无机化学课件氧族

13氧族元素(yuánsù)13.1氧族元素(yuánsù)通性13.2氧及其化合物13.3硫及其化合物13.4无机酸强度(qiángdù)的变化规律第一页，共50页。1教学(jiāoxué)目标：◆了解氧化物的分类；◆掌握氧、臭氧、过氧化氢、硫及其重要(zhòngyào)化合物的结构、性质和用途。教学(jiāoxué)重点与难点：掌握氧、过氧化氢、硫化氢、硫化物、硫的含氧酸及其盐的性质通性第二页，共50页。213.1氧族元素(yuánsù)通性溶沸点：依次↑半径：依次↑第三页，共50页。3

H2R H2OH2SH2Se H2Te化学活性：小 大稳定性： 大 小酸性： 弱 强熔沸点：最高小大单质Se单质Te氧第四页，共50页。41.氧〔O2〕分子(fēnzǐ)轨道电子排布式：13.2氧及其化合物OO键级=2，一个σ键，两个(liǎnɡɡè)三电子π键氧化(yǎnghuà)性性质：

无色无臭气体，90K凝结为蓝色液体，54k→蓝色固体

非极性分子，微溶于水，293K,s=30cm3/L水中可生成O2·H2O和O2·2H2O〔不稳定〕第五页，共50页。5碱性(jiǎnxìnɡ)介质中：酸性(suānxìnɡ)介质中：(强)

4OH

4eO2HO--22++

O2H

4e4HO2-2+++

氧化(yǎnghuà)性：

与某些过渡金属配位形成加合物

常温下不活泼，只与强复原剂反响，如NO,Sn2+,Fe2+等。高温下活泼，能与许多金属非金属反响→氧化物与CO,CH4,C,H2S等→燃烧臭氧第六页，共50页。6••

2.臭氧(chòuyǎng)(O3)：O2的同素异形体结构(jiégòu)：中心(zhōngxīn)O以sp2杂化，分别与两个O形成σ键，另一个sp2杂化轨道被孤对电子占据。键角：117o

μ=1.8×10-30C•m惟一极性单质

未参与杂化的p轨道上有一对电子与两端O原子的两个p轨道平行，三个对称性一致的p轨道线性组合成分子轨道，形成一个三中心四电子离域大π键。表示为比照第七页，共50页。7键角(jiànjiǎo)116.8°180°键级1.5<2键能小大磁性(cíxìng)抗磁性(cíxìng)顺磁性(cíxìng)O3O2比照(bǐzhào)性质：1〕淡蓝色气体，有鱼腥臭味；2〕唯一有极性的单质分子，比O2易溶于水；3〕不稳定性，易分解3O

2O23-1mrmolkJ4.285•-=HΔ稳定性O3﹤O2氧化第八页，共50页。84)氧化(yǎnghuà)性O3>O2例如(lìrú)：——测定O3含量(hánliàng)、鉴定O3或检验O35〕用途？形成第九页，共50页。9·O3的形成(xíngchéng)和O3的作用〔1〕形成(xíngchéng)：O2吸收太阳光波长＜185nm紫外线后形成(xíngchéng)O3层〔2〕臭氧层：离地面(dìmiàn)约25km处〔15km~35km〕，厚度约20km，在地面(dìmiàn)附近约0.001ppm。

当波长200~300nm紫外线照射O3时，又使之分解为O2，O3与O2互相转化的动态平衡，消耗了太阳辐射到地球能量的5%。正是O3吸收了大量紫外线，才使地球上生物免遭伤害。〔3〕制备：△△雷雨，空气中实验室：空洞第十页，共50页。10(4)臭氧层空洞(kōngdòng)1985年，发现南极上方O3层空洞；1989年，发现北极上空正在形成(xíngchéng)另一个O3层空洞；此后，发现O3层空洞每年在移动且面积不断扩大；O3层变薄和出现(chūxiàn)空洞的危害：

