第15章 氧族元素

P区元素（1）1.试用分子轨道理论描述下列各物种中的键、键级和磁性（顺磁性、逆磁性）和相对稳定性。

（1）O2+（二氧基阳离子）（2）O2（3）O2-（超氧离子）（4）O22-（过氧离子）解:见下表物种分子轨道键键级磁性相对稳定性O2+KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)11( П2pz*)0一个σ键一个二电子П键，一个三电子П键2.5 顺依次减小O2KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)1一个σ键二个三电子П键2 顺O2-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)1一个σ键一个三电子П键1.5 顺O22-KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p)4(П2py*)1( П2pz*)2一个σ键 1 逆2. 重水和重氧水有何差别？写出它们的分子式。

它们有何用途？如何制备？答:重水:D2O；重氧水: ；重水是核能工业常用的中子减速剂，重氧水是研究化学反应特别是水解反应机理的示踪剂。

3. 解释为什么O2分子具有顺磁性，O3具有反磁性？答：根据O2分子的分子轨道式KK（σ2s）2（σ2s*）2（σ2p）2(П2p) 4(П2py*)1( П2pz*)1分子中两个П2p反键轨道各有一单电子，因此它具有顺磁性。

在O3分子中，每个氧原子各用一个P轨道组成一个成键П轨道，一个反键П轨道，一个非键П轨道，其中4各P电子，两个进入成键П轨道，两个进入非键П轨道，П键键级为一，分子没有成单电子，所以分子具有反磁性。

4.在实验室怎样制备O3？它有什么重要性？5.答:在实验室里制备臭氧主要靠紫外光(<185nm)照射氧或使氧通过静电放电装置而获得臭氧与氧的混合物,含臭氧可达10%。

臭氧发生器的示意图见图13-10。

它是两根玻璃套管所组成的,中间玻璃管内壁镶有锡锚,外管外壁绕有铜线,当锡箔与铜线间接上高电压时,两管的管壁之间发生无声放电(没有火花的放电),02就部分转变成了036.7.油画放置久后为什么会发暗、发黑？为什么可用H2O2来处理？写出反应方程式。

第十五章 氧族元素15-4 比较O 3 和O 2 的氧化性﹑沸点﹑极性和磁性的相对大小。

15-5少量Mn 2+ 可以催化分解H 2O 2 其反应机理届时如下：H 2O 2 能氧化Mn 2+ 为MnO 2 ，后者又能使H 2O 2 氧化，试从电极电势说明上述解释是否合理，并写出离子反应方程式。

15-6写出 H 2O 2 与下列化合物的反应方程式，K 2S 2O 8﹑Ag 2O ﹑O 3﹑Cr(OH)3 在NaOH 中﹑Na 2CO 3（低温）。

15-9（1）纯H 2SO4是共价化合物，却有较高的沸点（657K ），为什么？15-11 完成下面反应方程式并解释在反应（1）过程中，为什么出现由白到黑的颜色变化？（1）Ag + + S 2O 32-(少量) → （2）Ag + + S 2O 32-(过量) →15-12硫代硫酸钠在药剂中常用做解毒剂，可解卤素单质﹑重金属离子及氰化物中毒。

请说明能解毒的原因，写出有关的反应方程式。

15-14电解硫酸或硫酸氢氨制备过二硫酸时，虽然Φθ(O 2/H 2O)(1.23V) 小于Φθ(S 2O 82-/SO 4)(2.05V) ，为什么在阳极不是H 2O 放电，而是HSO 4- 或 SO 4- 放电？ 15-15在酸性的KIO 3 溶液中加入Na 2S 2O 3 ，有什么反应发生？15-16写出下列各题的生成物并配平。

（1）Na 2O 2 与过量冷水反应；（2）在Na 2O 2固体上滴加几滴热水；（3）在Na 2CO 3 溶解中通入SO 2 至溶液的PH=5左右；（4） H 2S 通入 FeCl 3溶液中；（5） Cr 2S 3 加水；（6）用盐酸酸化多硫化铵溶液；（7）Se 和HNO 3 反应。

15-19画出SOF 2 ﹑SOCl 2 ﹑SOBr 2 的空间构型。

他们的O -S 键键长相同吗？请比较它们的O-S 键键能和键长的大小。

15-20现将硫极其重要化合物间的转化关系列成下表，请试用硫的电势图解释表中某些化学反应的原因。

第十三章氧族元素内容提要本章主要介绍氧气、臭氧、过氧化氢，硫化物、多硫化物，二氧化硫和亚硫酸盐，三氧化硫和硫酸盐，硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐、过二硫酸盐、连多硫酸盐，硫的卤氧化物等化合物的结构、性质和用途；对硒和碲及其化合物只作简介。

