无机化学氧族元素全解
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▲这些原子（3个或3个以上）在同一平面上。 ▲每一个原子有一个相互平行的 p 轨道。 ▲ p 电子数目必须小于 p 轨道数目的2倍。
O3性质：
•不稳定性 2O 3 3O 2 Δ r H m = -285 .4kJ • mol -1
•氧化性
O3 + 2H+ + 2e- O2 + H2O A = 2.03V
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
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。
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
O3 + H2O + 2e- O2 + 2OH- B = 1.23V
O3 + 2I - + 2H + I2 + O2 + H 2O
8
12.3 过氧化氢（H2O2）
94o
结构：
97pm
H
97 o
O 149pm O
97 o
H
性质： •弱酸性
H2O2
HO-2 + H+ K 1 = 2.0×10-12，K 2 10-25
臭氧大部分集中在距地面15km~35km处， 即臭氧层，并在约25km处出现浓度的极大 值。平流层臭氧吸收了大部份太阳辐射，阻 挡有害的紫外辐射到达地面，使地球生物免 受紫外线的伤害，而透过的少量紫外辐射， 又可杀菌防病，保护了人类和地球生物。
放电的条件下,空气中的氧气可转化为臭氧：
3O2 噲垐无垐自声垐发放电垎垐 2 O3 6
•与强氧化剂反应 产物： S
SO24-
H2S + 4X2 (Cl2,Br2 ) + 4H2O H2SO4 + 8HX
5H2S
+
2MnO
4
+
6H+
2Mn2+
+
5S
+
8H2O
5H2S + 8Mn O-4 +14H+ 8Mn2+ + 5SO42- +12H2O
15
金属硫化物
颜 色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆)
H2O2 + Ba(OH)2
BaO2 + 2H2O
•不稳定性
2H 2O 2
2H2O + O2 △ rHm = -196kJ mol-1 9
•氧化还原性
酸性：O2 0.695V H2O2 1.776V H2O
H2O2 + 2Fe 2+ + 2H + 2Fe 3+ + 2H 2O
4H 2O2 + PbS(s, 黑) PbSO 4 (s,白) + 4H 2O
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
SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄, Sb2S3橙, Sb2S5橙, MnS 肉,ZnS 白， CdS 黄。 易水解：最易水解的化合物是
Cr2S3和Al2S3
2M3+ + 3S2- + 6H2O 2M(OH)3 + 3H2S (M = Al, Cr)
分子轨道电子排布式：
(σ
1s
)2
(σ
* 1s
)
2
(σ
2s
)
2
(σ
*
2s
)
2
(σ
2
p
)
2
(π源自文库
2
p
)
4
(π
*
2
p
)
2
酸性：(氧化性强) O2 + 4H+ + 4e-
碱性：O2 + 2H2O + 4e-
O O •
•
••• •••
• •
顺磁性
2H2O = 1.23 V 4OH- = 0.401V
5
2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体 臭氧是一种淡蓝色的气体，有鱼腥味。
第 12 章 氧族元素
Chapter 12 Oxygen Group Elements
12.1 氧族元素通性 12.2 氧和臭氧 12.3 过氧化氢 12.4 硫及其化合物
12.1 氧族元素通性
氧族
(VIA) 元素
O
S
非金属
存在 单质或矿物
价层电 子构型
2s22p4
3s23p4
电负性 3.44 2.58
0.4497V S 0.144V 0.3478V
2H2O + 2SO2
H2S
2H2S + O2 不完全 2H2O + S
14
•与中等强度氧化剂作用
H2S + 2Fe 3+ S + 2Fe2+ + 2H +
Fe2S3
FeS
H2S + X2 S + 2X - + 2H + (X = Cl, Br, I)
Se
Te
Po
准金属
放射性金属
共生于重金属硫化物中
4s24p4 5s25p4
6s26p4
2.55 2.10
2.0
氧化值 -2, (-1) ±2,4,6 ±2,4,6 2,4,6
晶体
分子 晶体
分子 晶体
红硒 (分子晶体)
灰硒 (链状晶体)
链状 晶体
2,6
金属 晶体
2
单质Se
H2R 化学活性： 稳 定 性： 酸 性：
1、硫的同素异形体：
结构： S：sp3杂化 形成环状S8分子。
物理性质：
硫有几种同素异形体
斜方硫
密度/gcm-3 2.06
颜色
黄色
稳定性 < 94.5℃
单斜硫
1.99 浅黄色 > 94.5℃
弹性硫
190℃的熔融硫 用冷水速冷
S(斜方) 94.5oC S(单斜) 190C 弹性硫 12
斜
单
方
斜
硫
硫
弹性硫的形成 13
5H 2O2
+
2MnO
4
+
6H +
2Mn
2+
+
5O 2
+ 8H 2O
碱性：HO
2
+
H2O
+
2e -
3OH - , B = 0.87V
3H 2O2
+
2Cr(OH)
4
+
2OH -
