氧族元素

氧族元素 1.氧

氧气和氧化物 臭氧 过氧化氢 氧元素的成键特征 2.硫和硫化物

单质硫 硫化氢和氢硫酸 硫化物 3.硫的含氧化合物

S （IV ）的含氧化合物 S （VI ）的含氧化合物 硫的其它价态含氧化合物 4.硒和碲

单质 氢化物 氧化物与含氧酸

氧 O ： 存在形式 O 2 （大气圈）、H 2O （水圈）、SiO 2 及硅酸盐，其它含氧化合物 （岩石圈）。 丰度 48.6 %， 居第 1 位。

硫 S ： 天然单质硫矿；硫化物矿。方铅矿 PbS ， 闪锌矿 ZnS ；硫酸盐矿：石膏 CaSO 4·2H 2O ， 芒硝 Na 2SO 4·10H 2O ，重晶石 BaSO 4 ， 天青石 SrSO 4， 占0.048% 居第16位 硒 Se ：硒铅矿 PbSe ， 硒铜矿 CuSe 碲 Te ：碲铅矿 PbTe 为 %

钋 Po ：放射性元素，本章不做介绍。 §1. 氧 一.氧气和氧化物 1 氧气的制备

加热含氧化合物制氧气

2BaO 2 →（加热） 2BaO + O 2 2NaNO 3 →（加热） 2NaNO 2 + O 2

最常见的是催化分解 KClO 3，工业上制取 O 2 的方法是分馏液化空气。 b.p. N 2 77 K , O 2 90 K 2 氧气的性质

常温下，无色无味无臭气体，在 H 2O 中溶解度很小，O 2 为非极性分子，H 2O 为极性溶剂。在水中有水合氧分子存在。

水中少量氧气是水生动植物赖以生存的基础。90 K 液化，成淡蓝色液体，54 K 凝固，成淡蓝色固体。 1°和大多数单质直接化合成氧化物 2 Mg + O 2 —— 2 MgO S + O 2 —— SO 2

2 °和大多数非金属氢化物反应 2 H 2S + O 2 —— 2 S + 2 H 2O 2 H 2S + 3O 2 —— 2 SO 2 + 2 H 2O 4 NH

3 + 3 O 2 —— 2 N 2 + 6 H 2O

4 NH 3 +

5 O 2 —— 4 NO +

6 H 2O 3 °和低价氧化物反应生成高价氧化物 2 CO + O 2 —— 2 CO 2 4 °和硫化物反应

2 Sb 2S

3 + 9 O 2 —— 2 Sb 2O 3 + 6 SO 2, 3 氧化物的酸碱性 1 °酸性氧化物

绝大多数非金属氧化物属于酸性氧化物，还有某些高价金属氧化物，如 Mn 2O 7 → HMnO 4 ，CrO 3 → H 2CrO 4 和 H 2Cr 2O 7

2 °碱性氧化物

多数金属氧化物属于碱性氧化物。

3 °两性氧化物

少数金属氧化物 Al

2O

3

, ZnO , BeO , Ga

2

O

3

, CuO , Cr

2

O

3

等，还有极个别的非金属氧化物 As

2

O

3

, I

2

O,

TeO

2

等属于两性氧化物。

4 °不显酸性和碱性的氧化物

CO, NO, N

2

O 属于不显酸性和碱性的氧化物。

4 氧化物酸碱性的规律

1 °同周期元素的最高价氧化物从左到右酸性增强

Na

2O MgO Al

2

O

3

SiO

2

P

2

O

5

SO

3

Cl

2

O

7

B B AB A A A A

2 °同主族同价态氧化物从上到下碱性增强

N

2O

3

P

2

O

3

As

2

O

3

Sb

2

O

3

Bi

2

O

3

A A A

B AB B

3 °同一元素多种价态的氧化物氧化数高的酸性强

MnO MnO

2MnO

3

Mn

2

O

7

B AB A A

二、臭氧

1 臭氧的分子结构

臭氧的分子式为 O

3

，价层电子总数： 6 ＋0×2 ＝ 6， 3对，2个配体，价层电子对构型：三角形，中心氧原子的杂化方式：sp2不等性杂化。

中心的 2Pz 轨道和两个配体的 2Pz 轨道均垂直于分子平面，互相重叠，共有 4 个电子（中心 2 个，配体 1 个× 2 ）在这 3 个 Pz 轨道中运动，形成 3 中心 4 电子大Π键，表示成。

O

3中的以单键水平约束 3 个氧原子，O

3

中的化学键介于单双键之间。

平面大Π键的形成条件：

a) 几个原子共平面（共分子平面）

b) 均有垂直于分子平面的轨道，互相平行

c) 轨道中电子总数小于轨道数的 2 倍。以保证键级大于零。 ,

2 臭氧的产生、性质和存在

在高温和放电的条件下，O

2可以变成 O

3

。如雷雨季节里闪电，产生的高压放电，可引发反应 3 O

2

——

2 O

3

O

3淡蓝色，有鱼腥气味，由于分子有极性，在水中的溶解度比 O

2

大些。

氧化性很强

PbS+4O

3-------PbSO

4

+4O

2

2HI+O

3-----I2+H

2

O+O

2

大气层中，离地表 20 km ～ 40 km 有臭氧层 , 很稀，在 20 km 处的浓度为 0.2 ppm 。总量相当于

在地表覆盖 3mm 厚的一层。臭氧层可以吸收紫外线， O

3=O

2

+ O , 对地面生物有重要的保护作用。近些

年来，还原性气体 SO

2、H

2

S 的大量排放对臭氧层有破坏作用。对此应严加控制。尤其是制冷剂氟利昂（一

种氟氯代烃）放出的 Cl 是 O

3

分解的催化剂，对破坏臭氧层有长期的作用。此项研究已获得 1995 年度Nobel 化学奖。

三、过氧化氢

1.H

2O

2

的分子构型