无机化学课件第十一章卤素和氧族2-

氧族元素第十一章卤素和氧族元素第三节氧族元素

无机化学多媒体电子教案

12/20/20221课件氧族元素第十一章卤素和氧族元素第三节无机化学多媒体电子教11-3-1氧族元素概述0ⅢAⅣAⅤA

ⅥA

ⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋PoAt砹Rn氡称为氧族元素11-3-1氧族元素概述

12/20/20222课件11-3-1氧族元素概述0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0以单质存在。为分布最广的成矿元素，很多金属在地壳中以氧化物、硫化物形式存在为稀散元素。在自然界无单质存在，常存在于重金属硫化物矿中p放射性元素12/20/20223课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性()

3.52.52.42.12.0p为生命元素。富氧空气或纯氧用于医疗和高空飞行，大量的纯氧用于炼钢。液氧常用作制冷剂和火箭发动机的助燃剂为火药(KClO3、S、C)主角。有斜方硫、单斜硫等二十多种

同素异形体少量硒对人体新陈代谢起调节作用，过量则有毒。有光电性质，用于电影、传真和制造光电管可制造合金。在所有金属中电阻最高，用于制造电阻器材半衰期为138.7天。是居里夫人于1898年发现的12/20/20224课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p典型非金属准金属金属金属性增强，非金属性减弱增大增大减小减小12/20/20225课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p典型非金属准金属金属价层电子构型为ns2np4，其原子获两个电子可达到稳定电子层结构，即有较强的非金属性

常见的氧化数为-2硫、硒、碲还可利用外层d轨道形成氧化数为+2、+4、+6的化合物

12/20/20226课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p与大多数金属元素形成二元离子型化合物与非金属、金属性较弱的元素形成共价化合物

与大多数金属元素形成共价型化合物12/20/20227课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧

臭氧的形成

通过电子流、质子流、短波辐射(紫外线)

hνO2+O→O3通过闪电,无声放电也可生成O22Ohν12/20/20228课件11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧臭氧的形成11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧

臭氧保护层存在于离地面20-40km的高空，是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障近年来，由于大气中NO、NO2等氮氧化物和氯氟化碳(CFCl3、CF2Cl2)等含量过多，使臭氧层遭到破坏，则必须采取措施来保护臭氧层12/20/20229课件11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧臭氧保护层11-3-2氧气和臭氧臭氧的分子结构

2sO2psp2杂化2sO2psp2杂化2sO2psp2杂化

键43三中心四电子大键此大键为不定域键或离域键臭氧分子中无单电子，为反磁性物质12/20/202210课件11-3-2氧气和臭氧臭氧的分子结构2sO2psp2杂化11-3-2氧气和臭氧大键定义：凡由三个或三个以上原子形成的

键形成条件：(1)这些原子都在同一平面上(2)每一原子有一互相平行的p轨道(3)2p轨道数目>p电子数

表示符号：

baa—组成大键的原子数b—组成大键的电子数12/20/202211课件11-3-2氧气和臭氧大键定义：形成条件：11-3-2氧气和臭氧臭氧的性质

淡蓝色气体，具有鱼腥臭味-112C凝聚深蓝色液体，-192.7C凝结为黑紫色固体易溶于水不稳定在常温下缓慢分解，200C以上分解较快12/20/202212课件11-3-2氧气和臭氧臭氧的性质淡蓝色气体，具有鱼腥臭味11-3-4过氧化氢11-3-4过氧化氢(H2O2)

分子结构(动画)

12/20/202213课件11-3-4过氧化氢11-3-4过氧化氢(H2O2)分11-3-4过氧化氢物理性质常用的双氧水为过氧化氢水溶液浓度有30%和3%无色粘稠液体,极性比水强，分子间存在氢键在固态和液态时分子易发生缔合,沸点(150C)比水高与水可以任何比例互混12/20/202214课件11-3-4过氧化氢物理性质常用的双氧水为过氧化氢水溶液11-3-4过氧化氢化学性质m2H2O2(l)→2H2O(l)+O2(g)加速分解因素(1)微量杂质或重金属离子(Fe3+、Mn2+、Cr3+、Cu2+)及MnO2等以及粗糙活性表面

2H2O22H2O+O2

MnO2(2)在碱性介质中分解较快

(3)光照可加速分解

(4)常温下分解缓慢，加热促使分解加快，153℃时发生爆炸反应∆rH=-196.06kJ·mol-1

不稳定性，易分解12/20/202215课件11-3-4过氧化氢化学性质m2H2O2(l)→11-3-4过氧化氢化学性质2H2O2(l)→2H2O(l)+O2(g)m∆rH=-196.06kJ·mol-1

