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1、硫和硫的化合物一、氧族元素1、原子结构和元素的性质、原子结构：*原子结构三要素：原子的电子层结构，原子半径，有效核电荷数。元素氧O硫S硒Se碲Te相似性最外层电子数均为6递变性核电荷数依次增加，电子层数依次递增，原子半径依次增大。、元素的性质、元素性质的递变OSSeTe核对最外层电子的引力依次减弱，原子获得电子能力依次减弱，失去电子能力依次增强。元素的非金属性依次减弱，金属性依次增强。（氧和硫是典型的非金属，硒和碲是准金属，钋是典型的金属、为放射性元素。）、硫分族（硫、硒、碲）OSSeTe原子半径/mm0.074(突然增大)0.1020.1160.1432得失电子能力得电子能力突然减弱，失电子
2、能力突然增强。主要化合价-2-2,+4,+6-2,+4,+6-2,+4,+6价电子层结构及化合价没有空的d轨道都存在空的d轨道，与非金属性强的元素原子结合时，参加成键可显正价态（+2、+4、+6）。*元素的金属性与非金属性的含义（孤立的原子在化学反应中的性能）。例如，元素的非金属性强弱，是指元素的原子得电子能力的强弱。*原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质，三者之间的关系。、氧族元素的非金属活泼性弱于卤素氧族元素的原子获得两个电子形成简单阴离子X2的倾向，比卤素原子形成X-的倾向要小得多。例如，S元素的非金属性*氧元素的电负性(Pauling)=3.44,仅次于氟(3.98)；氯（3.1
3、6）,硫（2.58）。、单质、同素异形体、氧单质：O2和O3；、硫单质：单质硫有近50种同素异形体。最常见的是斜方硫（菱形硫，又叫-硫；确切地应称为“正交硫”具有正交面心晶胞）和单斜硫（又叫-硫）。室温下所有的晶体硫都是由Sn环组成的，n可以从6到20。硫的同素异形体中最常见的为环八硫S8，由于S8分子紧密堆积的方式不同，它有三种变体(同素异形体)：即斜方硫(-硫)、-单斜硫和-单斜硫。室温下唯一稳定存在的形式是正交硫。它们都易溶于CS2中，都是由S8分子组成的。在环状分子中，每个硫原子以SP3杂化轨道与另外两个硫原子形成共价单键相联结。对S6、S8、S12、Sx等分子形成的晶体结构分析表明，
4、分子中每个S原子均与2个S原子成键，SS键长206pm，SSS约为105。、硒单质：有三种红色单斜多晶态（无定形）物质（、），是由Se8环组成，彼此的差别仅在分子间环的堆积不同，属于不良导体。室温下最稳定的是灰硒（由螺旋型链Se构成的晶体，带有金属光泽的脆性晶体），热力学上最稳定的形式。市售商品则通常称为黑硒（玻璃态，包含巨型聚合环，每个环有近1000个原子，具有复杂的不规则结构）。、碲单质：仅有一种银白色的晶形，称为灰碲，是带有金属光泽的脆性晶体。*同素异形体的复杂性，从S经Se到Te迅速缩减。、物理性质O2SSeTe颜色、状态无色气体黄色固体灰色固体银白色固体熔点/沸点/-218.4-18
5、3112.8444.6217684.94521390逐渐升高密度1.43g/L2.07g/cm34.81g/cm36.25g/cm3逐渐增大非金属过渡到金属O2SSeTePo典型的非金属准金属（有金属光泽的脆性晶体）典型的金属导电性（绝缘体）不导电典型的半导体能导电金属导体、化学性质*单质的化学活泼性：O2SSeTe、氧族单质不跟H2O或稀酸反应、跟浓硝酸的作用：6HNO3+SH2SO4+6NO2+2H2O(S：0+6)，4HNO3+SeH2SeO3+4NO2+H2O(Se：0+4)，4HNO3 +TeH2TeO3+4NO2+H2O(Te：0+4)；、硒和碲也能跟大多数元素直接化合（当然要比O
6、2和S困难一些）。S+O2SO2（空气中，淡蓝色火焰；纯O2中，蓝紫色火焰）Se+O2SeO2（白色固体，易挥发。）纯蓝色火焰Te+O2TeO2（白色固体，不挥发。）绿蓝色火焰、气态氢化物、物理性质H2X物理性质颜色、状态气味在水中溶解性（常温下饱和溶液）毒性H2S无色气体臭鸡蛋气味能溶于水0.1mol/L剧毒H2Se恶臭比H2S小0.084mol/L比H2S更大H2Te0.09mol/L、化学性质H2OH2SH2SeH2Te单质跟H2反应，生成H2X的难易极易（燃烧、爆炸）加热时能化合加热时能化合不能直接化合单质跟H2反应生成H2X，由易到难；H2X热稳性2000以上，只有0.588%分解H
7、2为和O2300以上分解不稳定加热时易分解不稳定受热极易分解热稳定性依次显著减弱；还原性还原性依次增强；Ka酸性Ka1=1.3710-7Ka2=7.110-15Ka1=1.310-4Ka2=110-11Ka1=2.310-3Ka2=1.610-11酸性依次增强。S+H2H2S，Se+H2H2Se，Te+H2fGm,298K/kJmol-1H2O（g）-228.59H2O（l）-237.19H2S（g）-33.02H2Se（g）71.1H2Te（g）138.5O2+4H+4e-2H2O，=1.23V；S+2H+2e-H2S，=0.14V；Se+2H+2e-H2Se，=-0.40V；Te+2H+2
