元素化学 第七章第一部分

元素化学第七章第一部分第一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

元素氧硫硒碲钋原子序数价电子层结构主要氧化值原子半径/pm离子半径/pmX2-

X6+第一电离能/kJmol-1第一电子亲合势/kJmol-1第二电子亲合势/kJmol-1单键键能/kJmol-1电负性熔点沸点82s22p4-26614091310141-7801423.50-218.6-183.0163s23p4-2,+2,+4,+6104184291000200-5902682.60112.8444.6344s24p4-2,+2,+4,+61171984294145221685525s25p4-2,+2,+4,+613722156870.01901262.304501009846s26p415323056812.02.002549621.通性第二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二问题氧族元素的非金属性比卤族的强或弱？为什么？氧的单键键能比同族的其它元素的小？电负性的规律、电子亲合能？第三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

氧的第二亲合势是负值，说明成为-2价的氧离子时需要吸收能量，所以氧族元素的非金属性比卤族元素的弱；由于上述原因，使常温下，氧与其他单质反应较慢；氧的键能小的原因是：a.氧原子的半径小，原子之间的排斥力大；b.氧原子没有d轨道，不能形成d-p反馈键.电子亲合能与半径有关，情况类似于Cl和F的关系。第四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二氧的特殊性及其原因较高的电负性，因此在化合物中有较强的离子性；氧化物很多都有氢键，对物质性质的影响较大；由于没有d轨道，配位数仅限为4，不存在较高（正）的氧化态；特殊的反应活性，除稀有气体外，几乎能和所有的元素反应，且一般都是强放热反应。一定条件下氧的反应活性！第五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二硫、硒、碲的性质及递变单质具有中等活性，都能在空气中燃烧成氧化物；能和许多金属和非金属化合，但不受非氧化性酸所侵蚀；从上到下：1.金属性递增（？）；2.氢化物的稳定性递减（？）3.除水外，氢化物的挥发性递降（？）4.氢化物的酸强度递增（？）；第六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

1.钋能溶解在硫酸、硝酸、盐酸中为证——碱性的递变。2.因为从上到下，成键的轨道越来越大及稀散，因而同氢的1s轨道的重叠越来越不利——氢化物的稳定性的递变。3.除水外，因其有强烈的氢键作用。4.同卤族的氢化物的酸性原理。第七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二S、Se、Te及其化合物性质的变规律二氧化物及其水合物：SO2——SeO2——TeO2还原性（氧化性）：含氧酸酸性（碱性）：最高氧化态的稳定性：减弱（增强）减弱（递增）递降第八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二2.氧的成键方式与结构及性质的关系(1)氧原子的成键特征：离子键：与金属离子形成离子键；形成共价键：a.O原子采取sp3杂化，形成两个共价单键，如Cl2O、H2O、OF2；b.O原子采取sp3杂化，形成两个共价单键,同时提供一对孤对电子形成一个配位键，如H3O+；第九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

c.氧原子以sp2杂化，形成一个共价双键，如甲醛H2CO分子的空间构型是平面三角；d.氧原子采取sp杂化，形成一个共价双键，同时又提供一对孤对电子形成一个键，如CO、NO等；第十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

(2)氧分子的成键特征：氧分子在成键过程中，结合一个电子形成超氧离子O2-，在O2-离子中，氧的氧化数为-1/2，如KO2；氧分子结合两个电子，形成过氧离子O22-，形成离子型过氧化物，如Na2O2，BaO2，其中，氧的氧化数是-1；氧分子失去一个电子，形成二氧基阳离子O2+的化合物，氧的氧化数为+1/2：第十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

形成配位键：第十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二关于过氧化物、超氧化物、过氧基盐1.过氧化物类型：离子型——很强的氧化性，甚至能把Fe氧化成FeO42－（什么介质？）；过渡金属的过渡型过氧化物——稳定性明显不如上一类型；共价型过氧化物——典型代表为S的过氧酸，含有O－O链；过氧基：第十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二该系列用于过氧化氢的鉴定，其中第一个反应在强酸介质中，第二在弱酸介质中。

第十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二超氧离子中含有O2－，O－O间距为132－135pm，有色、顺磁性（？）；O2＋中，O－O距离为117±17pm，比O2中的键长短（？），二氧基盐顺磁性（？），强烈水解为O2，O3；比较：O22－、O2、O2－、O2＋的稳定性以及其化合物的稳定性？O2、O2+、O2-、O22-的稳定性比较第十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

（3）臭氧分子的成键特征：臭氧分子可以结合一个电子，形成O3-，构成离子型臭氧化合物，如KO3；或者，形成有两个共价单链的臭氧链—O—O—O—，形成共价型臭氧化合物如：O3F2；臭氧的强氧化性：臭氧的键级和磁性？第十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二第十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二臭氧分子偶极矩的研究

