大学无机化学氧族元素全解
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无机化学_15氧族全解
第十五章 氧族元素
氧族元素
氮族元素概述
氧族 (VIA) 元素 存在 价层电子构 型 电负性 氧化值 O 非金属 S Se 准金属 Te Po 放射性金属
金属性逐渐增强，非金属性减弱 单质或矿物 共生于重金属硫化物中
2s22p4 3.44
－2, (－ 1)
3s23p4 2.58 ±2,4,6 分子 晶体
实验室制法
BaO2+H2SO4＝BaSO4↓+H2O2 BaO2+CO2+H2O=BaCO3↓+H2O2
阳极：2HSO4-＝S2O82-+2H++2e阴极：2H+ + 2e-＝H2↑
工业制法
S2O82-+2H2O＝H2O2+2HSO4-
化学与环境工程系
第十五章 氧族元素
乙基蒽醌法
只要求了解
H2O2 是一种重要的化学试剂，常用做 漂白剂和消毒剂， 3% 的过氧化氢称为双 氧水，用于伤口消毒。在航天工业上， 可作为火箭发射的燃料。
化学与环境工程系
乙醚
第十五章 氧族元素
Cr2O72－ + 2H2O2 + 2H+ == 5H2O + 2CrO5
(蓝色加合物)
此反应用于铬酸根的检验，加合 物不稳定，在水溶液中很快分解, 常加入一些乙醚萃取,使其稳定. 不稳定性 过氧化氢受热、遇光或重金属离子Mn2+、Fe3+、Cr3+分解： 2H2O2====2H2O+O2 它在碱性介质中的分解更快，应保存在棕色瓶中，放于阴 凉地方，还可加入些稳定剂如锡酸钠、焦磷酸钠或8-羟基 喹啉等。
电负性：氧仅次于氟
熔点、沸点、随半径的增大而增 大；第一电离势和电负性则变小。
大学无机化学氧族元素课件
Question
大学无机化学氧族元素课件
主要内容
第15章 氧族元素
§15.1 氧族元素通性 §15.2 氧及其化合物 §15.3 硫及其化合物
Inorganic Chemistry
15.1 氧族元素通性 思考： 1. 氧族元素在自然界中以何种形态存在？
氧和硫的成键特征有何不同？
2．硫、硒、碲在形成化合物时在价键上与氧 有何不同？为什么？
O3 + H2O + 2e- O2 + 2OH- B = 1.24V
O3 2I- 2H I2 O2 H2O
上述反应可用于检验氧气中是否存在臭氧。
习题15-2
Inorganic Chemistry
1臭5.2氧氧空及洞其改化合变物了智利最南部人们的生活方式
彭塔阿雷纳斯上空的彩 虹，在这样美好的天气人们 同样要小心防护自己。
15.2 氧及其化合物
1. O3分子有何结构特点？
O2的同素异形体
O OO
••
Π4 3
惟一极性单质
Inorganic Chemistry
O OO
中心O：sp2杂化形成 键角：117o；键长：128pm μ=1.8×10-30C•m
15.2 氧及其化合物
2．比较O3和O2的价键结构，说明为什 么氧化性O3>O2，热稳定性O3<O2?
中性氧化物有NO 、CO等。
Inorganic Chemistry
15.2 氧及其化合物
氧化物酸碱性的一般规律是： 同周期各元素最高氧化态的氧化物从左到
右由碱性——两性——酸性 相同氧化态的同族各元素的氧化物从上到
下碱性依次增强 同一元素能形成几种氧化态的氧化物, 酸性
大学无机化学氧族元素课件
主要内容
第15章 氧族元素
§15.1 氧族元素通性 §15.2 氧及其化合物 §15.3 硫及其化合物
Inorganic Chemistry
15.1 氧族元素通性 思考： 1. 氧族元素在自然界中以何种形态存在？
氧和硫的成键特征有何不同？
2．硫、硒、碲在形成化合物时在价键上与氧 有何不同？为什么？
O3 + H2O + 2e- O2 + 2OH- B = 1.24V
O3 2I- 2H I2 O2 H2O
上述反应可用于检验氧气中是否存在臭氧。
习题15-2
Inorganic Chemistry
1臭5.2氧氧空及洞其改化合变物了智利最南部人们的生活方式
彭塔阿雷纳斯上空的彩 虹，在这样美好的天气人们 同样要小心防护自己。
15.2 氧及其化合物
1. O3分子有何结构特点？
O2的同素异形体
O OO
••
Π4 3
惟一极性单质
Inorganic Chemistry
O OO
中心O：sp2杂化形成 键角：117o；键长：128pm μ=1.8×10-30C•m
15.2 氧及其化合物
2．比较O3和O2的价键结构，说明为什 么氧化性O3>O2，热稳定性O3<O2?