2CrO
24
+ 8H 2O
可见：H2O2氧化性强，还原性弱； 是不会造成二次污染的杀菌剂。 10
•过氧链转移反应
酸性氧化物
O3性质：
•不稳定性 2O 3 3O 2 Δ r H m = -285 .4kJ • mol -1
•氧化性
O3 + 2H+ + 2e- O2 + H2O A = 2.03V
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
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。
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
O3 + H2O + 2e- O2 + 2OH- B = 1.23V
O3 + 2I - + 2H + I2 + O2 + H 2O
8
12.3 过氧化氢（H2O2）
94o
结构：
97pm
H
97 o
O 149pm O
97 o
H
性质： •弱酸性
H2O2
HO-2 + H+ K 1 = 2.0×10-12，K 2 10-25
臭氧大部分集中在距地面15km~35km处， 即臭氧层，并在约25km处出现浓度的极大 值。平流层臭氧吸收了大部份太阳辐射，阻 挡有害的紫外辐射到达地面，使地球生物免 受紫外线的伤害，而透过的少量紫外辐射， 又可杀菌防病，保护了人类和地球生物。
放电的条件下,空气中的氧气可转化为臭氧：
3O2 噲垐无垐自声垐发放电垎垐 2 O3 6
•与强氧化剂反应 产物： S
SO24-
H2S + 4X2 (Cl2,Br2 ) + 4H2O H2SO4 + 8HX
5H2S
+
2MnO
4
+
6H+
2Mn2+
+
5S
+
8H2O
5H2S + 8Mn O-4 +14H+ 8Mn2+ + 5SO42- +12H2O
15
金属硫化物
颜 色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆)
H2O2 + Ba(OH)2
BaO2 + 2H2O
•不稳定性
2H 2O 2
2H2O + O2 △ rHm = -196kJ mol-1 9
•氧化还原性
酸性：O2 0.695V H2O2 1.776V H2O
H2O2 + 2Fe 2+ + 2H + 2Fe 3+ + 2H 2O
4H 2O2 + PbS(s, 黑) PbSO 4 (s,白) + 4H 2O
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
SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄, Sb2S3橙, Sb2S5橙, MnS 肉,ZnS 白， CdS 黄。 易水解：最易水解的化合物是
Cr2S3和Al2S3
2M3+ + 3S2- + 6H2O 2M(OH)3 + 3H2S (M = Al, Cr)
分子轨道电子排布式：
(σ
1s
)2
(σ
* 1s
)
2
(σ
2s
)
2
(σ
*
2s
)
2
(σ
2
p
)
2
(π源自文库
2
p
)
4
(π
*
2
p
)
2
酸性：(氧化性强) O2 + 4H+ + 4e-
碱性：O2 + 2H2O + 4e-
O O •
•
••• •••
• •
顺磁性
2H2O = 1.23 V 4OH- = 0.401V
5
2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体 臭氧是一种淡蓝色的气体，有鱼腥味。
第 12 章 氧族元素
Chapter 12 Oxygen Group Elements
12.1 氧族元素通性 12.2 氧和臭氧 12.3 过氧化氢 12.4 硫及其化合物
12.1 氧族元素通性
氧族
(VIA) 元素
O
S
非金属
存在 单质或矿物
价层电 子构型
2s22p4
3s23p4
电负性 3.44 2.58
0.4497V S 0.144V 0.3478V
2H2O + 2SO2
H2S
2H2S + O2 不完全 2H2O + S
14
•与中等强度氧化剂作用
H2S + 2Fe 3+ S + 2Fe2+ + 2H +
Fe2S3
FeS
H2S + X2 S + 2X - + 2H + (X = Cl, Br, I)
Se
Te
Po
准金属
放射性金属
共生于重金属硫化物中
4s24p4 5s25p4
6s26p4
2.55 2.10
2.0
氧化值 -2, (-1) ±2,4,6 ±2,4,6 2,4,6
晶体
分子 晶体
分子 晶体
红硒 (分子晶体)
灰硒 (链状晶体)
链状 晶体
2,6
金属 晶体
2
单质Se
H2R 化学活性： 稳 定 性： 酸 性：
1、硫的同素异形体：
结构： S：sp3杂化 形成环状S8分子。
物理性质：
硫有几种同素异形体
斜方硫
密度/gcm-3 2.06
颜色
黄色
稳定性 < 94.5℃
单斜硫
1.99 浅黄色 > 94.5℃
弹性硫
190℃的熔融硫 用冷水速冷
S(斜方) 94.5oC S(单斜) 190C 弹性硫 12
斜
单
方
斜
硫
硫
弹性硫的形成 13
5H 2O2
+
2MnO
4
+
6H +
2Mn
2+
+
5O 2
+ 8H 2O
碱性：HO
2
+
H2O
+
2e -
3OH - , B = 0.87V
3H 2O2
+
2Cr(OH)
4
+
2OH -
2CrO
24
+ 8H 2O
可见：H2O2氧化性强，还原性弱； 是不会造成二次污染的杀菌剂。 10
•过氧链转移反应
酸性氧化物