减缓分解方法(1)储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中(2)置于阴凉处(3)加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、8-羟基喹啉等不稳定性，易分解12/20/202216课件11-3-4过氧化氢化学性质2H2O2(l)→2化学性质例如H2O2+

Ba(OH)2

→BaO2+2H2O

BaO2可视为H2O2的盐

-H2O2H++HO2

Ka(1)=2.310-12HO2

H++O2

Ka(2)=10-25

2--11-3-4过氧化氢弱酸性12/20/202217课件化学性质例如H2O2+Ba(OH)2→BaO2化学性质O2H2O2H2O

0-1-2氧化剂还原剂(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质>碱性介质11-3-4过氧化氢

EA/VO2H2O2H2O

0.6951.763EB/VO2H2O2HO2

-0.0760.867-氧化还原性12/20/202218课件化学性质O2H2化学性质O2H2O2H2O

0-1-2还原剂

氧化剂(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质>碱性介质11-3-4过氧化氢

E/VAO2H2O2H2O

0.6951.763E/VBO2H2O2HO2-

-0.0760.867氧化还原性酸性介质H2O2+2I-+2H+

→

I2+

2H2OPbS+4H2O2→

PbSO4+

4H2O例[演示]此反应用于油画的漂白12/20/202219课件化学性质O2H2化学性质O2H2O2H2O

0-1-2还原剂

氧化剂(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质>碱性介质11-3-4过氧化氢

E/VAO2H2O2H2O

0.6951.763E/VBO2H2O2HO2-

-0.0760.867碱性介质2[Cr(OH)4]-+3H2O2+2OH-[演示]→2CrO4

+

8H2O例2-氧化还原性12/20/202220课件化学性质O2H2化学性质O2H2O2H2O

0-1-2还原剂

氧化剂E/V⊖

AO2H2O2H2O

0.6951.763E/V⊖

BO2H2O2HO2-

-0.0760.867(2)还原性较弱，只有遇到比它更强的氧化剂才表现出还原性11-3-4过氧化氢

氧化还原性2MnO4+5H2O2+6H+→

2Mn2++5O2+8H2OCl2+H2O2

→2HCl+O2例-12/20/202221课件化学性质O2H2用途优点：还原产物为水，不会引入杂质过量部分在加热下即可分解为水和氧气逸出主要用作氧化剂11-3-4过氧化氢

12/20/202222课件用途优点：主要用作氧化剂11-3-4过氧化氢12/化学震荡反应

11-3-4过氧化氢

某些反应体系中,有些组分的浓度会忽高忽低,呈周期性变化,这种现象称为化学震荡如

H2O2HIO3

Mn2+CH2(COOH)2

体系12/20/202223课件化学震荡反应11-3-4过氧化氢某些反应体系中,有些化学震荡反应

如H2O2HIO3

Mn2+CH2(COOH)2

体系[A]400ml30%H2O2溶液加水稀释至1L[B](42.8gKIO3+40ml2mol·L-1H2SO4)加水稀释至1L[C](15.6g丙二酸+3.38gMnSO4·H2O

+0.3g淀粉）加水稀释至1LA、B、C等体积混合，溶液颜色周期性变化“无色→蓝黑色→无色→蓝黑色→”11-3-4过氧化氢

演示12/20/202224课件化学震荡反应如H2O2HIO3Mn2+CH2化学震荡反应

11-3-4过氧化氢

主要反应:5H2O2+2HIO3I2+O2+6H2OMn2+5H2O2+I22HIO3+4H2O+)总反应2H2O2→

O2+2H2O12/20/202225课件化学震荡反应11-3-4过氧化氢主要反应:Mn2+制备实验室：冷的稀硫酸或稀盐酸与过氧化钠作用Na2O2+H2SO4+10H2ONa2SO4·10H2O+H2O2低温11-3-4过氧化氢

12/20/202226课件制备实验室：Na2O2+H2SO4+10H2O制备11-3-4过氧化氢

(1)电解硫酸氢铵

2NH4HSO4(NH4)2S2O8+H2电解(阳极)(阴极)(2)加入适量稀硫酸使过二硫酸铵水解

(NH4)2S2O8+2H2O2NH4HSO4+H2O2H2SO4工业：电解法可循环使用12/20/202227课件制备11-3-4过氧化氢(1)电解硫酸氢铵2NH制备以H2和O2为原料，于有机溶剂(重芳烃和氢化萜松醇)中,在2-乙基蒽醌和Pd的作用下反应