8、e-H2Te，=-0.72V；4、氧化物及其水合物、色态、氧化物的色态SO2SeO2TeO2SO3SeO3TeO3无色体，易溶于水。白色固体，易挥发，升华温度315；易溶于水，易吸湿。白色固体，不挥发，难溶于水。无色易挥发晶体，熔点16.8，沸点44.8。跟水反应生成H2SO4白色（或淡黄）固体，极易吸水,生成H2SeO4型，黄色固体；型，灰色固体。、氧化物水化物的色态H2SO3H2SeO3H2TeO3H2SO4H2SeO4H2TeO4常温下1L水能溶解40L SO2，相当于10%的溶液（1.6mol/L），受热分解。无色固体，55脱水，生成SeO2。白色固体，微溶于水、氨水，溶于强酸强碱。室
9、温时易失水而成为TeO2。无色油状液体无色固体，易潮解，易溶于水。类似硫酸，高浓度时能使有机物炭化。白（无）色固体。、酸性、H2XO3H2SO3H2SeO3H2TeO3（有两性）TeO(OH)2碱式电离Ka1=1.310-2Ka2=6.310-8Ka1=2.410-3Ka2=4.810-9Ka1=210-3Ka2=110-8TeO(OH)2TeO(OH)+OH-,Kb=10-11酸 性 减 弱、H2XO4H2SO4H2SeO4H6TeO6（碲酸脱水中间产物H2TeO4）第一步电离完全，Ka2=1.010-2第一步电离完全，Ka2=1.110-2Ka1=6.810-7，Ka2=4.110-11（
10、强酸）酸 性 相 近 弱 酸酸 性 减 弱、氧化还原性、SO2以还原性为主，但是SeO2和TeO2主要显示氧化性，容易被还原成游离态的硒和碲、SeO2和H2SeO3能氧化H2S、HI、SO2H2SeO3+2SO2+H2O2H2SO4+Se，SeO2+2H2S2S+Se+2H2O，H2SeO3+4HI2I2+Se+3H2O、在强氧化剂（F2、Cl2、浓H2O2、KMnO4等）作用下，H2SeO3、H2TeO3被氧化成H2SeO4和H6TeO6。5H2TeO3+2HClO3+9H2O5H6TeO6+Cl2，H2SeO3+Cl2+H2OH2SeO4+2HCl，TeO2+H2O2(=30%)+2H2O
11、H6TeO6(H2SO4介质)、H2SO4、H2SeO4、H6TeO6的氧化性比较：H2SeO4H6TeO6H2SO4H2SeO4不但能氧化H2S、SO2、I-、Br-，中等浓度（50%）的H2SeO4还能氧化Cl-。H6TeO6也能氧化Cl-。H2SeO4(浓)+2HClH2SeO3+Cl2+H2O，H6TeO6+2H+2Cl-TeO2+Cl2+4H2O5、硒和碲的存在与用途、存在：Se和Te都是稀有的分散元素,在地壳里(Se)110-8，(Te)110-8。它们以极微量共存于各种硫化物的矿物里(如黄铁矿FeS2、闪锌矿ZnS、黄铜矿CuFeS2即Cu2SFe2S3、辉铜矿Cu2S)，可以从
12、硫化物矿焙烧的烟道灰中回收。硫酸工业的烟道尘和洗涤塔的淤泥、电解铜的阳极泥等，成为制取Se和Te的主要原料。例如SeO2+2SO2+2H2O2H2SO4+Se(红色无定形硒)、用途、硒、灰硒是链状晶体，属于金属型。在光照下它的导电能力比在暗处大几千倍，是典型的半导体。在半导体技术中用来制造整流器、光电管和光导体（硒光电池）。、由真空沉积的无定形硒，是理想的静电印刷用光导体（如施乐复印机）。、硒作玻璃脱色剂（少量的硒加到普通玻璃中，可消除由于玻璃中含有Fe2+而产生的绿色少量硒的红色与绿色互补而成为无色）。、制造硒红宝石玻璃。在玻璃中加入CdSe和CdS的固体颗粒胶态分散体，当Cd(S,Se)含
13、有约10% CdS时，可获得最深的红宝石色泽，但CdS相对浓度增加时，颜色从红变黄：红（40% CdS），橙（75% CdS），黄（100% CdS）。、CdS中添加CdSe，便得到耐热的红色颜料，广泛用于塑料、油漆、油墨和搪瓷的制造。、少量硒铁用来增进不锈钢的铸造、锻压与加工。、CdSe也是荧光物质。、口服亚硒酸钠可预防和治疗克山病。、碲、把Te加入到钢和铜里，可以改善机械加工性能和抗腐蚀性能。、少量Te加入到铅中，可增加铅的硬度和弹性，用于制造铅缆绳。、碲化合物在橡胶工业中有时用作催化剂和固化剂，提高橡胶的可塑性，抗热、抗氧化和耐磨性能。、用于制造化合物半导体，如CdTe、Al2Te3、B
14、i2Te3。二、硫及其化合物、硫、物理性质：斜方硫为黄色固体，密度2.06g/cm3，熔点112.8，沸点444.6。-单斜硫为浅黄色针状晶体，密度为1.96g/cm3；熔点为119.3，沸点444.6，折射率2.038。它们的导热性和导电性都很差，性松脆，不溶于水，微溶于乙醇和乙醚，易溶于CS2、CCl4、苯和环已烷等非极性溶剂中。从CS2中再结晶，可得到纯度很高的晶状硫正交硫晶体。S在通常情况下最稳定，温度升到95.6以上则S稳定，在95.6这两种变体处于平衡(斜方)(单斜)，=0.398kJmol-1如果将S迅速加热，由于无足够时间向S转化，它将在112.8时熔化。如果缓慢加热，则超过369K，斜方硫就转变为单斜硫，单斜硫的mp为119.3。、化学性质S元素是比较活泼的非金属元素，但比氧、氯的活泼性要弱。