刘洋臭氧是由氧元素组成的单质，但它却具有偶极矩，是一个很特别的现象（S也可以形成类似的结构）。通过ADF（AmsterdamDensityFunctional）计算软件对臭氧的性质进行计算分析，发现臭氧中三个氧原子的化学性质并不一样，中间的一个氧原子带一定的正电荷，两边的两个氧原子的化学性质一样，带相同的负电荷，整个分子不带电荷。第十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

对于臭氧分子具有偶极矩的解释：臭氧分子形成的非定域三中心四电子键中的四个电子，两个是由中间的那个O原子提供，其余的两个电子由两侧的两个O原子分别提供；形成离域键后，近似的认为四个电子在三个O原子上平均分布，可见中间的那个氧原子提供了两个电子，只得到了4/3个电子，所以带正电，两侧的两个电子提供了一个电子，分别得到了4/3个电子，所以带负电；第十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

（4）过氧化氢：结构：氧原子采取的杂化形式？第二十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

过氧化氢的特征性质：a.氧化性，在酸性溶液中是强氧化剂：其中第一个反应是过氧化氢的鉴定反应，第二个反应呢？第二十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

在碱性介质中也呈现一定的氧化性：b.还原性，在碱性溶液中是中等强度的还原剂：还原性随不同介质中而不同：第二十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

b.不稳定性：加速过氧化氢分解的因素：介质（碱性快）、金属离子、紫外光。c.鉴定反应：在乙醚溶液中形成蓝色化合物：此为过氧化氢的特征鉴定反应。第二十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二3.关于氧化物及其水合物的酸碱性（1）氧化物的分类：酸性氧化物与水反应生成含氧酸B2O3,CO2,NO2,P4O10,SO2,SO3只能与碱共熔生成盐SiO2

碱性氧化物与水反应生成可溶性碱Li2O,Na2O,k2O,BaO与水反应生成难溶性碱MgO，CaO，SrO只能与酸反应生成盐BI2O3,CuO,Ag2O,HgO,FeO,MnO

两性氧化物与酸碱反应生成盐BeO,Al2O3,SnO2.TiO2,Cr2O3,ZnO中性氧化物不与酸或碱反应CO,N2O,NO第二十四页，共三十六页，编辑于2023年，星期二（2）氧化物、水合物的酸碱性及元素周期系

（依据何在？）常见元素氧化物水合物酸碱性的分类第二十五页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

要注意：价态，同一元素的氧化物的水合物，低价态更偏碱性而高价态偏酸性;变化规律，对于长周期有两个酸碱性的变化周期。第二十六页，共三十六页，编辑于2023年，星期二（3）氧化物的酸碱性规律同周期元素最高氧化态从左到右，氧化物的碱性依次减弱，而酸性依次增加：同一族元素同氧化态氧化物的碱性从上到下依次增强：同一主族最高氧化态氧化物的酸性（？）有多种氧化态，酸性随氧化态增高而增大：Na2OMgOAl2O3SiO2P4O10SO3Cl2O7

BBABAAAAN2O3P4O6As4O6Sb2O3Bi2O3

AAABABBMnOMnO2MnO3Mn2O7BABAA第二十七页，共三十六页，编辑于2023年，星期二（4）普通氧化物的制备单质在空气或纯氧气中燃烧（C、P、S、Zn、Cd、Fe、Co、Ru、Rh）；赤热状态下被水蒸气氧化：单质被硝酸氧化：第二十八页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

在空气或氧气燃烧化合物：还原高氧化态氧化物为低氧化态化合物碱化某些盐溶液：第二十九页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

热分解氢氧化物、碳酸盐、草酸盐、硝酸盐：第三十页，共三十六页，编辑于2023年，星期二4.氧的分析化学（1）游离O2的测定：基于O2是少数具有顺磁性的气体的性质；利用色层分离法测定；碱性溶液中氧化Mn(II)至Mn(III)，再用后者氧化碘化物，再用碘法测定；极谱法测定。（2）氧化物中氧含量测定：活化分析；处理氧化物，然后用间接的氧化还原方法测定。第三十一页，共三十六页，编辑于2023年，星期二5.水及其特性（1）水的特殊性：很大的生成热，很稳定；凝固时密度减小，在277.4K时有一个最大值；比热和介电常数特别大；凝固点、沸点高。第三十二页，共三十六页，编辑于2023年，星期二（2）和水有关的反应：同单质的作用（参考单质的性质）：第三十三页，共三十六页，编辑于2023年，星期二

同化合物的反应：a.与氧化物反应：b.盐类水解反应：阴离子水解：阳离子水解:共价化合物水解：第三十四