更多的紫外辐射到达地面，对生物具有破坏性，导致温室效应加剧。原因：1〕氟里昂(CFC，氟氯烃，几种氟氯代甲烷及乙烷的总称)被广泛用作致冷剂、发泡剂、清洗剂、气雾喷剂。2〕氮氧化物和某些自由基等保护：1987年签定蒙特利尔议定书，禁止使用CFC和其它卤代烃，减少大气污染。氧第十一页，共50页。11★氧的成键特征(tèzhēng)？★氧化物？★水？1、水的分子结构？分别用杂化轨道理论和SEPR法处理；2、液态水和冰的结构是否相同？3、什么是重水和重氧水？各有何用途？4、水有哪些异常的物理性质？原因何在(hézài)？5、为什么水的密度在3.98℃时最大？有何实际意义？6、了解水的相图；纯水的三相点、凝固点和水的冰点？7、水有哪些化学性质？8、自然界中的水和水的污染与净化？9、实验室常用的高纯水有哪几种？H2O2第十二页，共50页。12不稳定性

性质(xìngzhì)：弱酸性结构(jiégòu)：与水比较(bǐjiào)？极性、沸点？碱、光照、加热、微量存在时加速分解；贮存：光滑塑料瓶或棕色瓶。氧还第十三页，共50页。13可见：H2O2氧化性强，复原(fùyuán)性弱；是不造成二次污染的杀菌剂。酸性：氧化(yǎnghuà)复原性碱性：工业上除氯硫H2O2的检验(jiǎnyàn)？第十四页，共50页。14结构：S：sp3杂化形成(xíngchéng)环状S8分子。硫的同素异形体 斜方硫单斜硫弹性硫密度/gcm-3颜色(yánsè)黄色浅黄色190℃的熔融硫℃℃用冷水速冷弹性硫94.5oC13.3硫及其化合物物理性质(wùlǐxìngzhì)：

S8分子为分子晶体，不溶于水，溶于CS2。图第十五页，共50页。15硫的同素异形体：斜方硫单斜硫弹性硫的形成(xíngchéng)化性第十六页，共50页。16硫的化学性质(huàxuéxìngzhì)◆与许多金属直接(zhíjiē)化合◆与氢、氧、碳、卤素(lǔsù)(碘除外)、磷等直接作用◆与氧化性酸作用◆与碱作用制备：单质硫矿熔化的硫硫磺隔绝空气加热冷却、固化黄铁矿H2S第十七页，共50页。17硫化氢制取：硫代乙酰胺结构(jiégòu)：H2S结构(jiégòu)与H2O相似S以不等性SP3杂化，呈V形SHH：：键角(jiànjiǎo)H2S＜H2O键长H—S＞H—O性质(xìngzhì)第十八页，共50页。18H2S是无色(wúsè)，有腐蛋味，剧毒气体。稍溶于水，水溶液呈酸性，称氢硫酸，为二元弱酸。性质(xìngzhì)：与空气(kōngqì)(O2)反响最重要的性质是它的复原性：SH

0.144V

S

0.4497V

SOH

0.1576V

SO

232-240.3478V0.3002V其它第十九页，共50页。19与中等强度(qiángdù)氧化剂作用与强氧化剂反响(fǎnxiǎng)产物：MS第二十页，共50页。20金属(jīnshǔ)硫化物颜色：(大多数为黑色,少数需要特殊(tèshū)记忆)SnS棕,SnS2黄,As2S3黄,As2S5黄,Sb2S3橙,Sb2S5橙,MnS肉,ZnS白，CdS黄。易水解(shuǐjiě)：最易水解(shuǐjiě)的化合物是Cr2S3和Al2S3Na2S称硫化碱常用第二十一页，共50页。21易溶：NH4+和碱金属硫化物微溶：MgS，CaS，SrS(但BeS难溶)其余(qíyú)难溶。稀酸溶解(róngjiě)：水溶性：常用(chánɡyònɡ)硫化物：天然芒硝煤粉高温复原END第二十二页，共50页。22配位(pèiwèi)酸溶解(浓HCl)：END第二十三页，共50页。23氧化(yǎnghuà)性酸溶解(HNO3)：氧化(yǎnghuà)配位溶解(王水)：多硫第二十四页，共50页。246~2xS)(NH

