《内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第16章氧族元素复习过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第16章氧族元素复习过程（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、内蒙古民族大学无机化学吉大武大版第16章氧族元素Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望氧族氧族(VIA)：OSSeTePo单质单质性性质质典型非金属典型非金属准金属准金属 放射性金属放射性金属存存在在单质或矿物单质或矿物共生于重金属硫化物中共生于重金属硫化物中氧氧化化态：态：-2,(-1)22 22,64,64,64,6第一电子亲合能第一电子亲合能:141200195190(KJ/mol)16-1氧族的通性氧族的通性1.原子的性质原子的性质 由于由于O价层电子结构：价层电子
2、结构：2s22p4，第二周期，第，第二周期，第A族由于核外具有两个电子层，故半径较小，使得氧与族由于核外具有两个电子层，故半径较小，使得氧与同族其它元素在电子亲合能及氧化态表现出反常的性同族其它元素在电子亲合能及氧化态表现出反常的性质。质。 2原因：原因：O的氧化数为的氧化数为-2、0，不易表现出正氧化数。不易表现出正氧化数。O无无d轨道轨道.，SSe均有均有d轨道轨道，在一定的条件，在一定的条件下，下，np电子进入电子进入nd轨道参与成键，表现正氧化态。轨道参与成键，表现正氧化态。氧的氧的E1S，Se，Te，O半径小，电子云密度半径小，电子云密度大，接受一个电子排斥作用大，部分抵消了获得一个
3、大，接受一个电子排斥作用大，部分抵消了获得一个电子形成电子形成O-所放出的能量，所放出的能量，E1变小。变小。硒硒碲碲32. 2. 氧族元素的电势图氧族元素的电势图酸性溶液中，酸性溶液中，H2O2、O2、O3均为强氧化剂均为强氧化剂4低价硫化合物不论在酸性低价硫化合物不论在酸性还是在碱性溶液中都是强还是在碱性溶液中都是强还原剂还原剂酸介质中，酸介质中，过硫酸盐是过硫酸盐是强氧化剂强氧化剂5低价的硒化物低价的硒化物和碲化物也是和碲化物也是强还原剂强还原剂在高价含氧酸中，氧化性最大的是在高价含氧酸中，氧化性最大的是第四周期的硒含氧酸最强。（卤素第四周期的硒含氧酸最强。（卤素是第四周期的溴含氧酸最强
4、，）是第四周期的溴含氧酸最强，）616-2氧和臭氧氧和臭氧 2.1氧在自然界的分布：氧在自然界的分布： O是地壳中分布最广含量最多的元素：是地壳中分布最广含量最多的元素：岩岩层层:含氧酸盐，氧化物占总质量含氧酸盐，氧化物占总质量48%海水中：质量海水中：质量89%大气中：质量大气中：质量23%体积体积21%氧同素异形体：氧同素异形体：O2和和O3 在地表在地表15km以上以上有一臭氧层：由有一臭氧层：由O2吸收紫外光产吸收紫外光产生的。生的。O3层阻止了强大的紫外线，使地球上的生命免层阻止了强大的紫外线，使地球上的生命免遭侵害。大气中还原性气体污染物如遭侵害。大气中还原性气体污染物如SO2，H