中性氧化物有NO 、CO等。
Inorganic Chemistry
15.2 氧及其化合物
氧化物酸碱性的一般规律是： 同周期各元素最高氧化态的氧化物从左到
右由碱性——两性——酸性 相同氧化态的同族各元素的氧化物从上到
下碱性依次增强 同一元素能形成几种氧化态的氧化物, 酸性
高校无机化学(高教版)氧族元素第一节课件
sp3
不等性杂化
S 的价电子层排布
O
+
H
H
O
-OH的价电子层排布
1）单电子的杂化轨道与 －OH 中的氧成σ键 ；
2）有孤对电子对的sp3杂化轨道向氧原子配位形成σ配位键，
氧原子
O
O
3）氧原子中p轨道的孤对电子反馈进入硫原子的3d空轨道
+
O
H O S O H
+ +
d xy
py
O
反馈键的强度很弱，两个键的强度相当于一个单键。
2 CO2
2 Sb2S3 + 9 O2
2 Sb2O3 + 6 SO2
O2: (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p )2(π2p )2(π2p )2(π*2p )1(π*2p )1
x y z y z
激发：↑
↓ ↑↓
单线态 1O2
1Σ + g
1Δ g
154.8 kJ.mol
94.6 kJ.mol
基态：
↑↑
三线态 (S=2s+1)
+ O2 (单一态)
hγ 敏化剂
O---O
光敏化剂(化剂(激)+ 3O2 能量传递 光敏化剂(基) + 1O2
5）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
与电负性小的元素形成离子型化合物
如：Na2O , MgO
b) 共用电子形成共价键 与电负性相近的元素形成共价化合物
显正价：OF2；显负价：H2O ，Cl2O
无机化学：氧族元素
碳酸汞、氧化汞等 12
1. 氧（ O2）
VB：
O 2s2 2px1 2py2 2pz1
|
|
O 2s2 2px1 2py2 2pz1 即O=O 应为“反磁性”。
MO:
(
1s
)
2
(
1s
)
2
(
2
s
)
2
(
2s
)
2
(
2
px
)2
2 2
py pz
2 2
(2) 不稳定性
K2 10-25
2H 2O2 2H 2O O2 ,Δ r Hm -196kJ mol -1
22
(3)氧化还原性
酸性条件： O2 0.682V H2O2 1.77V H2O
碱性条件：HO
2
H 2O
3e
3OH
,
E 0.87V
H 2O2 2Fe 2 2H 2Fe 3 2H 2O
H 2O2 PbS(s, 黑) PbSO 4 (s,白) 4H 2O
5H 2O 2
2MnO
4
6H
2Mn
2
5O 2
8H
2O
3H 2O2
2Cr(OH)
4
2OH -
2CrO
24
8H 2O
可见：H2O2氧化性强，还原性弱；
是不造成二次污染的杀菌剂。
24
性质：(1) 不稳定性
2O3 3O2
(2) 氧化性
Δr H m 286 kJ mol -1
无机化学第十三章 氧族元素
第十三章氧族元素§本章摘要§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.硒和碲氧 O：存在形式 O2（大气圈）、H2O （水圈）、SiO2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 CaSO4〃2H2O，芒硝 Na2SO4〃10H2O，重晶石 BaSO4，天青石 SrSO4，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2BaO2→（加热）2BaO + O22NaNO3→（加热） 2NaNO2+ O2最常见的是催化分解 KClO3，工业上制取 O2的方法是分馏液化空气。
b.p. N2 77 K , O290 K2 氧气的性质常温下，无色无味无臭气体，在 H2O中溶解度很小，O2为非极性分子，H2O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二臭氧1 臭氧的分子结构臭氧的分子式为 O3，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。
画出上述大Π键的分子轨道图，以2 臭氧的产生、性质和存在在高温和放电的条件下，O2可以变成 O3。
如雷雨季节里闪电，产生的高压放电，可引发反应 3 O2——2 O3O3淡蓝色，有鱼腥气味，由于分子有极性，在水中的溶解度比 O2大些。
无机化学——氧族元素
无机化学——氧族元素无机化学，氧族元素氧族元素是周期表中第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。
