硫和硫的化合物要点

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硫和硫的化合物

一、氧族元素

1、原子结构和元素的性质

金属性强弱,是指元素的原子得电子能力的强弱。

*原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质,三者之间的关系。 ③、氧族元素的非金属活泼性弱于卤素

氧族元素的原子获得两个电子形成简单阴离子X 2-的倾向,比卤素原子形成X -的倾向要小得多。例如,S 元素的非金属性[*氧元素的电负性(Pauling)=3.44,

仅次于氟(3.98);氯(3.16),硫(2.58)。]

2、单质

⑴、同素异形体

①、氧单质:O 2和O 3;

②、硫单质:单质硫有近50种同素异形体。最常见的是斜方硫(菱形硫,又叫α-硫;确切

地应称为“正交硫”—具有正交面心晶胞)和单斜硫(又叫β-硫)。室温下所有的晶体硫都是由S n 环组成的,n 可以从6到20。硫的同素异形体中最常见的为环八硫S 8,由于S 8分子紧密堆积的方式不同,它有三种变体(同素异形体):即斜方硫(α-硫)、β-单斜硫和γ-单斜硫。室温下唯一稳定存在的形式是正交硫。它们都易溶于CS 2中,都是由S 8分子组成的。在环状分子中,每个硫原子以SP 3杂化轨道与另外两个硫原子形成共价单键相联结。对S 6、S 8、S 12、S x 等分子形成的晶体结构分析表明,分子中每个S 原子均与2个S 原子成键,S -S 键长206pm ,∠SSS 约为105°。

③、硒单质:有三种红色单斜多晶态(无定形)物质(α、β、γ),是由Se 8环组成,彼此的差别仅在分子间环的堆积不同,属于不良导体。室温下最稳定的是灰硒(由螺旋型链Se ∞构成的晶体,带有金属光泽的脆性晶体),热力学上最稳定的形式。市售商品则通常称为黑硒(玻璃态,包含巨型聚合环,每个环有近1000个原子,具有复杂的不规则结构)。 ④、碲单质:仅有一种银白色的晶形,称为灰碲,是带有金属光泽的脆性晶体。

*同素异形体的复杂性,从S 经Se 到Te 迅速缩减。

⑵、物理性质

O <F

S <Cl

2①、氧族单质不跟H 2O 或稀酸反应

②、跟浓硝酸的作用:6HNO 3+S →H 2SO 4+6NO 2+2H 2O(S :0→+6),

4HNO 3+Se →H 2SeO 3+4NO 2+H 2O(Se :0→+4),4HNO 3 +Te →H 2TeO 3+4NO 2+H 2O(Te :0→+4); ③、硒和碲也能跟大多数元素直接化合(当然要比O 2和S 困难一些)。

S+O 2 点燃 SO 2(空气中,淡蓝色火焰;纯O 2中,蓝紫色火焰)

Se+O 2高温

SeO 2(白色固体,易挥发。)纯蓝色火焰

Te+O 2高温

TeO 2(白色固体,不挥发。)绿蓝色火焰 3、气态氢化物

300℃

H 400℃ O 2+4H +4e 2H 2O ,φ=1.23V ;S+2H +2e H 2S ,φ=0.14V ; Se+2H ++2e -H 2Se ,φӨ=-0.40V ;Te+2H ++2e -H 2Te ,φӨ=-0.72V ;

4、氧化物及其水合物 ⑴、色态

①、氧化物的色态

②、氧化物水化物的色态

①、

222

Ⅰ、SeO2和H2SeO3能氧化H2S、HI、SO2

H2SeO3+2SO2+H2O→2H2SO4+Se,SeO2+2H2S→2S+Se+2H2O,H2SeO3+4HI→2I2+Se+3H2O

Ⅱ、在强氧化剂(F2、Cl2、浓H2O2、KMnO4等)作用下,H2SeO3、H2TeO3被氧化成H2SeO4和H6TeO6。5H2TeO3+2HClO3+9H2O→5H6TeO6+Cl2,H2SeO3+Cl2+H2O→H2SeO4+2HCl,TeO2+H2O2(ω=30%)+2H2O→H6TeO6(H2SO4介质)

②、H2SO4、H2SeO4、H6TeO6的氧化性比较:H2SeO4>H6TeO6>H2SO4

H2SeO4不但能氧化H2S、SO2、I-、Br-,中等浓度(50%)的H2SeO4还能氧化Cl-。H6TeO6也能氧化Cl-。H2SeO4(浓)+2HCl→H2SeO3+Cl2↑+H2O,H6TeO6+2H++2Cl-→TeO2+Cl2↑+4H2O

5、硒和碲的存在与用途

⑴、存在:Se和Te都是稀有的分散元素,在地壳里ω(Se)≈1×10-8,ω(Te)≈1×10-8。它们以极微量共存于各种硫化物的矿物里(如黄铁矿FeS2、闪锌矿ZnS、黄铜矿CuFeS2即Cu2S·Fe2S3、辉铜矿Cu2S…),可以从硫化物矿焙烧的烟道灰中回收。硫酸工业的烟道尘和洗涤塔的淤泥、电解铜的阳极泥等,成为制取Se和Te的主要原料。例如SeO2+2SO2+2H2O→2H2SO4+Se(红色无定形硒)

⑵、用途

①、硒

Ⅰ、灰硒是链状晶体,属于金属型。在光照下它的导电能力比在暗处大几千倍,是典型的半导体。在半导体技术中用来制造整流器、光电管和光导体(硒光电池)。Ⅱ、由真空沉积的无定形硒,是理想的静电印刷用光导体(如施乐复印机)。Ⅲ、硒作玻璃脱色剂(少量的硒加到普通玻璃中,可消除由于玻璃中含有Fe2+而产生的绿色—少量硒的红色与绿色互补而成为无色)。Ⅳ、制造硒红宝石玻璃。在玻璃中加入CdSe和CdS的固体颗粒—胶态分散体,当Cd(S,Se)含有约10% CdS时,可获得最深的红宝石色泽,但CdS相对浓度增加时,颜色从红变黄:红(40% CdS),橙(75% CdS),黄(100% CdS)。Ⅴ、CdS中添加CdSe,便得到耐热的红色颜料,广泛用于塑料、油漆、油墨和搪瓷的制造。Ⅵ、少量硒铁用来增进不锈钢的铸造、锻压与加工。Ⅶ、CdSe也是荧光物质。Ⅷ、口服亚硒酸钠可预防和治疗克山病。

②、碲

Ⅰ、把Te加入到钢和铜里,可以改善机械加工性能和抗腐蚀性能。Ⅱ、少量Te加入到铅中,可增加铅的硬度和弹性,用于制造铅缆绳。Ⅲ、碲化合物在橡胶工业中有时用作催化剂和固化剂,提高橡胶的可塑性,抗热、抗氧化和耐磨性能。Ⅳ、用于制造化合物半导体,如CdTe、Al2Te3、Bi2Te3。

二、硫及其化合物

1、硫

⑴、物理性质:斜方硫为黄色固体,密度2.06g/cm3,熔点112.8℃,沸点444.6℃。β-单斜硫为浅黄色针状晶体,密度为1.96g/cm3;熔点为119.3℃,沸点444.6℃,折射率2.038。它们的导热性和导电性都很差,性松脆,不溶于水,微溶于乙醇和乙醚,易溶于CS2、CCl4、苯和环已烷等非极性溶剂中。从CS2中再结晶,可得到纯度很高的晶状硫正交硫晶体。

S(斜方)

如果将S

则超过

S

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