Pd催化H2+O2H2O22-乙基蒽醌11-3-4过氧化氢

工业：蒽醌法12/20/202228课件制备以H2和O2为原料，Pd催化H2+O211-3-5硫化氢、硫化物和多硫化物11-3-5硫化氢、硫化物和多硫化物

硫化氢1.制取实验室常用硫化亚铁和稀盐酸反应FeS

+2H+

→Fe2++H2S

12/20/202229课件11-3-5硫化氢、硫化物和多硫化物11-3-5硫化氢、硫化氢2.性质

无色有腐蛋臭味的有毒气体,有麻醉中枢神经作用，吸入大量H2S会造成昏迷甚至死亡。空气中允许的最大含量为0.01mg∙L-1。含H2S的工业尾气和实验室废气不允许直接放空，可通入NaOH溶液H2S

+2NaOH→Na2S+2H2O

为存放和使用方便，常以硫代乙酰胺作为H2S的代用品CH3CSNH2+2H2O

→CH3COO-+NH4+H2S+12/20/202230课件硫化氢2.性质无色有腐蛋臭味的有毒气体,有麻醉中枢神硫化氢2.性质熔、沸点比水低完全干燥的H2S稳定,不与空气中氧反应H2S在空气中燃烧

空气充足2H2S+3O2

→2SO2+2H2O空气不足2H2S+O2

→2S

+2H2O为极性分子，极性比水弱还原性能溶于水，其水溶液叫氢硫酸或硫化氢水12/20/202231课件硫化氢2.性质熔、沸点比水低完全干燥的H2S稳定,不与空气氢硫酸1.二元弱酸HS-H++S2-H2SH++HS-饱和溶液中，c(H2S)=0.1mol·L-1{c(H+)}2·c

(S2-)=1.4×10-20

用调节溶液酸度，改变c

(S2-)进行金属离子的分离K=1.1×10-7a(1)K=1.1×10-13a(2){c(H+)}2·c(S2-)=c(H2S)··

K

K

a(1)a(2)12/20/202232课件氢硫酸1.二元弱酸HS-H++S2-氢硫酸2.还原性

①易被空气中氧氧化,使溶液变浑浊2H2S+O2

→2S

+2H2O②

H2S+2FeCl3

→S

+2FeCl2+2HCl③H2S+H2O2

→S

+2H2O④

H2S+4Cl2+4H2O

→

H2SO4+8HCl在酸性和碱性介质中均有还原性但碱性介质>酸性介质

E(S/H2S)=0.144VAE(S/S2-)=-0.407VB产物视氧化剂强度而定，一般为S

12/20/202233课件氢硫酸2.还原性①易被空气中氧氧化,使溶液变浑浊硫化物溶于稀盐酸(0.3mol·L-1)难溶于稀盐酸溶于浓盐酸难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王水MnSCoS(肉色)(黑)SnSSb2S3(褐)(橙)

CuSAs2S3

(黑)(浅黄)HgS(黑)ZnSNiS(白)(黑)SnS2Sb2S5(黄)(橙)

Cu2SAs2S5

(黑)(浅黄)Hg2S(黑)FeS(黑)PbSCdS(黑)(黄)

Ag2S(黑)

Bi2S3(暗棕)大多数难溶于水，并具有特征颜色酸式盐均易溶于水碱金属、NH4、Ba2+的硫化物易溶于水碱土金属(除BeS难溶)硫化物微溶于水+12/20/202234课件硫化物溶于难溶于稀盐酸溶于难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王硫化物溶于稀盐酸(0.3mol·L-1)难溶于稀盐酸溶于浓盐酸难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王水MnSCoS(肉色)(黑)SnSSb2S3(褐)(橙)

CuSAs2S3

(黑)(浅黄)HgS(黑)ZnSNiS(白)(黑)SnS2Sb2S5(黄)(橙)

Cu2SAs2S5

(黑)(浅黄)Hg2S(黑)FeS(黑)PbSCdS(黑)(黄)

Ag2S(黑)

Bi2S3(暗棕)大多数难溶于水，并具有特征颜色此类硫化物Ksp在10-25~10-30之间,与浓HCl反应,生成H2S和配合物,使c(M2+)、c(S2-),c(M2+)·c(S2-)<Ksp,MS溶解例PbS+4HCl→H2[PbCl4]+H2S