这些元素的电子构型都是 ns2 np4，因此它们在化学性质上有些相似。
本文将重点讨论氧族元素的性质和应用。
首先，氧族元素的化学性质主要受到它们的电子构型的影响。
由于氧族元素的 np4 外层电子非常稳定，因此它们都倾向于接受两个电子，形成-2 价的阴离子。
这使得氧族元素在化合物中通常呈现-2 价，例如氧化物（O2-）、硫化物（S2-）等。
然而，这并不意味着氧族元素只能形成-2 价，它们还可以形成其他价态，如+4、+6等。
氧族元素参与的化学反应主要包括氧化反应和还原反应。
它们在氧化反应中往往是氧化剂，能够接受电子使其他物质发生氧化。
例如，氧气（O2）是最常见的氧化剂，可以与其他物质反应生成氧化产物。
氧化剂的强弱顺序为：O2>S>Se>Te>Po。
在还原反应中，氧族元素的化合物可以接受电子，发生还原。
例如，硫酸（H2SO4）可以被还原成二氧化硫（SO2）。
氧族元素在生物和环境中起着非常重要的作用。
氧是地球上最常见的元素之一，占据大气中的21%。
它是细胞呼吸和许多生物代谢反应的关键组分，在维持生命中起着至关重要的作用。
此外，氧还参与水的形成和氧化燃烧等重要过程。
硫是地球上第10常见的元素，在自然界中以硫化物和硫酸盐的形式广泛存在。
硫化物在地下矿床中存在，如铅、锌和铜的硫化物，通过提取和加工可以得到对应的金属。
硫酸是一种重要的化学品，在工业生产中广泛应用，如肥料、造纸、皮革制品等。
硒在生物体内有重要的生理作用，是人体中一种必需的微量元素。
它参与抗氧化作用和免疫反应，对维持机体正常生理功能起着重要的作用。
然而，长期摄入过多的硒会导致中毒，因此硒的摄入量需要控制在适当的范围内。
碲是一种具有金属和非金属特性的半金属元素。
它在半导体工业中有重要应用，用于制造太阳能电池和热敏电阻等器件。
此外，碲还具有光电效应和光敏化学反应的特性，在一些领域具有潜在的应用前景。
大学无机化学(吉林大学、武汉大学、南开大学版) 第16章 氧族元素—— 内蒙古民族大学
VO
e. 单质被HNO3氧化，但不具有普遍性： 3Sn + 4HNO3 = 3SnO2 + 4NO↑+ 2 H2O
28
2. 氧化物的键型：离子型和共价型 (1) 离子型氧化物：由于 O2- 的变形性较小，绝大部分 金属氧化物属于离子型氧化物。 M2O：ⅠA氧化物 MO：BeO→BaO、ZnO、GaO、MnO、CoO、NiO M2O3：Al2O3 、 Sc2O3、 Y2O3,、 In2O3 MO2: GeO2、TbO2、UO2、 SnO2、PbO2 、VO2、 WO2、 MnO2、RuO2 M3O4: Pb3O4、Mn3O4、 Fe3O4 （2）共价型氧化物: H、F、Cl、Br、I、S、Se、Te、N、P、C的非金属 氧化物。
b. 氧是非极性分子，不易溶于极性溶剂 — 水中。
298K，1dm3水可溶30cm3 O2。光谱学实验表明：氧 溶于水后，有 O2· H2O 和 O2· 2H2O 12
不稳定结构 氧在水中溶解度虽小，但它是水生植物生 存的基础。我国有些江河湖泊水系污染严重， 水中O2含量明显减少，水质下降，鱼类产量下 降，甚至绝迹。因此防治水系污染已是我国一 项迫在眉睫的任务。
22
放电或光照
从形成共价键的角度看，有六种情况： O: 2s22px22py12pz1 a. O 采取 SP3 杂化，形成两个共价单键： O 例：Cl2O 和 OF2中 F F b. 提供 2 个单电子形成一个共价双键： O O
H C H O
（在甲醛中C、 O原子均采取SP2杂化，以单电子杂化 轨道重叠形成σ键，再以未杂化的另一个单电子轨道 重叠形成∏键。）
23
c. O 以 共价单键，一个配位键:
H
sp3 杂化形成两个
无机化学氧族元素全解
O3结构：
•• Π 4 3
中心O：sp2杂化形成
未杂化的三个 p 轨道互相平 行，以“肩并肩”的方式相 互重叠，形成三中心四电子 大πΠ键 。
键角：117o
μ=1.8×10-30C•m
惟一极性单质
4 3
中
的
成键电子
不固定在
2
个原子之
间，是不
定或离域大π键。
臭氧分子中无单电子——反磁性物质。
7
大π键形成条件
2、 硫化氢和硫化物
硫化氢 结 性构质：：HH2S2S是结无构色与，H有2O腐相蛋似味，剧毒气体。稍 溶于水，室温时饱和浓度为 0.1mol·L-1。水溶液 呈酸性，为二元弱酸。
最重要的性质是它的还原性：
0.3002V
A SO24- 0.1576V H2SO3
与空2气H 2(SO+2)3反O 2应：完全
过氧化物
含氧酸
+ H2O2(浓) →
含氧酸盐
过氧酸 过氧酸盐
(易水解为H2O2)