15-1 氧族元素的通性15-1-1 氧族存在氧族元素包括氧、硫、硒、碲、钋五种元素。

氧是地球表面丰度最大的元素。

氧构成了大气质量的23%，岩石质量的46%，水质量的85%以上。

硫占地壳质量的0.034%，元素丰度序列中第16位，火山多发地区含有单质硫，天然气中的H2S、原油和煤中的有机硫化合物、硫铁矿及其它重金属硫化物矿、硫酸盐矿（石膏和重晶石矿）。

另外硫还存在于植物、动物的蛋白质中。

硒和碲共生于金属硫化物矿中，制备硒和碲的主要原料是电解法精炼铜的阳极泥和焙烧硫化物矿的烟道气尘。

钋，是居里夫人在铀矿和钍矿中发现的放射性元素。

15-1-2 氧族元素的基本性质表15-1 氧族元素的一些基本性质原子序数8 16 34 52 84相对原子质量15.99 32.06 78.96 127.60 209价电子层结构2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4常见氧化态-Ⅱ,-Ⅰ,0 -Ⅱ,0,+Ⅱ,+Ⅳ,+Ⅵ-Ⅱ,0,+Ⅱ,+Ⅳ,+Ⅵ-Ⅱ,0,+Ⅱ,+Ⅳ,+Ⅵ—共价半径/pm66 104 117 137 167离子半径M2-/pm140 184 198 221 230第一电离势(kJ/mol)1314 1000 941 869 812第一电子亲合能(kJ/mol)-141 -200 -195 -190 -183第二电子亲合能(kJ/mol) 780 590 420 295 —单键离解能(kJ/mol) 142 226 172 126 —电负性 3.44 2.58 2.55 2.10 2.00氧族元素从非金属向金属过渡：氧和硫是典型的非金属，硒和碲是准金属，而钋是典型的金属，为放射性元素。

无机化学第二章答案【篇一：大学无机化学第二章(原子结构)试题及答案】txt>本章总目标：1：了解核外电子运动的特殊性，会看波函数和电子云的图形2：能够运用轨道填充顺序图，按照核外电子排布原理，写出若干元素的电子构型。

3：掌握各类元素电子构型的特征4：了解电离势，电负性等概念的意义和它们与原子结构的关系。

各小节目标：第一节：近代原子结构理论的确立学会讨论氢原子的玻尔行星模型e?第二节：微观粒子运动的特殊性1：掌握微观粒子具有波粒二象性（??2：学习运用不确定原理（?x??p?第三节：核外电子运动状态的描述1：初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法——处于定态的核外电子在核外空间的概率密度分布（即电子云）。

2：掌握描述核外电子的运动状态——能层、能级、轨道和自旋以及4个量子数。

3：掌握核外电子可能状态数的推算。

第四节：核外电子的排布1：了解影响轨道能量的因素及多电子原子的能级图。

2;掌握核外电子排布的三个原则：1能量最低原则——多电子原子在基态时，核外电子尽可能分布到能量最低○的院子轨道。

2pauli原则——在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子，或者说是在○同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。

3hund原则——电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式○hh）。

?pmv13.6ev。

n2h）。

2?m分别占据不同的轨道。

3:学会利用电子排布的三原则进行第五节：元素周期表认识元素的周期、元素的族和元素的分区，会看元素周期表。

第六节：元素基本性质的周期性掌握元素基本性质的四个概念及周期性变化1从左向右，随着核电荷的增加，原子核对外层电子的吸引1：原子半径——○2随着核外电子数的增加，电子间的相互斥力力也增加，使原子半径逐渐减小；○也增强，使得原子半径增加。

但是，由于增加的电子不足以完全屏蔽增加的核电荷，因此从左向右有效核电荷逐渐增加，原子半径逐渐减小。

2：电离能——从左向右随着核电荷数的增多和原子半径的减小，原子核对外层电子的引力增大，电离能呈递增趋势。

氧族元素的氧化态和还原性
氧族元素是周期表中的第16族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋。