5、2S，CO和氟里昂（和氟里昂（CF2Cl2，N2O等）等与等）等与O3发生反应，导致发生反应，导致O3浓度降低，将对地球上的生命产生严重的影响。浓度降低，将对地球上的生命产生严重的影响。CF2Cl2+ hCl+CFClO3+ClClO+O2O+ClOCl+O2O+O3O2+O27臭氧空洞变化图，臭氧空洞变化图，红色和蓝色区为空红色和蓝色区为空洞，左为洞，左为2001年年9月图，右为月图，右为2002年年9月形势。月形势。8氧的同位素：氧的同位素： 三种：三种：O16，O17，O18。普通普通O2中：中： O16：99.76%；O17：0.04%，O18：0.2%。通过分馏水可以得到重氧水通过分
6、馏水可以得到重氧水H2O18形式富集形式富集O18。O18是一种稳定同位素，可以做示踪原子用于研究是一种稳定同位素，可以做示踪原子用于研究化学反应机理。化学反应机理。2.2氧的制备氧的制备主要从空气中和主要从空气中和H2O制氧制氧 97%是从空气中提取的，是从空气中提取的，3%是电解水制取的。是电解水制取的。工业法：液化空气，分馏制氧，压入钢瓶中储存。工业法：液化空气，分馏制氧，压入钢瓶中储存。纯度：纯度：99.5% 9实验室制氧实验室制氧 2KClO3=2KCl+3O22HgO=2Hg+O22BaO2=2BaO+O2；2NaNO3=2NaNO2+O2MnO2大气是工业上制取大气是工业上制取N
7、2和和O2的最重要的资源。的最重要的资源。O2对生命的重要性尽人皆对生命的重要性尽人皆知知,生物体通过呼吸将生物体通过呼吸将其转化其转化CO2。氧的工业。氧的工业用途主要是炼钢，生产用途主要是炼钢，生产1t钢约需消耗钢约需消耗1t氧。氧。102.3氧的结构、性质和用途：氧的结构、性质和用途：（1）氧的分子结构：）氧的分子结构： O：2S22px22py12pz1 VB法：法： 氧氧原原子子中中:2个个成成单单电电子子相相互互配配对对成成键键,键键级级相相当当于双键，与实验相符，并符合稀有气体结构。于双键，与实验相符，并符合稀有气体结构。但但O2分分子子中中无无成成单单电电子子，这这与与磁磁性性
8、实实验验相相矛矛盾盾，因此因此VB法对法对O2分子结构解释不合适。分子结构解释不合适。 分子轨道法分子轨道法: : 电子排布式：电子排布式： O216e一个一个键，键，2个个3e键，键，同时有同时有2个单电子，与磁性个单电子，与磁性实验相符。实验相符。OO11（2）氧的性质和用途氧的性质和用途a.O2是是无无色色无无臭臭的的气气体体，90K淡淡蓝蓝色色液液体体，54K淡淡蓝蓝色固体。液态和固态色固体。液态和固态O2有明显的顺磁性。有明显的顺磁性。在在室室温温和和加加压压下下，分分子子光光谱谱实实验验表表明明O2中中含含有有抗抗磁磁性性物物质质O4。O4中中两两个个O2分分子子间间的的键键弱弱于
9、于一一个个电电子子对键，但比范德华力强。对键，但比范德华力强。O4可能的结构可能的结构OO （可能是（可能是O2分子中的单电子分子中的单电子互相键合，强度较弱。）互相键合，强度较弱。） OO b.氧氧是是非非极极性性分分子子，不不易易溶溶于于极极性性溶溶剂剂水水中中。298K，1dm3水水可可溶溶30cm3O2。光光谱谱学学实实验验表表明明：氧氧溶于水后，有溶于水后，有O2H2O和和O22H2O12不稳定结构不稳定结构氧氧在在水水中中溶溶解解度度虽虽小小，但但它它是是水水生生植植物物生生存存的的基基础础。我我国国有有些些江江河河湖湖泊泊水水系系污污染染严严重重，水水中中O2含含量量明明显显减减
