无机化学氧族元素全解
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第十三章氧族元素§本章摘要§1.氧氧气和氧化物臭氧过氧化氢氧元素的成键特征2.硫和硫化物单质硫硫化氢和氢硫酸硫化物3.硫的含氧化合物S(IV)的含氧化合物S(VI)的含氧化合物硫的其它价态含氧化合物4.硒和碲氧 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位硒 Se:硒铅矿 PbSe,硒铜矿 CuSe碲 Te:碲铅矿 PbTe 为%钋 Po:放射性元素,本章不做介绍。
§1. 氧一.氧气和氧化物1 氧气的制备加热含氧化合物制氧气2BaO2→(加热)2BaO + O22NaNO3→(加热) 2NaNO2+ O2最常见的是催化分解 KClO3,工业上制取 O2的方法是分馏液化空气。
b.p. N2 77 K , O290 K2 氧气的性质常温下,无色无味无臭气体,在 H2O中溶解度很小,O2为非极性分子,H2O为极性溶剂。
在水中有水合氧分子存在。
水中少量氧气是水生动植物赖以二臭氧1 臭氧的分子结构臭氧的分子式为 O3,价层电子总数: 6 + 0×2 = 6, 3对,2个配体,价层电子对构型:三角形,中心氧原子的杂化方式:sp2不等性杂化。
中心的 2Pz 轨道和两个配体的 2Pz 轨道均垂直于分子平面,互相重叠,共有 4 个电子(中心 2 个,配体 1 个× 2 )在这 3 个 Pz 轨道中运动,形成 3 中心 4 电子大Π键,表示成。
画出上述大Π键的分子轨道图,以2 臭氧的产生、性质和存在在高温和放电的条件下,O2可以变成 O3。
如雷雨季节里闪电,产生的高压放电,可引发反应 3 O2——2 O3O3淡蓝色,有鱼腥气味,由于分子有极性,在水中的溶解度比 O2大些。
无机化学——氧族元素无机化学,氧族元素氧族元素是周期表中第16族元素,包括氧、硫、硒、碲和钋。
这些元素的电子构型都是 ns2 np4,因此它们在化学性质上有些相似。
本文将重点讨论氧族元素的性质和应用。
首先,氧族元素的化学性质主要受到它们的电子构型的影响。
由于氧族元素的 np4 外层电子非常稳定,因此它们都倾向于接受两个电子,形成-2 价的阴离子。
这使得氧族元素在化合物中通常呈现-2 价,例如氧化物(O2-)、硫化物(S2-)等。
然而,这并不意味着氧族元素只能形成-2 价,它们还可以形成其他价态,如+4、+6等。
氧族元素参与的化学反应主要包括氧化反应和还原反应。
它们在氧化反应中往往是氧化剂,能够接受电子使其他物质发生氧化。
例如,氧气(O2)是最常见的氧化剂,可以与其他物质反应生成氧化产物。
氧化剂的强弱顺序为:O2>S>Se>Te>Po。
在还原反应中,氧族元素的化合物可以接受电子,发生还原。
例如,硫酸(H2SO4)可以被还原成二氧化硫(SO2)。
氧族元素在生物和环境中起着非常重要的作用。
氧是地球上最常见的元素之一,占据大气中的21%。
它是细胞呼吸和许多生物代谢反应的关键组分,在维持生命中起着至关重要的作用。
此外,氧还参与水的形成和氧化燃烧等重要过程。
硫是地球上第10常见的元素,在自然界中以硫化物和硫酸盐的形式广泛存在。
硫化物在地下矿床中存在,如铅、锌和铜的硫化物,通过提取和加工可以得到对应的金属。
硫酸是一种重要的化学品,在工业生产中广泛应用,如肥料、造纸、皮革制品等。
硒在生物体内有重要的生理作用,是人体中一种必需的微量元素。
它参与抗氧化作用和免疫反应,对维持机体正常生理功能起着重要的作用。
然而,长期摄入过多的硒会导致中毒,因此硒的摄入量需要控制在适当的范围内。
碲是一种具有金属和非金属特性的半金属元素。
它在半导体工业中有重要应用,用于制造太阳能电池和热敏电阻等器件。
此外,碲还具有光电效应和光敏化学反应的特性,在一些领域具有潜在的应用前景。