此类硫化物Ksp>10-24与稀HCl反应,使c(S2-)c(M2+)·c(S2-)<Ksp

硫化物溶解例ZnS+2H+

→Zn2++H2S

12/20/202235课件硫化物溶于难溶于稀盐酸溶于难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王硫化物溶于稀盐酸(0.3mol·L-1)难溶于稀盐酸溶于浓盐酸难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王水MnSCoS(肉色)(黑)SnSSb2S3(褐)(橙)

CuSAs2S3

(黑)(浅黄)HgS(黑)ZnSNiS(白)(黑)SnS2Sb2S5(黄)(橙)

Cu2SAs2S5

(黑)(浅黄)Hg2S(黑)FeS(黑)PbSCdS(黑)(黄)

Ag2S(黑)

Bi2S3(暗棕)大多数难溶于水，并具有特征颜色此类硫化物Ksp<10-30,与浓HNO3反应,

生成S,使c(S2-),c(M2+)·c(S2-)<Ksp,MS溶解

例3CuS+8HNO3

→

3Cu(NO)3+3S+2NO+4H2O此类硫化物,Ksp更小

与王水反应,生成S和配合物使c(S2-)、

c(M2+),MS溶解3HgS+2HNO3+12HCl→

3H2[HgCl4]+3S+2NO+4H2O

12/20/202236课件硫化物溶于难溶于稀盐酸溶于难溶于浓盐酸溶于浓硝酸溶于王碱金属硫化物水溶液显碱性硫化物具有不同程度的水解性如硫化钠可代替NaOH作为碱使用俗称“硫化碱”S2-+H2OHS-+OH-某些金属的硫化物遇水发生完全水解如Al2S3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑Cr2S3+6H2O2Cr(OH)3↓+3H2S↑

12/20/202237课件碱金属硫化物水溶液显碱性硫化物具有不同程度的水解性多硫化物在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时

随着x的增加，其颜色从黄-橙黄-红

Na2S+(x-1)S→Na2Sx

x=2~6

Sx

叫做多硫离子,其结构示意图如下

[SS]

2-S2

S5

SSSSS[[2-2-2-2-(NH4)2S溶液应现用现配，因为溶液久置时颜色由无色-黄-橙-红，发生：

2(NH4)2S+O2+2H2O→2S+4NH3·H2O(NH4)2S+(x-1)S→(NH4)2Sx12/20/202238课件多硫化物在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时随着x的增加，其多硫化物结构类似,性质对比如下多硫化物

过氧化物—S—S——O—O—

12/20/202239课件多硫化物结构类似,性质对比如下多硫化物多硫化物多硫化物

过氧化物相当于SnO3中的O被S取代2-H2S2

→H2S+S

2H2O2→

2H2O+O2相应酸不稳定

H2S+SH2O+O2氧化性

4H2O2+

PbS

→

PbSO4+4H2OSnS+S2

→SnS3(硫代锡酸根)2-2-还原性

H2O2+

Cl2→

2HCl+O24FeS2+11O2

→2Fe2O3+8SO212/20/202240课件多硫化物多硫化物过氧化物相当于SnO3中的O被多硫化物多硫化物

过氧化物相应酸不稳定

H2S+SH2O+O2氧化性

4H2O2+

PbS

→

PbSO4+4H2OSnS+S2

→SnS3(硫代锡酸根)2-2-还原性

H2O2+

Cl2→

2HCl+O24FeS2+11O2

→2Fe2O3+8SO2为分析化学常用试剂还用作杀虫剂、脱毛剂12/20/202241课件多硫化物多硫化物过氧化物相应酸不稳定H2S11-3-6硫的氧化物、含氧酸及其盐

11-3-6

硫的氧化物、含氧酸及其盐

12/20/202242课件11-3-6硫的氧化物、含氧酸及其盐11-3-二氧化硫(SO2)硫的氧化物无色,具有强烈刺激性气味的气体,易液化,液态是良好的非水溶剂既有氧化性又有还原性，但还原性较为显著如SO2+2CO→2CO2+S具有漂白作用,能与有机物发生加成反应，生成无色的加成物在大气中遇水蒸气形成酸雾,随雨水降落，即为酸雨

12/20/202243课件二氧化硫(SO2)硫的氧化物无色,具有强烈刺激性气味的气体三氧化硫(SO3)硫的氧化物纯净的SO3是易挥发的无色固体强氧化剂如10SO3+2P4