,

SNax24x2=

S-2X2-现象(xiànxiàng)：黄→橙红→红x↑性质(xìngzhì)：遇酸不稳定(wěndìng)氧化性复原性SO2制备：第二十五页，共50页。254.二氧化硫(èryǎnghuàliú)、亚硫酸及其盐S：sp2杂化，∠OSO=119.5°，S-O键长143pm，具双键(shuānɡjiàn)特征SO2是极性分子(fēnzǐ)SO2制取：黄铁矿实验室与O3结构类似性质SO2的结构：V形第二十六页，共50页。261〕气体、无色(wúsè)，有强烈刺激性气味，有毒，为大气污染物。易溶于水，溶于水后形成亚硫酸。极性分子，易液化；气化热较大，可作致冷剂。SO2的性质(xìngzhì)：2〕氧化(yǎnghuà)复原性：从工业废气中回收硫3〕配位性：SO2具有孤电子对——可作Lewis碱，与过渡金属配位；S有空d轨道可接受电子——可作Lewis酸，如H2SO3第二十七页，共50页。27H2SO3的性质(xìngzhì)：二元中强酸(qiánɡsuān)〔只存在水溶液中〕氧化(yǎnghuà)性复原性漂白----使品红褪色-2-332101.7

HSOH

SOH×=++8--23-3106.0

SOH

HSO×=++盐第二十八页，共50页。28亚硫酸盐的性质(xìngzhì)：正盐(zhènɡyán)：酸式盐：溶解性：碱金属和铵的正盐(zhènɡyán)易溶，酸式盐易溶；的结构：S以SP3杂化，呈三角锥形。SOOO：复原性：工业除O2纺织印染业去Cl2重要盐第二十九页，共50页。29较重要(zhòngyào)的盐：工业(gōngyè)常用复原剂——溶解(róngjiě)木质素，用于造纸业不稳定性：一缩二亚硫酸钠SO3遇酸分解区别氧化性较弱：连二亚硫酸钠？保险粉？第三十页，共50页。30SO3的结构(jiégòu)：∠OSO=120°S-O键长143pm﹤单键(dānjiàn)S：3s23p45.三氧化硫(sānyǎnɡhuàliú)、硫酸及其盐S：杂化后：sp2pd2性质第三十一页，共50页。31γ型晶体(jīngtǐ)β型晶体(jīngtǐ)无色，易挥发固体；有几种聚合物例如(lìrú)：γ型晶体,为三聚分子。β型晶体,为螺旋式长链。SO3的性质：氧化性：与水第三十二页，共50页。32H2SO4的结构(jiégòu)：S：sp3杂化后形成分子(fēnzǐ)，分子(fēnzǐ)中除存在σ键外还存在(p-d)π反响配键。H2SO4分子间通过氢键(qīnɡjiàn)相连，使其晶体呈现波纹形层状结构。易溶于水：发烟硫酸浓第三十三页，共50页。33浓H2SO4的性质：无色油状液体，高沸点(fèidiǎn)，粘稠性强吸水性：作枯燥(kūzào)剂。二元强酸(qiánɡsuān)2-100.1×=强脱水性：从纤维、糖中夺取水。水合热高，如何稀释？氧化第三十四页，共50页。34强氧化(yǎnghuà)性与非金属反响(fǎnxiǎng)：与不活泼(huópo)金属反响：与活泼金属反响：O4HS3ZnSO)(SO4H3Zn2442+++浓O4HSH4ZnSO)(SO5H4Zn22442+++浓制取？用途？盐热稳定性高，高于沸点才分解第三十五页，共50页。35硫酸盐的性质(xìngzhì)正盐(zhènɡyán)：酸式盐：溶解性：多数(duōshù)易溶，酸式盐易溶；微溶盐有难溶盐有热稳定性：金属离子的极化作用越强那么易分解。等稳定，1000℃不分解固体硫酸盐常带结晶水：（胆矾）—消毒、杀菌、制农药。〔P716〕SOOOO2－其他第三十六页，共50页。36〔绿矾(lǜfán)〕—农药、药物、墨水等。〔石膏(shígāo)〕—绷带〔皓矾(hàofán)〕〔芒硝〕—化工原料〔明矾〕—净水剂、媒染剂等。〔铬矾〕〔摩尔盐〕—作复原剂矾——通式为其它酸第三十七页，共50页。37硫代硫酸(liúsuān)(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。硫代硫酸(liúsuān)盐：Na2S2O35H2O，海波，大苏打。硫代硫酸(liúsuān)及其盐制备(zhìbèi)：性质：◆易溶于水,水溶液呈弱碱性；