10、少少，水水质质下下降降，鱼鱼类类产产量量下下降降，甚甚至至绝绝迹迹。因因此此防防治治水水系系污污染染已已是是我我国国一一项迫在眉睫的任务。项迫在眉睫的任务。13c氧的化学性质氧的化学性质主要表现氧化性。由于主要表现氧化性。由于O2的键能较高，故在高温的键能较高，故在高温下表现较高的氧化性，而在常温下氧化能力一般。下表现较高的氧化性，而在常温下氧化能力一般。 在水中获得在水中获得4eO2+4H+4e=2H2O0=0.815V（PH=7）这表明这表明O2饱和的水溶液是一个较好的氧化剂。饱和的水溶液是一个较好的氧化剂。例如可将例如可将Fe2氧化成氧化成Fe3（在碱性迅速）（在碱性迅速） O2易溶于有
11、机溶剂，如：与乙醇、乙醚、苯等生易溶于有机溶剂，如：与乙醇、乙醚、苯等生成弱键配合物。成弱键配合物。例：例：N，N二甲基苯胺在空气或二甲基苯胺在空气或O2中黄色，当氧被中黄色，当氧被除掉后，黄色消失。除掉后，黄色消失。14 O2与某些过渡金属配合物形成加合物，加合物中以与某些过渡金属配合物形成加合物，加合物中以O2、O2、O22离子与金属离子与金属配位或形成桥式配位或形成桥式配位基。配位基。例：例： 2Co（NH3）62+O2（NH3）5CoOOCo（NH3）54+2NH3 高温下，高温下，O2的化学活性迅速增加，能和许多金属和的化学活性迅速增加，能和许多金属和非金属直接化合生成氧化物。还可与
12、还原性化合物如非金属直接化合生成氧化物。还可与还原性化合物如H2S、CH4、CO等反应，使它们在等反应，使它们在O2中继续燃烧。中继续燃烧。2H2S+3O2=2SO2+2H2O15（2）臭氧）臭氧a.O3结构：实验证明等腰三角形配置三个结构：实验证明等腰三角形配置三个OVB法：取两种结构间的共振结构法：取两种结构间的共振结构MO法：顶角氧原子法：顶角氧原子sp2杂化，其中杂化，其中2个单电子轨道与另外两个个单电子轨道与另外两个O原子单原子单电子轨道形成键，还有一个轨道上电子轨道形成键，还有一个轨道上有一对孤对电子。剩下的未参与杂有一对孤对电子。剩下的未参与杂化的化的p轨道与另两个含单电子的轨道
13、与另两个含单电子的p轨轨道平行，线形组合成分子轨道。道平行，线形组合成分子轨道。 sp234O：2S22px22py12pz116E0000E1E2=E0E3非键轨道 形形成成了了一一个个 34键键，由由于于非非键键轨轨道道上上的的电电子子对对成成键键轨道没有贡献。所以键级轨道没有贡献。所以键级=1。O3中中每每两两个个O原原子子间间键键级级=1+0.5不不是是一一个个双双键键，它它的的键键长长127.8pm比比O2分分子子120.8pm长长一一些些。键键能能低低于于O2，因而不稳定。，因而不稳定。MO处理处理O3分子中无单电子，抗磁性。分子中无单电子，抗磁性。O O3 3: : =1.810
14、-3Cm唯一极性单质唯一极性单质17 由于分子中形成由于分子中形成 3 34 4键时，氧原键时，氧原子提供的电子数不同，使中心氧与子提供的电子数不同，使中心氧与端氧周围电子云密度不同。这种端氧周围电子云密度不同。这种氧氧原子周围电子云密度不同及分子的原子周围电子云密度不同及分子的非对称性造成分子中正负电荷中心非对称性造成分子中正负电荷中心不重合，分子具有弱的极性。不重合，分子具有弱的极性。sp23418b.臭氧的性质和用途臭氧的性质和用途（1）臭氧有腥臭味，液态臭氧有腥臭味，液态O3深的蓝紫色，深的蓝紫色，隔隔1mm液液态态O3时就观察不到电灯泡的灼热灯丝。时就观察不到电灯泡的灼热灯丝。80K