→10SO2+P4O10

SO3+2KI→K2SO3+I212/20/202244课件三氧化硫(SO3)硫的氧化物纯净的SO3是易挥发的无色含氧酸系列分类名称化学式硫平均氧化数存在形式亚硫酸系列亚硫酸H2SO3+4盐连二亚硫酸H2S2O4

+3盐硫酸系列硫酸H2SO4

+6酸、盐硫代硫酸H2S2O3

+2盐焦硫酸H2S2O7

+6酸、盐连硫酸系列连四硫酸H2S4O6

+2.5盐连多硫酸H2SxO6

盐过硫酸系列过一硫酸H2SO5

+6酸、盐过二硫酸H2S2O8

+6酸、盐O‖

HOSOHOO

HOSSOH‖‖

OO

HOSOSOH

OOO‖

HOSOH‖OO‖

HOSOH‖S‖‖‖‖12/20/202245课件含氧酸系列分类名称化学式硫平均存在形式亚硫酸亚硫酸H2含氧酸系列分类名称化学式硫平均氧化数存在形式亚硫酸系列亚硫酸H2SO3+4盐连二亚硫酸H2S2O4

+3盐硫酸系列硫酸H2SO4

+6酸、盐硫代硫酸H2S2O3

+2盐焦硫酸H2S2O7

+6酸、盐连硫酸系列连四硫酸H2S4O6

+2.5盐连多硫酸H2SxO6

盐过硫酸系列过一硫酸H2SO5

+6酸、盐过二硫酸H2S2O8

+6酸、盐OO

HOSSSSOH

OO

‖‖‖‖OO

HOS(S)x-2SOH

OO‖‖‖‖O

HOSOOH

OOO

HOSOOSOH

OO

‖‖‖‖‖‖12/20/202246课件含氧酸系列分类名称化学式硫平均存在形式亚硫酸亚硫酸H21.亚硫酸及其盐1.亚硫酸及其盐亚硫酸SO2溶于水即得亚硫酸(10%)有人认为SO2在水溶液中基本上是以SO2·H2O形式存在SO2+H2OH2SO3

12/20/202247课件1.亚硫酸及其盐1.亚硫酸及其盐亚硫酸SO2溶于水即得亚硫亚硫酸H2SO3仅存在于水溶液中游离状态尚未制得不稳定，易发生分解SO3+2H+

→SO2+H2O2-可使蘸有KMnO4溶液、或I2—淀粉、或品红试液的试纸褪色此为鉴定SO3的方法2-12/20/202248课件亚硫酸H2SO3仅存在于水溶液中不稳定，易发生分解SO3亚硫酸以还原性为主,如2H2SO3+O2→

2H2SO4

H2SO3+I2+H2O

→

H2SO4+2HI不稳定，易发生分解中强酸SO3+2H+

→SO2+H2O2-H2SO3H++HSO3

K=1.3×10-2a(1)HSO3H++SO3

K=6.2×10-8a(2)--2-氧化还原性SSS

还原性氧化性+6+40只能与较强还原剂反应H2SO3+2H2S→3S+3H2O12/20/202249课件亚硫酸以还原性为主,如2H2SO3+O2→2H2S亚硫酸盐在难溶钙盐溶液中通入SO2

可使其转变为易溶酸式盐CaSO3+SO2+H2O→Ca(HSO3)22Na2SO3+O2→

2Na2SO44Na2SO3

→3Na2SO4+Na2S还原性受热易分解酸式盐易溶于水，绝大多数正盐难溶于水(K+、Na+、NH4除外)+12/20/202250课件亚硫酸盐在难溶钙盐溶液中通入SO22Na2SO3+2.硫酸及其盐2.硫酸及其盐S3s3p3d3s3p3d2p2pOOsp33d2p2pOOH1s激发键(p-d)π键H1s硫酸的结构sp3杂化OHOSOHO这两个键可近似看作双键1个键、1个(p-d)π键12/20/202251课件2.硫酸及其盐2.硫酸及其盐S3s3p3d3s3p3d2p2硫酸的性质H2SO4

→SO3+H2O纯硫酸是无色油状液体强酸一般温度不分解,沸点以上高温分解浓硫酸与水混合时放出大量热，使水局部沸腾而飞溅，所以只能将浓硫酸倒入水中，不可将水倒入酸中