这些元素有着一些共同的特征，其中包括它们的氧化态和还原性。

1. 氧化态：
氧族元素通常表现出-2的氧化态。

这是因为它们有6个外层电子，需要获得2个电子才能达到稳定的8个电子配置，即通过获得2个负电荷形成氧化态-2。

因此，氧气（O2）的氧化态是0，而硫（S）、硒（Se）、碲（Te）和钋（Po）的氧化态分别是-2。

2. 还原性：
氧族元素的还原性增加随着周期表向下移动而增加。

这是因为原子半径增加，并且电子外层能级离核能量增加。

因此，最上面的氧气分子（O2）相对稳定，不容易还原，而下面的硫、硒、碲和钋元素更容易发生还原反应。

还原性也受到其他因素的影响，如氧族元素的电负性。

电负性是一个元素对电子的吸引力，越高则越容易发生还原反应。

在氧族
元素中，氧的电负性最高，所以它是最好的氧化剂，即它更容易从其他元素那里接受电子，发生还原反应。

此外，硫、硒、碲和钋也可以作为氧化剂，但它们相对于氧来说还原性较弱。

这是因为它们的电负性较低，因此不容易从其他元素那里吸引电子。

综上所述，氧族元素的氧化态通常为-2，并且其还原性随着周期表向下移动而增加。

氧的还原性最强，而硫、硒、碲和钋的还原性相对较弱。

这些特性对于理解氧族元素在化学反应中的行为和性质非常重要。

注意：以上内容仅供参考，如有引用，请确认后再引用。

第十二章氧族元素总体目标:1、了解氧化物的分类2、握氧、臭氧、过氧化氢的结构、性质与用途3、掌握硫的多种氧化态所形成的重要化合物的结构、性质、用途以及它们之间的相互转化关系。

各节目标:第一节氧及其化合物1、掌握氧、臭氧的结构、性质、制备与用途;氧的成键特征2、了解氧化物的分类;掌握主要氧化物的结构、制备与性质(与水的作用、酸碱性)3、掌握过氧化氢的结构、实验室与工业制法、性质与用途第二节硫及其化合物1、了解硫的同素异形体、制备、性质与用途2、掌握硫化氢的制备、结构与性质;了解金属硫化物的主要性质3、掌握SO2、SO3、H2SO3、H2SO4与它们相应的盐、硫代硫酸及其盐、过二硫酸及其盐的结构、性质、制备与用途以及它们之间的相互转化关系第三节硒、碲及其化合物了解硒、碲及其化合物的结构与性质习题一选择题1、H2O2熔、沸点较高(分别为273K与423K),其主要原因就是( )A 、H2O2相对分子质量大B、H2O2分子极性大C、H2O2分子间氢键很强,在固液时均有存在缔与现象D、H2O2分子内键能大2、气态SO3分子的几何构型就是( )A、线性B、平面三角形C、弯曲形D、三角锥3、在293K,101、3KPa压力下,1体积水可溶解H2S气体2、6体积即饱与,此H2S饱与溶液pH值约为()A、2、5B、3、8C、3、5D、4、04、在分别含有0、1mol/L的Hg2+,Cu2+,Cr3+,Zn2+,Fe2+的溶液中,在酸度为0、3mol/L条件下,通H2S至饱与都能生成硫化物沉淀的就是( )(吴成鉴《无机化学学习指导》)A、Cu2+,Hg2+B、Fe2+,Cr3+C、Cr3+,Hg2+D、Zn2+,Fe2+5、既能溶于Na2S又能溶于Na2S2的硫化物就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、ZnSB、As2S3C、HgSD、CuS6、在空气中长期放置后,会产生多硫物的就是( )A、H2SB、Na2SC、Na2SO3D、Na2S2O47、热分解硫酸亚铁的最终产物就是( )A、FeO+SO3B、FeO+SO2+1/2O2C、Fe2O3+SO2D、Fe2O3+SO3+SO28、用于制备K2S2O8的方法就是( )A、在过量硫酸存在下,用KMnO4使K2SO4氧化B、在K+离子存在下,往发烟H2SO4中通入空气C、在K+离子存在下,电解使H2SO4反发生阳极氧化反应D、用Cl2氧化K2S2O39、下列含氧酸中酸性最弱的就是( )A、HClO3B、HBrO3C、H2SeO4D、H6TeO610、硫的含氧酸酸性递变规律就是( )A、H2SO4>H2SO3>H2S2O7>H2S2O4B、H2SO4>H2S2O7>H2SO3>H2S2O4C、H2S2O7>H2SO4>H2SO3>H2S2O4D、H2S2O7>H2SO4>H2S2O4>H2SO311、下列四种硫的含氧酸盐中,氧化能力最强的就是( );还原能力最强的就是( )A、Na2SO4B、Na2S2O3C、Na2S4O6D、K2S2O812、下列各种硫的含氧酸,可以就是同多酸的就是( )A、H2S3O6B、H2S2O7C、H2S3O10D、H2S6O613、下列叙述中错误的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、自然界中只存在单质氧而没有单质硫B、氧既有正氧化态的化合物,又有负氧化态的化合物C、由H与18O组成的水叫做重氧水D、O2与O3为同素异形体14、常温下最稳定的晶体硫的分子式为( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、S2B、S4C、S6D、S815、为使已变暗的古油画恢复原来的白色,使用的方法为( )A、用SO2气体漂白B、用稀H2O2溶液擦洗C、用氯水擦洗D、用O3漂白16、干燥H2S气体,可选用的干燥剂就是( )A、浓H2SO4B、KOHC、P2O5D、CuSO417、关于O3的下列叙述中正确的就是( )A、O3比O2稳定B、O3就是非极性分子C、O3就是顺磁性物质D、O3比O2的氧化性强18、不溶于Na2S2的硫化物就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、ZnSB、As2S3C、Sb2S3D、SnS19、下列说法中错误的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、SO2分子为极性分子B、SO2溶于水可制取纯H2SO3C、H2SO3可使品红褪色D、H2SO3既有氧化性又有还原性20、工业上生产SO2的方法主要就是( )A、焙烧FeS2B、单质硫在空气中燃烧C、亚硫酸盐与酸反应D、浓硫酸与铜反应21、下列各对物质中,能发生反应的就是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》)A、CuS 与HClB、Ag 与HClC、AlCl3与H2SD、Na2SO3与I222、对多硫化物的性质不正确的叙述就是( )(吴成鉴《无机化学学习指导》)A、H2S2的酸性比H2S要强一些B多硫化物的颜色比相应硫化物要深一些C 多硫化物中硫的氧化数为负一,因此多硫化物具有同等的氧化性及还原性D多硫化物遇酸分解有H2S气体及S析出23、硫酸盐具有的共性就是( )黑龙江A、硫酸盐都就是可溶性盐B、从溶液中析出的硫酸盐都含有结晶水C、具有高的热稳定性,且金属价态越高,硫酸盐越稳定D、硫酸盐有形成复盐的特性二填空题1、臭氧分子的结构为,O—O之间的键级为,所以它的化学性质比氧分子、2、多硫酸的立体结构式为;连多硫酸的立体结构式为、3、长期放置的Na2S或(NH4)2S,颜色会变浑,原因就是、4、氧族元素价电子层构型就是;随着电离势降低,它们的减弱;硫、硒、碲常见氧化数为;在焦硫酸分子中硫的氧化数为;在硫代硫酸钠分子中硫的氧化数为;在连四硫酸钠分子中硫的氧化数为。