例如：H2SO4+H2O2(浓) → H2SO5+H2O
含氧酸去羟基，剩余部分为酰基。如，HO-SO2（含羟硫酰基）H-O-O-H中 H 被酰基取代得过氧酸，
取代一个氢称过一酸，取代两个氢称过二酸。 11
12.4 硫及其化合物
熔 沸 点：
单质Te
H2O H2S H2Se H2Te
小
大
大
小
弱
强
最高 小
大
3
氧族元素的标准电极电势图
氧气是一个较好的氧化剂。
4
12.2 氧和臭氧
1. 氧（ O2）
氧是无色无味的气体，在90K时凝聚为淡蓝色 的液体，冷却到54K时凝结为蓝色的固体。氧在水 中的溶解度很小，在193K时，1L水中只能溶解 30mL的氧气。
第13章氧族元素讲解
第 13 章 氧族元素
氧族元素
13－1 氧及其化合物 13－2 硫及其化合物 13－3 硒、碲及其化合物
13－1 氧族元素概述
(1) 氧族元素： 氧O 硫S 硒Se 碲Te 钋Po
(2) 价电子层结构:
ns2np4
(3) 单质性质: (4) 存在:
典型非金属 单质或矿物
准金属 放射性金属
共生于重金 属硫化物中
在溶液中，氧在酸性溶液或碱性溶液中都显示出一定 的氧化性，其的标准电极电势如下：
O2 ＋ 4 H＋ ＋ 4 e－ —— 2 H2O EAθ＝1.229 V O2 ＋ 2 H2O ＋ 4 e－ —— 4 OH－ EBθ＝0.401 V
由标准电极电势可见，氧在酸性溶液中的氧化性比在 碱性溶液中的氧化性强得多。
（二）难点
1 硫的含氧化合物的杂化方式、空间构型以及离域Π键的应 用。
2 含氧酸的类型与结构（普通含氧酸、过氧酸、连酸、硫代 酸、同多酸等）。
3 过氧链转移反应。
(6) 氧族元素的电势图
EA / V
O3 2.07 O2 ＋ H2O
1.23 O2 0.68 H2O2 1.78 H2O
S2O82－ 2.01 SO42－ 0.22 S2O62－ 0.57 H2SO3 0.17
H2SO3
0.51
S2O62－ 0.08
S2O32－
0.50 S
0.14 S2－
0.45
EB / V
O3 1.24 O2＋OH－ －0.08
O2 －0.56 O2－ －0.41 HO2－ － 0.87 OH－
－0.66 S2O82－ 2.00 SO42－ －0.93SO32－－0.57S2O32－－0.41 S 0.87 S2－
氧族元素
13－1 氧及其化合物 13－2 硫及其化合物 13－3 硒、碲及其化合物
13－1 氧族元素概述
(1) 氧族元素： 氧O 硫S 硒Se 碲Te 钋Po
(2) 价电子层结构:
ns2np4
(3) 单质性质: (4) 存在:
典型非金属 单质或矿物
准金属 放射性金属
共生于重金 属硫化物中
在溶液中，氧在酸性溶液或碱性溶液中都显示出一定 的氧化性，其的标准电极电势如下：
O2 ＋ 4 H＋ ＋ 4 e－ —— 2 H2O EAθ＝1.229 V O2 ＋ 2 H2O ＋ 4 e－ —— 4 OH－ EBθ＝0.401 V
由标准电极电势可见，氧在酸性溶液中的氧化性比在 碱性溶液中的氧化性强得多。
（二）难点
1 硫的含氧化合物的杂化方式、空间构型以及离域Π键的应 用。
2 含氧酸的类型与结构（普通含氧酸、过氧酸、连酸、硫代 酸、同多酸等）。
3 过氧链转移反应。
(6) 氧族元素的电势图
EA / V
O3 2.07 O2 ＋ H2O
1.23 O2 0.68 H2O2 1.78 H2O
S2O82－ 2.01 SO42－ 0.22 S2O62－ 0.57 H2SO3 0.17
H2SO3
0.51
S2O62－ 0.08
S2O32－
0.50 S
0.14 S2－
0.45
EB / V
O3 1.24 O2＋OH－ －0.08
O2 －0.56 O2－ －0.41 HO2－ － 0.87 OH－
－0.66 S2O82－ 2.00 SO42－ －0.93SO32－－0.57S2O32－－0.41 S 0.87 S2－
无机化学课件--氧族全解51页PPT
无机化学课件--氧族全解
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
51
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
51
第15章氧族元素--大学无机化学PPT课件
2－
性质：
S2－ X
遇酸不稳定： S2x－ 2H [H 2Sx ]
H 2S(g) (x －1)S
氧化性：
SnS
S2 － 2
SnS
2－ 3
还原性： 3FeS2 8O2
Fe3O4 6SO2
15.4.3 硫的氧化物
1. SO2，SO3 是酸雨的罪魁祸首。
臭氧的等电子体.