H2SO4

→H++HSO4

HSO4H++SO4

K

=1.0×10-2

a--2-12/20/202252课件硫酸的性质H2SO4→SO3+H2O纯硫硫酸的性质纯硫酸是无色油状液体强酸一般温度不分解,沸点以上高温分解浓硫酸有强吸水性和脱水性可用来干燥不与其起反应的气体如Cl2、H2、CO2等从一些有机化合物中夺取与水分子相当的氢和氧C12H22O11→12C+11H2O浓硫酸能烧坏皮肤和衣服，使用时必须小心，万一溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用2%小苏打或稀氨水冲洗12/20/202253课件硫酸的性质纯硫酸是无色油状液体强酸一般温度不分解,沸点以硫酸的性质纯硫酸是无色油状液体强酸一般温度不分解,沸点以上高温分解浓硫酸有强吸水性和脱水性浓、热硫酸是强氧化剂——一般被还原为SO2Al、Fe、Cr在冷、浓硫酸中被钝化

Cu+2H2SO4(浓)

→CuSO4+SO2+2H2OC+2H2SO4(浓)

→CO2+2SO2+2H2OZn+2H2SO4(浓)

→ZnSO4+SO2+2H2O3Zn+4H2SO4(浓)

→3ZnSO4+S+4H2O4Zn+5H2SO4(浓)

→4ZnSO4+H2S+4H2O12/20/202254课件硫酸的性质纯硫酸是无色油状液体强酸一般温度不分解,沸点以硫酸盐除BaSO4、PbSO4、CaSO4、SrSO4等难溶，Ag2SO4稍溶于水外，其余都易溶硫酸盐和矾溶解性酸式盐大多易溶于水12/20/202255课件硫酸盐除BaSO4、PbSO4、CaSO4、硫酸硫酸盐和矾胆矾或蓝矾绿矾皓矾CuSO4·5H2OFeSO4·7H2OZnSO4·7H2O以上是假矾易形成含结晶水硫酸盐如CuSO4·5H2OFeSO4·7H2O

带结晶水的过渡金属硫酸盐俗称矾溶解性真正的矾：

M(I)2SO4·M(Ⅲ)2(SO4)3·24H2O

M(I)2SO4·M(Ⅱ)SO4·6H2O

如

明矾

K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O摩尔盐

(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O

经验证明：易形成矾M+(r>100pm)与M3+(r=50~70pm)碱金属离子

Al3+、Fe3+、Co3+、NH4、Tl+

Cr3+、Ti3+

+12/20/202256课件硫酸盐和矾胆矾或蓝矾绿矾皓矾易形成含硫酸盐和矾易形成含结晶水硫酸盐溶解性热稳定性(1)活泼金属硫酸盐在高温下稳定如Na2SO4、K2SO4、BaSO4

(2)一些重金属硫酸盐加热分解2Ag2SO44Ag+2SO3+O2△

CuSO4CuO+SO3

△

SO4鉴定——BaCl2试剂2-SO4+Ba2+

→BaSO4

白色2-12/20/202257课件硫酸盐和矾易形成含结晶水硫酸盐溶解性热稳定性(1)活泼金3.焦硫酸及其盐3.焦硫酸及其盐焦硫酸(H2S2O7)

无色晶状固体焦硫酸可看作是由

两分子硫酸脱去一分子水所得

O

O

‖

‖HOSOHHOSOH

‖

‖OO

12/20/202258课件3.焦硫酸及其盐3.焦硫酸及其盐焦硫酸(H2S2O7)无色焦硫酸无色晶状固体SO3+H2SO4→

H2S2O7H2S2O7+H2O

→

2H2SO4可由等物质的量的SO3和纯硫酸生成

与水作用生成硫酸

具有比硫酸更强的氧化性、吸水性和腐蚀性

12/20/202259课件焦硫酸无色晶状固体SO3+H2SO4→H2S焦硫酸盐酸式硫酸盐加热至熔点以上脱水转变为焦硫酸盐2KHSO4K2S2O7+H2O△

受热分解

K2S2O7K2SO4+SO3

△

12/20/202260课件焦硫酸盐酸式硫酸盐加热至熔点以上2KHSO4焦硫酸盐Al2O3+3K2S2O7Al2(SO4)3+3K2SO4

△

Cr2O3+3K2S2O7Cr2(SO4)3+3K2SO4

△

K2S2O7常用作酸性熔矿剂，使某些不溶于水也不溶于酸的金属矿物溶解

12/20/202261课件焦硫酸盐Al2O3+3K2S2O7Al4.硫代硫酸及其盐4.硫代硫酸及其盐硫代硫酸钠俗名为大苏打商品名为海波Na2S2O3·5H2ONa2SO3+S