◆遇酸分解：(pH<4.6)OHSOSOSH2HOS22322-232++++复原第三十八页，共50页。38II◆复原(fùyuán)性：◆配位(pèiwèi)性：用于碘量法测定I2纺织(fǎngzhī)造纸业除氯、防毒面具吸收Cl2作定影液白→黄→棕→黑焦第三十九页，共50页。39冷却发烟硫酸时，可以析出(xīchū)焦硫酸晶体H2S2O7为无色(wúsè)晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强。焦硫酸盐可作为(zuòwéi)熔矿剂焦硫酸及其盐与水作用过第四十页，共50页。40过氧化氢(ɡuòyǎnɡhuàqīnɡ)：H-O-O-H过二硫酸(liúsuān)过一硫酸(liúsuān)过硫酸及其盐磺酸基过二硫酸盐：强氧化剂：稳定性差：——用于钢铁分析中测定锰含量H-O-H连第四十一页，共50页。41连硫酸(liúsuān)及其盐通式(tōngshì)：

连二硫酸(liúsuān)

连五硫酸

连四硫酸

连三硫酸盐易溶于水，不稳定，盐浓度高时分解

结构：P262，含个数不等的曲折硫链衍第四十二页，共50页。427、硫的含氧酸的卤素(lǔsù)衍生物OSOSClClOOSClClOOS硫酰卤和亚硫酰卤——硫的含氧酸中—OH被卤素(lǔsù)取代后的产物亚硫酰基硫酰基亚硫酰氯或氯化亚硫酰硫酰氯或氯化硫酰卤磺酸(huánɡsuān)——局部—OH被卤素取代氟磺酸氯磺酸酸强度第四十三页，共50页。4313.4无机酸强度(qiángdù)的变化规律13.4.1影响(yǐngxiǎng)无机酸强度的直接因素无机酸氢化物HX、H2S含氧酸HXO、H2SO4影响酸性强弱的直接因素：与质子(zhìzǐ)直接相连的原子对质子(zhìzǐ)的束缚力——该原子的电子密度——与该原子所带负电荷数和体积有关。如，酸性强弱顺序：氢酸第四十四页，共50页。4413.4.2氢化物酸性(suānxìnɡ)强弱规律同一周期(zhōuqī)，随原子序数的增加，氢化物的酸性增加；同一族，随原子序数(yuánzǐxùshù)的增加，氢化物的酸性增加；如何解释递变规律？1、热力学上解释脱水解离表13-15表13-14结果第四十五页，共50页。452、从物质结构观点(guāndiǎn)解释同一(tóngyī)周期，如同一(tóngyī)族，如与质子相连原子的氧化数相同，但半径依次↑，原子的电子密度↓酸性↑。与质子相连原子的氧化数↓，所带负电荷↓，原子的电子密度↓酸