Π34
等电子体是指具有相同价电子数和原子数的微粒，
K1 = 105N-7
即
Pk1
≈
7-5N .
29
Pauling规则(半定量)：
N=0 弱酸 (K a ≤10-5)
HClO, HBrO
N=1 中强酸 (K a =10-4~10-2) H2SO3,HNO2 N=2 强酸 (K a =10-1~103) H2SO4,HNO3
N=3 特强酸 (K a >103)
白
KO2+O2
2) 工业除氯(还原性)
H2O2 + Cl2 = 2H+ + 2Cl― + O2(g)
强氧化性
1) PbS(S) + 3O3(g) = PbSO4(s) + O2(g)
黑
白
2) 含氰废水处理：
CN― + O3 = OCN― + O2↑
2OCN― + 3O3 = CO32― + CO2↑+ N2↑+3O2↑
与不活泼金属反应：
C 2 H u 2 S 4 ( 浓 O ) C4 u 2 S S 2 O 2 H O 2 O
与非金属反应：
C2H2SO 4(浓 ) CO 22S2O 2H 2O
13章-氧族元素解析
H2O2+CI2=2HCI+O2↑（工业除CI2）
Ag2O+HO2-=2Ag+OH-+ O2↑ 2024/7/11 41
介质对H2O2氧化还原性的影响
H2O2+2NaOH+MnSO4=MnO2↓+Na2SO4 +2H2O
H2O2+H2SO4+MnOM2=nM2+n(强SO酸4+性O）2↑-+浅2粉H溶2
所有液态、固态物质中最大（调节气温）。
3.与同族其它氢化物相比，熔、沸点；熔化热； 蒸发热等异常高。
4.密度 4℃（277K）最大，1.0g·cm-3
T下降，密度减小（？）。（一般物质热胀冷 缩，T下降，体积减小，密度增大）
2024/7/11 27
2024/7/11 28
2024/7/11 29
2024/7/11 33
五、水的化学性质
1.热分解 2H2O=2H2+O2 △Hθ=483.6kJ·mol-1 2.水合作用 H3O+ Fe(H2O)62+ CuSO4·5H2O 3.水解作用
Ca3N2+6H2O=Ca(OH)2+NH3↑ PCI5+4H2O=H3PO4+5HCI SbCI3+H2O=SbOCI↓+2HCI SO3+H2O=H2SO4 2B+6H2O(g)=2H3BO3+3H2↑ 2024/7/11 34
2024/7/11
4
1.空气液化 （97%） 物理方法液化空气，然后分馏制氧。
2.电解水（3%） 3.氧化物或含氧酸盐的热分解
HgO→Hg+O2 ; BaO2→BaO+O2 NaNO3→NaNO2+O2 ;
Ag2O+HO2-=2Ag+OH-+ O2↑ 2024/7/11 41
介质对H2O2氧化还原性的影响
H2O2+2NaOH+MnSO4=MnO2↓+Na2SO4 +2H2O
H2O2+H2SO4+MnOM2=nM2+n(强SO酸4+性O）2↑-+浅2粉H溶2
所有液态、固态物质中最大（调节气温）。
3.与同族其它氢化物相比，熔、沸点；熔化热； 蒸发热等异常高。
4.密度 4℃（277K）最大，1.0g·cm-3
T下降，密度减小（？）。（一般物质热胀冷 缩，T下降，体积减小，密度增大）
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五、水的化学性质
1.热分解 2H2O=2H2+O2 △Hθ=483.6kJ·mol-1 2.水合作用 H3O+ Fe(H2O)62+ CuSO4·5H2O 3.水解作用
Ca3N2+6H2O=Ca(OH)2+NH3↑ PCI5+4H2O=H3PO4+5HCI SbCI3+H2O=SbOCI↓+2HCI SO3+H2O=H2SO4 2B+6H2O(g)=2H3BO3+3H2↑ 2024/7/11 34
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4
1.空气液化 （97%） 物理方法液化空气，然后分馏制氧。
2.电解水（3%） 3.氧化物或含氧酸盐的热分解
HgO→Hg+O2 ; BaO2→BaO+O2 NaNO3→NaNO2+O2 ;
大学无机化学基础第15章-氧族元素PPT课件
的生 条成 件离 ：域
1.这些原子都在同一平面上; 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轨道的数目的两倍。
键
.
