无机化学课件——第13章-氧族元素.ppt

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1、第13章氧族元素无机化学课件本章主要内容●(一)臭氧、过氧化氢的结构、性质和用途●(二)离域π键●(三)硫的氧化物、含氧酸和盐的结构、性质、制备和用途●(四)各氧化态稳定性及相互转化第13章氧族元素§13.1氧族元素的通性●O(氧)S(硫)Se(硒)Te(碲)Po(钋)+6-20+213141000941869+4-2,-1,0主要氧化数126172268142单键离解能/kJ·mol-1190195200141E1/kJ·mol-1第一电离势/kJ·mol--------420-590-780E2/kJ·mol-2.12.552.583.44电负性(Pauling)ns2np4价层电子构

2、型TeSeSO基本性质13.1.1氧族元素的通性●电子构型为ns2np4●非金属性弱于卤素相似性原子半径↑，离子半径↑.电离势↓，电负性↓，吸引电子能力↓电子亲合势↓(O除外)；离解能↓(O除外)递变性随着原子序数递增13.1.2氧族元素的自由能-氧化态图（自学）1.氧的存在和制备(自学)◆氧的分子结构VB法：O=O(+)应为“抗磁”§13.2氧及其化合物13.2.1氧2.氧的结构、性质和用途MO法:顺磁性O2[KK(2S)2(2S)2(2Px)2(2Py)2(2Pz)2(2Py)1(2Pz)1]OO.：：.....1s1s*1s1s2s2s*2s2s2p

3、2p*2p2p2p2p*氧分子的分子轨道能级图OO......总键能相当于O=O双键键能◆氧的性质及用途①常温常压下为无色无味气体,顺磁性②氧化性ФØ（O2/H2O）=+1.23V,ФØ(O2/OH-)=+0.40VFeFe3O4,FeO,Fe2O3SSO2(g)H2SS或SO2(g)O2+NH3→H2O+N2或NOHII2CH4CO2、CO或C……③配位性质人血红蛋白中的血红素Hb是卟啉衍生物与Fe(II)形成的配合物，具有与O2络合的功能HbFe(II)+O2=HbFe(II)O2肺HbFe(II)+O2======HbFe(II)O2人体各组织1.单线态氧寿命很短，10-9

4、秒，10-6秒-10-5秒2.单线态氧能量高于基态氧单线态氧激发态，单线态氧1O2基态，三线态氧3O2第一激发态第二激发态2S+1=1基态2S+1=3(2Py)1(2Pz)11.分子结构OOO116.8º127.8pmVB法：OOOOOO两种结构间的的共振13.2.2臭氧实验:O3电偶极矩μ≠0，(唯一极性单质)3个O不在直线上∠OOO=116.8º3Õ42s+OOOMO法中心O原子sp2杂化，臭氧为抗磁性离域键:在三个或三个以上用σ键联结起来的原子之间，如果满足下列条件可生成离域键OOO1)原子都在同一平面2)每一原子有一互相平行的p轨道3)p电子的数目小于p轨道数目的二倍键

5、级=(2-0)/2=134O3中的O―O键级=+1/2=1+1/2=1.534O3分子的键长比氧分子键长长角顶O:sp2杂化，三个氧原子存在一组平行的P轨道，这组平行的P轨道线性组合为分子轨道.E1E2=E0E1E0100023反键轨道非键轨道成键轨道2.臭氧的性质和用途◆淡蓝色气体，鱼腥臭味，在水中溶解度大臭氧的沸点高于氧酸介质：O3+2H++2e=H2O+O2(g)(O3/H2O)=+2.07V(O2/H2O)=+1.23V◆不稳定性2O3=3O2◆强氧化性-----无污染氧化剂无论酸、碱介质，O3(g)均具强氧化性，其氧化能力介于原子氧和O2之间，在酸介质中

6、氧化性更强。①油画处理PbCO3+H2S=PbS+H2CO3PbS(s)+3O3(g)=PbSO4(s)+O2(g)黑白碱介质:O3(g)+H2O+2e=2OH―+O2(g)(O3/OH―)=+1.24V(O2/OH―)=0.401V③O3含量的测定2I-+O3+H2O=I2+2OH-+O2用于检验混合气体中是否含有臭氧,KI-淀粉试纸变蓝13.2.3氧的成键特征(自学)13.2.4氧化物(自学)②含氰废水处理CN―+O3=OCN―+O22OCN―+3O3=CO32-+CO2+N2+3O2分子中有过氧键(―O―O―)，键能小：(HO―OH)=204.2kJ·mol-1→易断开(H―

7、OOH)=374.9kJ·mol-1HHOO94097013.2.5过氧化氢1.过氧化氢的分子结构似一本打开的书，2个O在夹缝中，且sp3杂化(1)纯的过氧化氢H2O2是一种淡蓝色粘稠液体，与水任意比混合.较高沸点(分子间氢键),熔点与水接近.2.过氧化氢的性质和用途氧化性还原性H2O2中间价态Aθ/V:O2H2O2H2OBθ/V:O2HO2-H2O0.681.77-0.080.87(2)氧化性（酸介质突出）——无污