Na2S2O3

△

制取:将硫粉溶于沸腾的亚硫酸钠溶液OOSOO2-OOSOS2-S2O3可看作SO4中的一个O被S取代2-2-12/20/202262课件4.硫代硫酸及其盐4.硫代硫酸及其盐硫代硫酸钠俗名为大苏打硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中稳定，在酸性溶液中不稳定，发生分解常用此法来鉴定S2O3

S2O3+2H+

→S+

SO2+H2O2-2-12/20/202263课件硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中稳定，在酸性溶液中不稳定，发生分解中强还原剂2-2-(1)与强氧化剂作用——SO4

S2O3+4Cl2+5H2O→2SO4+8Cl-+10H+

2-(2)与弱氧化剂作用——S4O6

2S2O3

+I2→

S4O6

+2I-

2-2-2-12/20/202264课件硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中稳定，在酸性溶液中不稳定，发生分解中强还原剂是较强的配位体AgBr+2S2O3→

[Ag(S2O3)2]3-+Br-2-S2O3

的鉴定2-S2O3

+2Ag+

→

Ag2S2O3→Ag2S(白→黄

→棕→黑)2-12/20/202265课件硫代硫酸钠无色透明晶体，易溶于水在碱性、中性溶液中5.过硫酸及其盐5.过硫酸及其盐可视为过氧化氢的衍生物OO

HOSOOSOH

OO

‖‖‖‖含有过氧基(-O-O-)的硫的含氧酸如过二硫酸12/20/202266课件5.过硫酸及其盐5.过硫酸及其盐可视为过氧化氢的衍生物5.过硫酸(H2S2O8)及其盐H2S2O8+H2O→H2SO4+H2SO5H2SO5+H2O→H2SO4+H2O2过二硫酸无色晶体，吸水性强不稳定，易水解12/20/202267课件5.过硫酸(H2S2O8)及其盐H2S2O8+H2O→过二硫酸盐2K2S2O82K2SO4+2SO3+O2△

K2S2O8和(NH4)2S2O8强氧化剂不稳定，受热易分解2Mn2++5S2O8+8H2O2MnO4+10SO4+16H+Ag+2-2--12/20/202268课件过二硫酸盐2K2S2O82K2SO46.连二亚硫酸钠6.连二亚硫酸钠制取2NaHSO3+Zn→Na2S2O4+Zn(OH)2Na2S2O4·2H2O

俗称保险粉Na2S2O4+O2+H2O→NaHSO4+NaHSO3性质能溶于冷水,水溶液不稳定,易分解强还原剂,能还原碘酸盐、I2、Ag+等2S2O4+H2O→S2O3+2HSO32-2--12/20/202269课件6.连二亚硫酸钠6.连二亚硫酸钠制取2NaHSO3+Zn第十一章卤素和氧族元素第三节结束

无机化学多媒体电子教案

12/20/202270课件第十一章卤素和氧族元素第三节无机化学多媒体电子教案12氧族元素第十一章卤素和氧族元素第三节氧族元素

无机化学多媒体电子教案

12/20/202271课件氧族元素第十一章卤素和氧族元素第三节无机化学多媒体电子教11-3-1氧族元素概述0ⅢAⅣAⅤA

ⅥA

ⅦAHe氦2B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩4Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Tl铊Pb铅Bi铋PoAt砹Rn氡称为氧族元素11-3-1氧族元素概述

12/20/202272课件11-3-1氧族元素概述0ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe氦11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0以单质存在。为分布最广的成矿元素，很多金属在地壳中以氧化物、硫化物形式存在为稀散元素。在自然界无单质存在，常存在于重金属硫化物矿中p放射性元素12/20/202273课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性()

3.52.52.42.12.0p为生命元素。富氧空气或纯氧用于医疗和高空飞行，大量的纯氧用于炼钢。液氧常用作制冷剂和火箭发动机的助燃剂为火药(KClO3、S、C)主角。有斜方硫、单斜硫等二十多种

同素异形体少量硒对人体新陈代谢起调节作用，过量则有毒。有光电性质，用于电影、传真和制造光电管可制造合金。在所有金属中电阻最高，用于制造电阻器材半衰期为138.7天。是居里夫人于1898年发现的12/20/202274课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p典型非金属准金属金属金属性增强，非金属性减弱增大增大减小减小12/20/202275课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p典型非金属准金属金属价层电子构型为ns2np4，其原子获两个电子可达到稳定电子层结构，即有较强的非金属性

