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化学竞赛无机化学绝密-氧族元素ppt课件.ppt

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氧O硫S 天然单质硫矿硫酸盐矿如石膏CaSO4•2H2O 芒硝Na2SO4•10H2O 重晶石BaSO4 天青石SrSO4硒Se 硒铅矿PbSe 硒铜矿CuSe碲Te 碲铅矿PbTe 黄碲矿TeO2钋Po 放射性元素， 本章不做介绍。15.1氧单质和氧化物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。2.氧气的性质水中少量氧气是水生动植物赖 以生存的基础。54K凝固，成淡蓝色固体。（1）和大多数单质直接化合例如H2S气体点燃后在氧气充足 的条件下燃烧，生成二氧化硫和水：氧气不充足时，将生成单质硫和水：NH3在氧气中燃烧，生成氮气和水， 若有Pt做催化剂将生成一氧化氮：（4）和硫化物反应3.臭氧的分子结构价层电子3对，价层电子对构型 为正三角形。价层电子3对，2个配体，中心 氧原子的杂化方式为sp2不等性杂化。sp2杂化轨道中的单电子轨道， 与配体氧的2py轨道成σ键，确定 了分子“V”字形结构。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2个，在这3个pz轨道中 运动，形成3中心4电子大键， 表示成。O3中的以单键的水平约 束3个氧原子，O3中的O－O化学 键介于单双键之间。4.臭氧的产生、性质和存在实验室中，在高压放电的条件 下，可以实现O2变为O3的过程。进 气 管两个柱状容器盛装稀硫酸， 同轴放置。5－20kV5－20kV鼓入空气，高压放电使其中 氧气变成O3生成的O3，将KI氧化，生成I2产生的臭氧只有2－8％的浓度， 但是氧化性能极强，所以排气管要用玻 璃制作。O3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。O3+2H++2e=O2+H2O E⊖=2.08V2HI+O3——I2+H2O+O2PbS（黑）+4O3——PbSO4（白）+4O2很难与O2作用的单质Ag和 Hg，常温下就可以被O3所氧化。大气层中离地表20km～40km 有臭氧层。臭氧层可以吸收阳光辐射的紫 外线的能量，发生如下反应多年来，还原性气体SO2， H2S的大量排放对臭氧层有破 坏作用此项研究曾获得1995年度Nobel 化学奖。1.氧化物的酸碱性如Mn2O7是HMnO4的酸酐；少数金属氧化物Al2O3， ZnO，BeO，Ga2O3，CuO， Cr2O3等CO，NO，N2O是不显酸性 和碱性的氧化物。2.氧化物酸碱性的规律（2）同主族相同氧化数的 氧化物从上到下碱性增强（3）同一元素多种氧化物 氧化数高的酸性强15.2水15.2.1实验室中的水氢存在着两种同位素——H和D其中以H216O最多，所以普通水 的性质即为H216O的性质，平时就用 H2O这一分子式来表示水分子。D216O称为重水，用化学式D2O 表示，重水不能维持动植物体的生命， 但重水是核能工业中最常用的中子减 速剂。在电解水时，H2O优先分解而 D2O聚集在残留液中，经长时间电 解后蒸馏其残留液可得纯度99％ 的D2O。H218O称为重氧水，重氧水是研 究化学反应机理的示踪物。2.水的化学性质H2O是实验室中最常用的溶剂， 其自耦解离反应水分子具有很强的极性，所以 很多物质或多或少都溶于水中，而 且进一步发生水合作用。物质以分子态溶于水中则形成水 合分子；以离子态溶于水中则形成水 合离子。溶液浓缩时，经常析出结晶 水合物。活泼金属与水反应生成碱溶液，同 时放出H2。活泼性稍差的金属与热水或 水蒸气反应放出H2，例如活泼的非金属单质，如Cl2与水 发生歧化反应，而F2可以将水氧化。一些金属氧化物与水作用生成碱 溶液，一些非金属氧化物与水作用生 成酸溶液，例如弱酸根阴离子在水中发生水解， 一步或分步水解最终生成弱酸；某些共价化合物在水中发生水解 生成两种酸，例如：极微量的水是一些反应的催化剂。34℃时水的密度最大这些特殊的物理性质，均源于 H2O分子间存在很强的氢键。在冰的分子晶体中，每个H2O 通过氢键与周围4个H2O相连。氧原子氢原子共价键氢键冰的分子晶体273K冰开始熔化，当晶 体中的氢键被破坏掉一少部分 时，晶体骨架塌陷变成液体。在冰的晶体中，H2O的排列 很疏松，因此冰的密度很小。因此在冰熔化变成液体时， 密度增大。温度超过4℃时，热胀因素 占上风，水的密度开始变小。深处的水温保持在4℃。水温升高总要伴有氢键的破 坏。导致水的比热极大。水的相图，表明了纯水的固相、纯水 的液相和纯水的气相存在相变转化关系。l1l2l1线为水的饱和蒸气压p对温度T 作图所得的图像，相当于这里的AC线。l3线为冰的饱和蒸气压p对温度 T的图像，相当于这里的AE线。A点称为水的三相点，表示纯水、纯 冰和纯水蒸气3相共存时的平衡点，此时的温度t3为0.0099℃，即273.16K，压力p3为611.