无机化学练习题(含答案)第1章原子结构与元素周期系1-1试讨论，为什么有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达9位，而有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字却少至3~4位？1-2Br2分子分解为Br原子需要的最低解离能为190kJ/mol，求引起溴分子解离需要吸收的最低能量子的波长与频率。

1-3氢原子核外电子光谱中的莱曼光谱中有一条谱线的波长为103nm，问：它相应于氢原子核外电子的哪一个跃迁？1-4周期系中哪一个元素的电负性最大？哪一个元素的电负性最小？周期系从左到右和从上到下元素的电负性变化呈现什么规律？为什么？1-5什么叫惰性电子对效应？它对元素的性质有何影响？1-6当氢原子的一个电子从第二能级层跃迁至第一能级层时发射出光子的波长是121.6nm；当电子从第三能级层跃迁至第二能级层时，发射出光子的波长是656.3nm。

问哪一个光子的能量大？1-7有A,B,C,D四种元素。

其中A为第四周期元素，与D可形成1:1和1:2原子比的化合物。

B为第四周期d区元素，最高氧化数为7。

C和B是同周期元素，具有相同的最高氧化数。

D为所有元素中电负性第二大元素。

给出四种元素的元素符号，并按电负性由大到小排列之。

1-8有A,B,C,D,E,F元素，试按下列条件推断各元素在周期表中的位置、元素符号，给出各元系的价电子构型。

（1）A,B,C为同一周期活泼金属元素，原子半径满足A>B>C，已知C有3个电子层。

（2）D,E为非金属元素，与氢结合生成HD和HE。

室温下D的单质为液体，E的单质为固体。

（3）F为金属元素，它有4个电子层并且有6个单电子。

第2章分子结构2-1键可由-、-p和p-p原子轨道“头碰头”重叠构建而成，试讨论LiH（气态分子）、HCl、Cl2分子里的键分别属于哪一种？2-2NF3和NH3的偶极矩相差很大，试从它们的组成和结构的差异分析原因。