15、时为黑色时为黑色固体。固体。O3易液化难固化，色散力大。所以易液化难固化，色散力大。所以bp高于高于O2。（2）化学性质：不稳定性和氧化性化学性质：不稳定性和氧化性常温缓慢分解，受热或有常温缓慢分解，受热或有MnO2存在时分解加快。存在时分解加快。2O3=3O2H0=-284kJmol1氧化能力在氧原子和氧化能力在氧原子和O2之间，在酸性或碱性介质中之间，在酸性或碱性介质中都能表现出氧化性都能表现出氧化性酸性：酸性：O3+2H+2e=O2+H2O =2.07V碱性：碱性：O3+H2O+2e=O2+2OH- =1.20V19 可氧化具有弱还原性的单质及化合物可氧化具有弱还原性的单质及化合物2Ag
16、+2O3=Ag2O2+2O2过氧化银过氧化银O3+XeO3+2H2O=H4XeO6+O2 O3可迅速定量氧化可迅速定量氧化I-I2，可用来测定，可用来测定O3含量含量 O3+2I- -+H2O=I2+O2+2OH- - 氧化有机物：对烯烃的氧化氧化有机物：对烯烃的氧化丁烯丁烯1CH3CH2CH=CH2CH3CH2CHO+HCHO丁烯丁烯2CH3CH=CHCH32CH3CHO可用于确定双键的位置可用于确定双键的位置O3O320 O3氧化氧化CN- -常用于治理工业中的含氰废水。常用于治理工业中的含氰废水。O3+CN- -OCN- -+O22OCN- - +3O3+2OH- -2CO32- 2-
17、+N2+3O2+H2O O3能杀菌可用做消毒剂，游泳池可采用能杀菌可用做消毒剂，游泳池可采用O3杀菌。杀菌。b.臭氧的生成和制备：臭氧的生成和制备：O3分解是放热的，由分解是放热的，由O2O3必然吸热，因此，只必然吸热，因此，只要给氧以足够的能量（光、电、热）即可转变为臭氧。要给氧以足够的能量（光、电、热）即可转变为臭氧。例：雷雨天大气中放电而生成例：雷雨天大气中放电而生成O3，电动机的机身旁，电动机的机身旁也常闻到臭氧味。也常闻到臭氧味。松节油树脂氧化过程中也伴随臭氧产松节油树脂氧化过程中也伴随臭氧产生。生。21c.氧的成键特征：氧的成键特征：从三个方面讨论：分别以从三个方面讨论：分别以O，
18、O2，O3为基础。为基础。以氧原子为结构基础的成键情况：以氧原子为结构基础的成键情况：（1）O可以从电负性小的原子中夺取电子，形成可以从电负性小的原子中夺取电子，形成O2-2-离离子，子，构成离子键，构成离子键，如：如：Na2O，K2O，CaO等。等。（2）氧原子可以同电负性与其相近的原子共用电子，）氧原子可以同电负性与其相近的原子共用电子，形成共价键，构成共价型化合物。形成共价键，构成共价型化合物。当同电负性大的当同电负性大的F化合时，氧显化合时，氧显+2氧化态：氧化态：OF2当同电负性比它小的元素化合时，氧显当同电负性比它小的元素化合时，氧显-2氧化态。氧化态。实验室制实验室制O33O2=
19、2O3在臭氧发生器中在臭氧发生器中O3：10%放电或光照放电或光照22 从形成共价键的角度看，有六种情况：从形成共价键的角度看，有六种情况：O:2s22px22py12pz1a.O采取采取SP3杂化，形成两个共价单键：杂化，形成两个共价单键：b. 提供提供2个单电子形成一个共价双键：个单电子形成一个共价双键：例：例：Cl2O和和OF2中中OFFOO（在甲醛中（在甲醛中C、O原子均采取原子均采取SP2杂化，以单电子杂化杂化，以单电子杂化轨道重叠形成轨道重叠形成键键，再以未，再以未杂杂化的另一个化的另一个单电单电子子轨轨道道重叠形成重叠形成键键。）。）COHH23d. O以以sp杂化形成一个双键和
