大学无机化学基础第章氧族元素

LiO NaO
BeO B2O3 CO2 MgO Al2O3 SiO2
N2O5 P2O5 SO3
酸碱 性性 减增
酸性增强 碱性减弱
弱强
2-3 臭氧（O3）
一、臭氧的存在 二、臭氧的性质和用途 三、臭氧的结构
一、臭氧的存在
在离地面20- 40km 处有个臭氧层，
为0.2ppm。
原高 理空 ：臭
氧 层 的 形 成
1006
941
869
818
第一亲合势/（kJ·mol-1） 141
200．4 194．9 190．14 130
百度文库
第二亲合势/（kJ·mol-1） -780
-590
-420
--
--
单键离解能/（kJ·mol-1） 142
256
172
126
--
电负性
3．44 2．58 2．55 2．10 2．00
电负性：氧仅次于氟，
还原剂
在高价含氧酸中，氧化性最大的是 第四周期的硒含氧酸最强。（卤素 是第四周期的溴含氧酸最强，）
低价的硒化物 和碲化物也是
强还原剂
第二节 氧和臭氧 (Oxygen and Ozone)
2-1
氧（Oxygen）
本节讨论氧、氧化 物和臭氧的性质
一、氧的 成键特征
１、氧原子O在化合物中的成键 特征 ２、以臭氧分子O3成键的化合 物（称臭氧化合物） ３、以氧分子O2成键的化合物
SO2+2NaOH＝ Na2SO3+H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2
3.两性氧化物 能与酸反应又能与碱反应的氧化 物称两性氧化物: Al2O3、ZnO、Cr2O3、PbO2等
二、氧化物性质变化规律
１、同周期元素的氧化物，从左到右，酸性增强，
碱性减弱。
２、同主族元素的氧化物，自上而下，碱性增强， 酸性减弱。 ３、同元素不同价态氧化物，高价态呈酸性，低 价态呈碱性。
２、化学活泼性：O S Se Te Po
非金属 半金属 金属
非金属性递减 金属性递增
存在
• 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
１、氧原子在化合物中的成键特征
2s22px22py12pz1
夺取两个电 子形成O2-
电共 子用
两 个
接受电子 对形成配 键→O
形成两个 单键 -O-
形成一个 双键 O=O
(1) 与活泼金属元素结合形成O2-的离子化合 物。 如：Na2O，CaO
(2) 形成－2 价共价化合物： 共价单键(-O-) 如：H2O, Cl2O 。 共价重键 （由于它的半径小,当两个原子形 成键后，还容易形成π键） 双重键：O＝C＝O。 叁重键: C≡O, N≡O的分子结构。
1.碱性氧化物
CuO+H2S３O、4=C两u性SO氧4+化H2物O
是与碱４反、应中生性成氧盐化和物水
是与酸反应生成盐和水 的氧化物，大部分的非
的金属氧化物。金属越 金属氧化物、某些高价
活泼，与水反应的程度 金属氧化物等是酸性氧
越大，碱性越强。
化物。
2.酸性氧化物
SO2+H2O＝H2SO3
酸性氧化物的水合物就 是酸,所以它又称为酸酐。
氧
的氧化数为－2 。 熔点、硫沸点、硒随半径碲的增大钋 而增大ns；2np4第一电离势和电负 性则-2变，2小，。-2，2 ， -2，2 ， 2，4
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
: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
氧是自然界含量最大的元素，丰度为46.6%， 它与所有元素都能形成化合物，单质氧的制备 主要是由液态空气分馏得到。
2-2 氧化物
一、氧化物的性质
Na2O+H2O＝2NaOH NCaaO2O++HH22O１２S=O=、、4C＝碱酸a（N性性aO氧 氧2SH化 化O）4+物 物2H2O
氧气在紫外线的作用下发生如下
平衡：
O2+hv(波长＝242nm)→O+O O+O2＝O3 O3+hv(波长＝220-320 nm)→O2+O 由于上述反应，使太阳光的大部分
紫外线被吸收，从而使地面的生物
免遭紫外线的伤害。
人类应当如何保护 臭氧层？
地面大气层含量极 微，仅0.001ppm，
这幅由美国航空航天局提 供的影像中，南极上空的臭氧 层空洞就像一个巨大的蓝色水 滴。美国航空航天局的科学家 2000年9月8日宣布，南极上空 2000年9月3日的臭氧层空洞面 积达到2830万平方公里。
本章讲解内容
第一节 氧族元素的通性
第二节 氧和臭氧
第三节 过氧化氢
第四节 硫及其化合物
第五节 硒和碲
请选择
第一节 氧族元素的通性
1-1 通性
氧化数：最大氧化数为 性＋质6,变氧化在规一律般性价化：电合子物层中结构
与氟1、相一似些，重氧要的数第据 一电子亲合势，离 解能价 主反电 要子 氧常层 化变结 数小构 ，表-2
２、以臭氧分子成键的化合物（称臭氧化合物） 如:离子化合物KO3，共价型的O3F2
３、以氧分子成键的化合物 (1) O2 分子得到一个电子或两个电子形成超氧离子 (O2-)和过氧离子(O22-)化合物。如：KO2 ，Na2O2 (2) 形成过氧共价化合物：如H-O-O-H
(3) 形成二氧基O2+ 阳离子化合物。相当于一 价金属离子,如O2 与F2 共同作用于Pt时, O2 分 子被F原子夺取一个电子而形成二氧基化合物
配位键 [1].作为电子对接受体形 成配位键：两个成单电子归并空 出一个2P轨道，接受外来配位电 子对而形成O←。如SO42-的结构：
[2].作为配位原子形成配位键：氧原子上还有孤 电子对，是很强的配位原子，如形成水合物，醚 合物，醇合物和氢键等。孤电子对还可以形成dpπ键，如：PO43-中的P ←== O键。
• 硒 Se：硒铅矿 PbSe， 硒铜矿 CuSe • 碲 Te：碲铅矿 PbTe 为 10-6-10-7% • 钋 Po：放射性元素，本章不做介绍。
1-2 氧族元素的电势图
酸性溶液中， H2O2、O2、O3 均为强氧化剂
酸介质中， 过硫酸盐是
强氧化剂
低价硫化合物不论在酸性 还是在碱性溶液中都是强