中山大学无机化学精品课程-第12章-氧族元素

2
2
2
O (1.68) 3
H SO (1.80) H S O 2-(1.88) 2 3
1
24
S
O
2-(1.00)
S O 2-(1.04) 46
0
23
SO 24
(2.15)
Z
2
(-0.28) -2
0
2
4
6
OH(-0.79)
-1
HO 2
(-2.46)
H O -2 22
(-0.68)
-3
S O 2-(-1.48) 23 S O 2-(-1.52) 24
1 2 2 p p2 zy(
)
2px
＝n(n2)B.. M 1.7B 3 .M 1＋. 23
O 22,M:O ( 1s)2(
1 s)2(
2s)2(
2 s)2(
2p)x2
2 2 2p p2 y z
2 2 2 p p2 y z (
)
2px
＝n(n2)B.. M 0
1 s)2(
2s)2(
2 s)2(
2px )2
2p2 y 2pz
2 2 p p1 y z(
2p
x )
＝n(n2)B..M 2.83 B.M.
O2分子成键: 1＋223
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O2分子顺磁
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O 2,M:O ( 1s)2(
1 s)2(
2s)2(
2 s)2(
2p)x2
2 2 2p p2 y z
（2）与电负性较大、价电子数目较多的元素的原子成键
O-F < S-F O-Cl < S-Cl
190 326
205 255 kJ·mol-1
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（3）与电负性较小、价电子数目较少的元素原子成键 O-C (359 ) > S-C (272) ; O-H (467) > S-H(374 kJ·mol-1)
1
O 2＋ ,M:O ( 1s)2(
1 s)2(
2s)2(
2 s)2(
2 2p)x2 2p2 y
2pz
0 2 2 p p1 y z (
)
2p x
＝n(n2)B.. M 1.7B 3 .M 1＋ .122＋ 123
O 22＋ ,M:O ( 1s)2(
Se 2-(-1.48) 3
Se 2-(-1.38) 4
T eO 2-(-1.48) 4
T eO 2-(-2.28) SO 2-(-2.64) 3
3
-4
氧 族 元 素 的 △ G ° / F —Z 图
SO 2-(-4.48) 4
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(2) 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:
5 4
Se 2-(5.26) 4
H TeO (4.16)
6
6
S
O
2-
28
(4.16)
(2.28)T e2-
3
TeO (2.12)
H Se (2.96)
23
S O 2-(2.37)
26
(1 .8 4 )S e 2-
(1.44)H Te
SH2-S(0e.920 )
2
(0.80) HO -(0.08)
HS
肺
HbFe(II) + O2
HbFe(II) ←O2 (氧合血红蛋白)
人体各组织
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3. 臭氧 (ozone) O3
室温,有鱼腥味的淡蓝色气体, m.p. 80 K, b.p.161 K.
(1) O3的分子结构
O3 分子电偶极矩μ≠0, → 3个O原子不在同一直线上; 键角∠OOO = 116.8º， → 中心O原子sp2杂化。
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§12.2 第二周期元素—氧的特殊性
1. 氧化态:O基本为-2.
例外： -1
+1
+2
H2O2 2. EA1：O < S 3. 单键解离能
O2F2
OF2
类似 ：F < Cl
（1）自身成键（E-E）
O-O < S-S > Se-Se > Te-Te
142 264 172
--- kJ·mol-1
(1) 氧化性
φØ (O2/H2O) = 1.23 V, φØ (O2/OH-) = 0.40 V
Fe
Fe3O4, FeO, Fe2O3
S
SO2(g)
H2S
S 或 SO2(g)
O2 + NH3
→ H2O + N2 或 NO
HI
I2
CH4
CO2、CO 或 C
…
…
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△ G° / F（V）
1 s)2(
2s)2(
2 s)2(
2p)x2
2 2 2p p2 y z
0 2 2 p p0 y z (
2 p)x
1 ＋2 ＝n 1/9(/n 20 21 2)B.. M 0
2 2
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2. O2化学性质
氧化性（主要）,配位性（生物体中重要）。 由氧族元素△G Ø /F-Z图讨论氧化-还原性。
第12章 氧族元素 Group VIA : O S Se Te Po
§12.1 氧族元素概述 1. 氧族元素基本性质
基本性质 价层电子构型 主要氧化数
第一电离能/kJ·mol 电负性 (Pauling) EA1/kJ·mol-1 EA2 /kJ·mol单键解离能/kJ·mol-1
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4. 双键离解能 O=O (493.59 kJ·mol-1 ) > S=S (427.7 kJ·mol-1)
D(r)
D(r)
2p 2p
r 第二周期元素:2p-2p π键特征。
3p 3p
r
第三周期元素:3p-3pπ键非特征。 可与第二周期元素形成 p-d 反 馈π键,如SO42- 、PO42-
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O
S
Se
ns2np4
-2
-2 +4 +6
-2 +4 +6
1314 1000 941
3.44
2.58 2.55
141.0 < 200.4 195.0
-780.7 < -590.4 -420.5
142 < 268 172
Te
-2 +4 +6 869 2.1 190.1 ---126
1
主族元素原子半径变化规律(pm)
O2 、 Baidu Nhomakorabea3 两种单质, 同素异形体
1． 氧分子形态O2 O-2 O22- O2+ O22+
O2分子结构: VB： O 2s2 2px1 2py1 2pz2 | |
O 2s2 2px1 2py1 2pz2 即： O=O 似应为“逆磁”。
MO: O2分子轨道式
2 1
(
1s)2(
4
5．键型
多数氧化物为离子型,而硫化物、硒化物、碲化
物 多 数 为 共 价 型 ， 仅 IA 、 IIA 化 合 物 Na2S 、 BaS……等为离子型。
6. 配位数
中心原子 周期 价轨道数
C.N.max
O
二 4 (2s2px2py2pz) 4 [H3O]+
S
三9
6 SF6
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§12.3. 氧和臭氧