20、一个配位键：杂化形成一个双键和一个配位键： e.提供一个空的提供一个空的2p轨道接受电子对形成配位键。轨道接受电子对形成配位键。 例例R3NO如：在如：在CO和和NO中中形成三键形成三键OCc.O以以sp3杂化形成两个杂化形成两个共价单键，一个配位键共价单键，一个配位键:OHHH+24f.O原子提供一个空的原子提供一个空的2p轨道接受电子对，同时提供轨道接受电子对，同时提供二对孤电子对，反馈给原配位原子的空轨道形成反二对孤电子对，反馈给原配位原子的空轨道形成反馈键。馈键。例：例：H3PO4分子中，有分子中，有d-p反馈配键，而键具有双键反馈配键，而键具有双键的性质。的性质。POHOHHOOP:
21、3S23px13py13pz13d025 以以 O2为结构基础的成键情况为结构基础的成键情况（1）O2结合一个结合一个e，形成，形成O2- -超氧离子，超氧离子，如：如：KO2（2）O2结合结合2个个e，形成，形成O22-离子或共价的过氧链：离子或共价的过氧链：如：如：Na2O2、BaO2、H2O2、H2S2O8、K2S2O8等。等。（3）O2失去一个失去一个e，生成二氧基阳离子，生成二氧基阳离子O2化合物：化合物：如：如：O2PtF6- -。（4）O2有孤对电子，可做电子对给予体，与金属离子有孤对电子，可做电子对给予体，与金属离子形成配合物，形成配合物，例：血红素中心离子例：血红素中心离子F
22、e2与卟啉衍生物形成配合物，与卟啉衍生物形成配合物，而而Fe2的的3d轨道上仍有空位，能可逆的接受轨道上仍有空位，能可逆的接受O2配位：配位：HmFe+O2=HmFeO2血红素起到载氧的作用。血红素起到载氧的作用。26以以O3为结构基础的成键情况：为结构基础的成键情况：O3结合一个结合一个e，形成，形成O3-离子或共价臭氧链离子或共价臭氧链OOO构成离子型构成离子型KO3和和NH4O3或共价型或共价型O3F2：FOOOF2.4氧化物氧化物所有元素除了大部分稀有气体以外都能生成二元所有元素除了大部分稀有气体以外都能生成二元氧化物（氧化物（Xe可以制得氧化物）可以制得氧化物）1.1.常见生成氧化物
23、的方法常见生成氧化物的方法 a.单质和单质和O2直接化合直接化合C+O2CO2b.金属氢氧化物加热脱水金属氢氧化物加热脱水Mg(OH)2MgO+H2O27c.金属含氧酸盐的热分解金属含氧酸盐的热分解CaCO3CaO+CO2d.d.高价氧化物热分解或通高价氧化物热分解或通 H2还原，可得到低价氧化物还原，可得到低价氧化物PbO2=Pb2O3=Pb3O4=PbOV2O5+2H2=2H2O+ V2O3VOe.单质被单质被HNO3氧化，但不具有普遍性：氧化，但不具有普遍性：3Sn+4HNO3=3SnO2+4NO+2H2O563-593K663-693K803-823K973KH2282.氧化物的键型：
24、离子型和共价型氧化物的键型：离子型和共价型(1)(1)离子型氧化物：由于离子型氧化物：由于O2-的变形性较小，绝大部分的变形性较小，绝大部分金属氧化物属于离子型氧化物。金属氧化物属于离子型氧化物。M2O：A氧化物氧化物MO：BeOBaO、ZnO、GaO、MnO、CoO、NiOM2O3：Al2O3、Sc2O3、Y2O3,、In2O3MO2:GeO2、TbO2、UO2、SnO2、PbO2、VO2、WO2、MnO2、RuO2M3O4:Pb3O4、Mn3O4、Fe3O4（2）共价型氧化物）共价型氧化物:H、F、Cl、Br、I、S、Se、Te、N、P、C的的非金属非金属氧化物。氧化物。29B、Si的氧化