21
第三节 过氧化氢（Hydrogen Peroxide）
3-1 结构和制备
制备方法 结构
１、实验室制备：
BaO2+H2SO4＝BaSO4↓+H2O2 BaO2+CO2+H2O=BaCO3↓+H2O2
现出它的强氧化性
4，6 4，6 4，6
熔点/K
54．6 386
490
1663 --
沸点/K
90
718
958
--
--
第一电离势/（kJ·mol-1） 1520
1006
941
869
818
第一亲合势/（kJ·mol-1） 141
200．4 194．9 190．14 130
第二亲合势/（kJ·mol-1） -780
或 4CrO5+12H+＝4Cr3+ +7O2↑+6H2O
此反应用于铬酸根的检验，加合
物不稳定，常加入一些乙醚萃取，
水溶液中很快分解：
.
25
过氧链转移反应:
过氧链 －O－O－ 取代了酸根中的双键 氧，此反应可用于鉴定过氧链的存在。
.
26
4. H2O2的不稳定性 过氧化氢受热、遇光(紫外光) 或重金属离子（Mn2+ 、Fe3+ 、Cr3+）都会分解：
:O2 +Pt+3F2 ＝O2+[PtF6]比较： Xe+PtF6＝XePtF6
以臭氧分子或者是以氧 分子成键的化合物都具 有强氧化性
上大 无机化学A 第十一章氧族元素
O O
4、H2O2的检验
O
在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二过氧 合铬的氧化物，即Cr(O2)2O或CrO5，生成的CrO5显蓝 色，在乙醚中比较稳定，检验时在乙醚层中显蓝色， 可以相互检验。 4H2O2+H2Cr2O7===2Cr(O2)2O+5H2O 2Cr(O2)2O+7H2O2+6H+===2Cr3++7O2↑+10H2O
氧族通性
氧族元素的氧化态
电子构型
O S Se Te Po [He]2s22p4 [Ne]3s23p4 [Ar]4s24p4 [Kr]5s25p4 [Xe]6s26p4
常见氧化态
-2,-1,0, -2,-1,0,+2,+4,+6 -2,0,+4,+6 -2,+2,0,+4,+6 +2,+6
第二节 氧、臭氧
升华硫
单质硫
弹性硫
斜方硫和单斜硫都易溶于CS2、苯和环已烷 中，都是由S8环状分子组成的。在这个环状分子 中，每个硫原子以sp3杂化轨道与另外两个硫原子 形成共价单键相联结。
S8环状结构
此外还有升华硫、弹性硫等。
硫化氢、硫化物及多硫化物
一、硫化氢 实验室制备 FeS+H2SO4(稀)===FeSO4+H2S↑ 2、结构 与H2O相似，但极性弱、无氢键。 3、弱酸性 硫化氢水溶液具有弱酸性: Ka1=9.1×10-8、Ka2=1.1×10-12。 4、一些重要反应 硫化氢的水溶液比气体硫化氢更具有还原性，氧化剂能把 它氧化成S或硫酸，但不能氧化成SO2。 H2S+I2===S+2H++2IH2S+4Br2+4H2O===H2SO4+8HBr 2MnO4- +5H2S+6HCl===2MnCl2+2Cl-+5S+8H2O
无机化学教学课件 16章 氧族元素
4．氧元素在地球上的丰度最高，达58% (以mol计)，16O (993759%)， 17O (0.037%)，18O (0.204%)；14O，15O，19O为人工合成的同位素，t1/2为数 十秒。
2 臭氧
（1）产生及分子结构
结构 ：中心Osp2杂化形成，有两个σ键，一个 ，43 其中 两个单电子轨道与另外二个原子形成两个σ键，第三个轨道有
a．共价单键，– O –
b· 共价双键 Ｏ＝Ｏ，C
O
c. 共价配键 O→
3. d — pp 配键
4. 以氧分子为基础的化学键
a. 超氧键
O
2
KO2
b. 过氧键
O
2 2
Na2O2
c. 二氧基正离子
O
2
O2[PtF6]
d. 氧分子配位键←O2 血红素输送氧气
d — pp配键
16-0-1 天然资源