2-3一氧化碳分子与酮的羰基（>C=O）相比，键能较小，键长较小，偶极矩则小得多，且方向相反，试从结构角度作出解释。

第一篇物质结构基础第一章原子结构和元素周期系第二章分子结构第三章晶体结构第四章配合物第二篇化学热力学与化学动力学基础第五章化学热力学基础第六章化学平衡常数第三篇水溶液化学原理第九章酸碱平衡第十章沉淀平衡第十一章电化学基础第十二章配位平衡第四篇元素化学（一）非金属第十三章氢和稀有气体第十四章卤素第十五章氧族元素第十六章氮磷砷第十七章碳硅硼第十八章非金属元素小结第五篇元素化学（二）金属第二十一章p区金属第二十二章ds 区金属第二十三章 d 区金属（一）第四周期d区金属要求绪论教学基本要求：理解化学研究的对象、内容、目的和方法。

了解化学发展的现状。

掌握学习化学的正确方法。

第一篇物质结构基础第1章原子结构与元素周期系教学基本要求：初步了解原子能级、波粒二象性、原子轨道（波函数）和电子云等原子核外电子运动的近代概念。

熟悉四个量子数对核外电子运动状态的描述。

熟悉s、p、d原子轨道的形状和伸展方向。

掌握原子核外电子排布的一般规律和各区元素原子层结构的特征。

会从原子半径、电子层构型和有效核电荷来了解元素的性质。

熟悉电离能、电子亲合能、电负性及主要氧化值的周期性变化。

1．本章第1、2、3节讨论原子、元素、核素、同位素、同位素丰度、相对原子质量等基本概念。

其中相对原子质量（原子量）是最重要的，其余都是阅读材料。

2．本张第4节讨论氢原子的玻尔行星模型，基本要求是建立定态、激发态、量子数和电子跃迁4个概念，其他内容不作为教学要求。

3．第5节是本章第1个重点。

基本要求是初步理解量子力学对核外电子运动状态的描述方法；初步理解核外电子的运动状态；掌握核外电子可能状态的推算。

本节小字部分为阅读材料。

4．第6节是本章第2个重点。

基本要求是掌握确定基态原子电子组态的构造原理，在给定原子序数时能写出基态原子的电子组态；掌握多电子原子核外电子状态的基本规律，特别是能量最低原理。

本节小字内容不作教学要求。

5．第7、8节是本章最后1个重点。

简明无机化学第二版答案【篇一：《无机化学》习题解析和答案】》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，2002年8月第4版。

2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编，高等教育出版社，1992年5月第3版。

《无机化学》邵学俊等编，武汉大学出版社，2003年4月第2版。

《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编，高等教育出版社，1994年4月第3版。

《无机化学例题与习题》徐家宁等编，高等教育出版社，2000年7月第1版。

《无机化学习题精解》竺际舜主编，科学出版社，2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论（2学时）第一章原子结构和元素周期系（8学时）第二章分子结构（8学时）第三章晶体结构（4学时）第四章配合物（4学时）第五章化学热力学基础（8学时）第六章化学平衡常数（4学时）第七章化学动力学基础（6学时）第八章水溶液（4学时）第九章酸碱平衡（6学时）第十章沉淀溶解平衡（4学时）第十一章电化学基础（8学时）第十二章配位平衡（4学时）第十三章氢和稀有气体（2学时）第十四章卤素（6学时）第十五章氧族元素（5学时）第十六章氮、磷、砷（5学时）第十七章碳、硅、硼（6学时）第十八章非金属元素小结（4学时）第十九章金属通论（2学时）第二十章 s区元素（4学时）第二十一章 p区金属（4学时）第二十二章 ds区元素（6学时）第二十三章 d区元素（一）第四周期d区元素（6学时）第二十四章 d区元素（二）第五、六周期d区金属（4学时）第二十五章核化学（2学时）1 ．化学的研究对象什么是化学？● 化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。

（太宽泛）● 化学研究的是化学物质 (chemicals) 。

● 化学研究分子的组成、结构、性质与变化。

● 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。

● 化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。