，质量仅是其1/5，运行平稳，无污染，寿命

11、长。5.4.3硫的氧化物SO2，SO3是酸雨的罪魁祸首。43π64π治理：SO2+2CO>731℃铝凡土S+2CO2Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O△4Na2SO3==3Na2SO4+Na2SSO32－+H2S+H+==S↓+H2OSO32－+Cl2+H2O==SO42－+2Cl－+2H+5SO32－+2MnO4－+6H+==2Mn2++5SO42－+3H2O2.亚硫酸及盐H2SO3二元中强酸，既有氧化性又有还原性，可以使品红退色3.硫酸及其盐硫酸根离子SO42－是四面体结构中心原子硫采用sp3杂化，形成四个σ键，其S－

12、O键长为144pm，比双键的键长（149pm）短，这说明在S－O键中存在额外的dπ－pπ成份。分子间存在氢键，使其晶体呈现波纹形层状结构。强吸水性、强氧化性Fe＋H2SO4（稀）==FeSO4＋H2↑Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2＋