25、物属于巨型分子共价型氧化物。的氧化物属于巨型分子共价型氧化物。共价型金属氧化物共价型金属氧化物18电子、电子、18+2电子、电子、8电子高电荷构型的金属氧化物电子高电荷构型的金属氧化物如：如：Ag2O、Cu2O、PbO、SnO、Mn2O7（3）氧化物的熔点：）氧化物的熔点：氧化物氧化物mp差别较大，一般说：差别较大，一般说：多数离子型氧化物多数离子型氧化物mp很高：很高：BeO2803K，MgO3073K，HfO23083K为最难熔化的。为最难熔化的。其次巨型分子共价型氧化物：其次巨型分子共价型氧化物：SiO21986K。多数共价型氧化物和少数离子型氧化物熔点较低：多数共价型氧化物和少数离子型
26、氧化物熔点较低：CO2194.5K升华，升华，Cl2O7181.5K,SO3289.8K，N2O5303K，RuO4298.5K，OsO4322.5K氧化物氧化物mp的差异，主要由它们晶体结构的显著差异的差异，主要由它们晶体结构的显著差异造成的。造成的。 30（4）氧化物对水的作用：分为四类）氧化物对水的作用：分为四类a.溶于溶于水，但无化合作用：水，但无化合作用：RuO4、OsO4b.与水作用生成可溶氢氧化物：与水作用生成可溶氢氧化物：Na2O、BaO、B2O3、CO2、P4O10、SO3等等c.与水作用生成不溶氢氧化物：与水作用生成不溶氢氧化物：BeO、MgO、Sc2O3、Sb2O3等。等
27、。d.既难溶于水又不与水作用：既难溶于水又不与水作用：Fe2O3，MnO2 （5）氧化物的酸碱性：分为五类）氧化物的酸碱性：分为五类a.酸性氧化物：与碱作用生成盐和水酸性氧化物：与碱作用生成盐和水CO2、SO3、P4O10、SiO2、B2O3等。等。b.碱性氧化物：与酸作用生成盐和水碱性氧化物：与酸作用生成盐和水K2O、CaO、MgO等等31c.两性氧化物：既与酸作用又与碱作用，生成盐和水两性氧化物：既与酸作用又与碱作用，生成盐和水BeO、Al2O3、ZnO、Cr2O3d.中性氧化物：不与酸碱作用：中性氧化物：不与酸碱作用：CO和和N2O等等e.复杂氧化物：由低价、高价氧化物混合组成，如复杂氧
28、化物：由低价、高价氧化物混合组成，如Fe3O4、Pb2O3、Mn3O4同一元素低价氧化物碱性较强。同一元素低价氧化物碱性较强。例：例：Pb2O3中中PbO为为碱性，碱性，PbO2中性。加中性。加HNO3于于Pb2O3上，则其中上，则其中PbO溶溶解成解成Pb(NO3)2而而PbO2不反应。不反应。32163水水3.1水在自然界分布：水在自然界分布： 水在地球水在地球占地表面占地表面3/4(海洋，江，河，湖泊海洋，江，河，湖泊)，地，地壳中也会有水，形成地下水源泉。天空中有水，云即壳中也会有水，形成地下水源泉。天空中有水，云即水的小液滴。大量的水还以冰块、积雪的形式终年在水的小液滴。大量的水还以
29、冰块、积雪的形式终年在高山颠峰，两极地区。高山颠峰，两极地区。自然界中自然界中H：有两种同位素：有两种同位素H1、H2。自然界的自然界的O又存在三种同位素又存在三种同位素16O、17O、18O，因，因此此自然界的水应该有自然界的水应该有9种不同的水，种不同的水，它们之间有一定它们之间有一定的比例。的比例。H216OH217OH218OHD16OHD17OHD18OD216OD217OD218O33 其其中中以以H216O最最多多，另另外外D216O、H218O也也很很有有用用，前者叫重水前者叫重水D216O，后者叫重氧水，后者叫重氧水H218O。D216O重水重水:是核工业最常用的中子减速剂。