氧是地壳中分布最广的元素，其丰度居各种元素之首。氧广泛分 布在大气和海洋中，在海洋中主要以水的形式存在；在大气层中，氧以 单质状态存在
硫在自然界中的含量较少，主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。 硒和碲属于分散稀有元素，常以硒化物和碲化物的形式存在于各 种硫化物矿中。
氧族元素的一些性质
臭氧层的破坏
卫星观测资料表明，自20世纪70年代末以来，全球臭氧总量明显减少 ，1979－1990年，全球臭氧总量大致下降了3%。南极附近臭氧量减少尤为 严重，出现了“南极臭氧洞”。
平流层臭氧量的减少，除了受太阳活动等自然因子的影响外，人类使 用消耗臭氧物质也是重要原因。人们使用冰箱、空调等释放出的氟氯烃化 合物，上升到平流层后，通过光化学反应大量消耗臭氧。据研究，大气中 的臭氧总量减少1%，到达地面的太阳紫外线辐射就会增加2%。到达地面 的太阳紫外线辐射增加，一方面直接危害人体健康，另一方面还对生态环 境和农林牧渔业造成破坏。为此，臭氧层保护被认为是当今全球最重要的 环保项目之一。
2 臭氧
（1）产生及分子结构
结构 ：中心Osp2杂化形成，有两个σ键，一个 ，43 其中 两个单电子轨道与另外二个原子形成两个σ键，第三个轨道有
a．共价单键，– O –
b· 共价双键 Ｏ＝Ｏ，C
O
c. 共价配键 O→
3. d — pp 配键
4. 以氧分子为基础的化学键
a. 超氧键
O
2
KO2
b. 过氧键
O
2 2
Na2O2
c. 二氧基正离子
O
2
O2[PtF6]
d. 氧分子配位键←O2 血红素输送氧气
d — pp配键
16-0-1 天然资源
氧是地壳中分布最广的元素，其丰度居各种元素之首。氧广泛分 布在大气和海洋中，在海洋中主要以水的形式存在；在大气层中，氧以 单质状态存在
硫在自然界中的含量较少，主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。 硒和碲属于分散稀有元素，常以硒化物和碲化物的形式存在于各 种硫化物矿中。
氧族元素的一些性质
臭氧层的破坏
卫星观测资料表明，自20世纪70年代末以来，全球臭氧总量明显减少 ，1979－1990年，全球臭氧总量大致下降了3%。南极附近臭氧量减少尤为 严重，出现了“南极臭氧洞”。
平流层臭氧量的减少，除了受太阳活动等自然因子的影响外，人类使 用消耗臭氧物质也是重要原因。人们使用冰箱、空调等释放出的氟氯烃化 合物，上升到平流层后，通过光化学反应大量消耗臭氧。据研究，大气中 的臭氧总量减少1%，到达地面的太阳紫外线辐射就会增加2%。到达地面 的太阳紫外线辐射增加，一方面直接危害人体健康，另一方面还对生态环 境和农林牧渔业造成破坏。为此，臭氧层保护被认为是当今全球最重要的 环保项目之一。
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空气和水是制取O2的主要原料,工业上使用的氧气大约有97% 的氧是从空气中提取的
工业上制取氧，主要是通过物理方法液化空气，然后分馏制 氧。把所得的氧压入高压钢瓶中储存，便于运输和使用。此方 法制得的O2气，纯度高达99.5%。
实验室，由氧化物或含氧酸盐制备
(1) NaNO 3 热分解: 2NaNO 3 === 2NaNO 2 + O 2
液态氧的化学活性相当高,可与许多金属、非金属，特别 是有机物接触时，易发生爆炸性反应。因此，储存、运输 和使用液氧时须格外小心。
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7
2.3 氧的结构、性质和用途
Hale Waihona Puke • 氧化性E0 (O2/H2O) = +1.23V, E0 (O2/OH-) = +0.40V ,
O2 + NH3 → H2O + N2 或 NO
1. 分子结构
O
:O.