常见的氧化数为-2硫、硒、碲还可利用外层d轨道形成氧化数为+2、+4、+6的化合物

12/20/202276课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-1氧族元素概述

ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲(Te)(Po)原子序数816345284价层电子构型2s22p43s23p44s24p45s25p46s26p4主要氧化数-1、-2

、0-2、0、

+4、+6-2、0、

+2、+4+6-2、0、

+2、+4+6-原子半径/pm66104117137153离子

半径

r(M2-)/pm140184198221-r(M6+)/pm-29425667I1/(kJ·mol-1)

13141000941869812电负性(

)

3.52.52.42.12.0p与大多数金属元素形成二元离子型化合物与非金属、金属性较弱的元素形成共价化合物

与大多数金属元素形成共价型化合物12/20/202277课件11-3-1氧族元素概述ⅥA氧(O)硫(S)硒(Se)碲11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧

臭氧的形成

通过电子流、质子流、短波辐射(紫外线)

hνO2+O→O3通过闪电,无声放电也可生成O22Ohν12/20/202278课件11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧臭氧的形成11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧

臭氧保护层存在于离地面20-40km的高空，是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障近年来，由于大气中NO、NO2等氮氧化物和氯氟化碳(CFCl3、CF2Cl2)等含量过多，使臭氧层遭到破坏，则必须采取措施来保护臭氧层12/20/202279课件11-3-2氧气和臭氧11-3-2氧气和臭氧臭氧保护层11-3-2氧气和臭氧臭氧的分子结构

2sO2psp2杂化2sO2psp2杂化2sO2psp2杂化

键43三中心四电子大键此大键为不定域键或离域键臭氧分子中无单电子，为反磁性物质12/20/202280课件11-3-2氧气和臭氧臭氧的分子结构2sO2psp2杂化11-3-2氧气和臭氧大键定义：凡由三个或三个以上原子形成的

键形成条件：(1)这些原子都在同一平面上(2)每一原子有一互相平行的p轨道(3)2p轨道数目>p电子数

表示符号：

baa—组成大键的原子数b—组成大键的电子数12/20/202281课件11-3-2氧气和臭氧大键定义：形成条件：11-3-2氧气和臭氧臭氧的性质

淡蓝色气体，具有鱼腥臭味-112C凝聚深蓝色液体，-192.7C凝结为黑紫色固体易溶于水不稳定在常温下缓慢分解，200C以上分解较快12/20/202282课件11-3-2氧气和臭氧臭氧的性质淡蓝色气体，具有鱼腥臭味11-3-4过氧化氢11-3-4过氧化氢(H2O2)

分子结构(动画)

12/20/202283课件11-3-4过氧化氢11-3-4过氧化氢(H2O2)分11-3-4过氧化氢物理性质常用的双氧水为过氧化氢水溶液浓度有30%和3%无色粘稠液体,极性比水强，分子间存在氢键在固态和液态时分子易发生缔合,沸点(150C)比水高与水可以任何比例互混12/20/202284课件11-3-4过氧化氢物理性质常用的双氧水为过氧化氢水溶液11-3-4过氧化氢化学性质m2H2O2(l)→2H2O(l)+O2(g)加速分解因素(1)微量杂质或重金属离子(Fe3+、Mn2+、Cr3+、Cu2+)及MnO2等以及粗糙活性表面

2H2O22H2O+O2

MnO2(2)在碱性介质中分解较快

(3)光照可加速分解

(4)常温下分解缓慢，加热促使分解加快，153℃时发生爆炸反应∆rH=-196.06kJ·mol-1

不稳定性，易分解12/20/202285课件11-3-4过氧化氢化学性质m2H2O2(l)→11-3-4过氧化氢化学性质2H2O2(l)→2H2O(l)+O2(g)m∆rH=-196.06kJ·mol-1

减缓分解方法(1)储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中(2)置于阴凉处(3)加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、8-羟基喹啉等不稳定性，易分解12/20/202286课件11-3-4过氧化氢化学性质2H2O2(l)→2化学性质例如H2O2+

Ba(OH)2

→BaO2+2H2O

BaO2可视为H2O2的盐

-H2O2H++HO2

Ka(1)=2.310-12HO2

H++O2

Ka(2)=