. O:
O3 电偶极矩μ≠0, 3个O原子不在同一直线 上;∠OOO=116.8º,键长为 127.8pm, 使 O3 分子呈等腰三角形状。 中心O原子sp2杂
化。
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2.4 臭氧
根据分子轨道法处理: O 3 分子中 三个 O 原子的这组平行的 p 轨道进行线性组合成三个分子轨道,一个是成键轨道(1)，另 一个是非键轨道(2)，第三个是反键轨道(3)，轨道的能量依 次升高。
在，约占大气质量的23%，几乎所有这些氧都来自水和二氧化碳
在绿色植物中发生的光合作用, 其净反应可表示为:
H2O + CO2 + hO2+(碳水化合物) 自然界中的氧含有三种同位素，即O16,O17和O18，在普通氧中，
O16的含量占99.76%，O17占0.04%，O18占0.2%。O18是一种稳定
四个π电子依次填入成键轨道和非键轨道，分子轨道中不存
在成单电子，所以 O3 分子是抗磁性的。而且每两个 O 原子之 间的键级不足一个双键，所以 O3 分子的键长(127.8pm)比 O 2 分子的键长(120.8pm)长一些，O3 分子的键能也低于 O2 分子而 不够稳定。
+6 137 211 56 1663
869 -190.14
126 2.10
167 67 -
818 -130
2.00 3
13.2 氧和臭氧
2.1 氧在自然界中的分布
氧是地球上含量最多,分布最广的元素。约占地壳总质量的
46.6%。在岩石层中，氧主要以氧化物和含氧酸盐的形式存在。
在海水中，氧占海水质量的89%。在大气层中，氧以单质状态存
O2分子磁O矩:······Omn或(n2)··B O····
O····
M 2.8B 3
M
是所有双原子气体唯一的具有偶数电了同时又显示顺磁性的物质
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6
2. O2性质和用途
2.3 氧的结构、性质和用途
无色气体,液态和固态均为淡蓝色
固态时有O4, O2在水中以水合物形式存在;
O4可能结构:
(2) 金属氧化物热分解： 2HgO ==== 2Hg + O 2
(3) 过氧化物热分解： 2BaO 2 === 2BaO + O 2
(4) MnO2为催化剂,加热分解KClO3：
2KClO3
MnO2 473K
2KCl + 3O2
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2.3 氧的结构、性质和用途
1. 氧分子结构
VB:
13 氧族元素
Chapter 13 Oxygen Family Element
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1
基本内容和重点要求
氧族元素通性 氧和臭氧的结构、性质及用途 水结构、性质 过氧化氢结构、性质及用途 硫及其化合物 硒和碲 无机酸强度的变化规律
重点要求掌握氧族元素通性,氧、臭氧、水、 过氧化氢的结构和性质，硫化物及其含氧酸
O 2S2 2Px1 2Py1 2Pz2
| |
MO:
O 2S2 2Px1 2Py1 2Pz2 即O=O 应为“逆磁”。
O2[KK (σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2 (2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1]
一个σ 键 (2py)2(2py*)1 三电子 键
(2pz)2(2pz*)1 三电子 键
元素，常作为示踪原子用于化学反应机理的研究中。
O2 和 O3 , 同素异形体 氧气是无色、无味、无臭的气体,在-183℃凝结为淡蓝色液体，
常以15MPa压力把氧气装入钢瓶内储存。氧气在水中的溶解度
虽然很小(30mL/H2OL)，但这是水中各种生物赖以生存的重要
条件。
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2.2 氧的制备
Fe
Fe3O4, FeO, Fe2O3
S
SO2(g)
H2S
S 或 SO2(g)
HI
I2
CH4
CO2、CO 或 C
• 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
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2.4 臭氧
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13.1 氧族元素通性
原子序数 价电子构性 主要氧化数 原子共价半径/pm
M-2 离子半径/pm
M+6 熔点/K 沸点/K 第一电离势/(kJ·mol-1) 第一电子亲合势/(kJ·mol-1) 第二电子亲合势/(kJ·mol-1) 单健离解能/(kJ·mol-1) 2021/2/1电1 负性（鲍林）
OO
氧分子的解离能较大:
OO
O2 ─→ 2O; Dθ(O2) = 498.34kJ·mol-1
所以在常温下,氧气的反应性能较差，仅能使一些还原性 强的物质如NO、SnCl2、H2SO4、KI等氧化。在加热条件 下，除卤素、少数贵金属(Au、Pt等)以及稀有气体外，氧 气几乎与所有的元素直接化合成相应的氧化物。
平流层（20 ~ 40 km）: O3 0.2ppm ,可吸
收5%紫外线。 3
hv
2O2(g)O3(g)
臭氧因其具有一种特殊的腥臭而得名,O3 是一种淡蓝色的气体,
可以冷凝为深蓝色液体(b.p. 111.9), O3 在稀薄状态下并不臭，闻
起来有清新爽快之感。雷雨之后的空气，松树林里，都令人呼吸
舒畅，沁人心脾，就是因为有少量 O3 存在的缘故。
氧O 8
-2 66 132
54.6 90 1520 -141 780 142 3.44
硫S 硒Se
16
34
ns2np4
-2, +4, +6 +4
104
117
184
191
30
42
386
490
718
958
1006 941
-200.4 -194.9
590
420
256
172
2.58 2.55
碲Te 钋Po 52 84