30、是核工业最常用的中子减速剂。D216O不能维持动植物的生命。电解水时，不能维持动植物的生命。电解水时，H2O优先分解，而优先分解，而D216O聚集在残留液中，经长时间电解水后馏残液可得聚集在残留液中，经长时间电解水后馏残液可得99%D216O。H218O重氧水重氧水:是研究反应机理的示踪物。是研究反应机理的示踪物。3.2 水的结构水的结构 人们对水的研究从人们对水的研究从1787年开始，到年开始，到1895年最终精年最终精确测定水的化学组成：确测定水的化学组成：H2O。中间经历了。中间经历了100多年。多年。H2O分子中分子中O：不等性的：不等性的sp3杂化轨道，含单电子杂化轨道，含单电子的轨
31、道与的轨道与H原子成键生成两个原子成键生成两个键，同时有两对孤对电键，同时有两对孤对电子存在。由于孤电子的斥力，使水的键角为子存在。由于孤电子的斥力，使水的键角为104.534液态水的结构液态水的结构按原子量计算，水的分子量：按原子量计算，水的分子量：18.02，但沸点时水，但沸点时水蒸气分子量蒸气分子量18.69：96.5%H2O和和3.5%(H2O)2液态水分子量变大，这是由于氢键缔合成液态水分子量变大，这是由于氢键缔合成(H2O)Xx=2，3，4xH2O=(H2O)x每个每个O原子周围有原子周围有两个近的两个近的H原子，原子，两个远的两个远的H原子。原子。OHHOHHHH H35 有人认
32、为：有人认为：液态水是由多个水分子氢键缔合而成液态水是由多个水分子氢键缔合而成的网状结构，但未得到公认。的网状结构，但未得到公认。冰的结构：冰的结构：冰冰中中每每一一个个水水分分子子都都被被相相邻邻的的四四个个水水分分子子包包围围，每个水分子位于四面体每个水分子位于四面体的顶点，无限个这样的的顶点，无限个这样的四面体通过氢键连成一四面体通过氢键连成一个庞大的分子晶体，个庞大的分子晶体，由于结晶条件不同，由于结晶条件不同，冰可以有多种结晶体。冰可以有多种结晶体。363.3水的物理性质水的物理性质(1)无色透明的液体，偶极距无色透明的液体，偶极距1.87D，极性很大。，极性很大。(2)水的比热：水
33、的比热：4.1868103J-1K-1（1Calg-1K-1）在所有的液态、固态物质中比热最大。在所有的液态、固态物质中比热最大。(3)同同A其它元素氢化物（其它元素氢化物（H2S、H2Se、H2Te）相）相比，比，H2O的的bp、mp、熔化热、蒸发热都是异常的。、熔化热、蒸发热都是异常的。(4)绝大多数物质有热胀冷缩，即温度降低，体积变绝大多数物质有热胀冷缩，即温度降低，体积变小，密度增大。小，密度增大。但水在但水在277K时密度最大，时密度最大，1.0g/3。277K以下时密度降低，以下时密度降低，到到273K时，密度突然变小为时，密度突然变小为0.999g/3。冰的密度为冰的密度为0.9
34、16g/337 水的几种异常物性均是由于水的几种异常物性均是由于H2O分子中形成氢键分子中形成氢键缔合而造成的，由于水要多消耗能量破坏氢键缔合而造成的，由于水要多消耗能量破坏氢键,所以水所以水的比热、熔化热、蒸发热、的比热、熔化热、蒸发热、mp、bp都比较高。都比较高。383.4水的化学性质：水的化学性质：水的化学性质，通常比较稳定，只有在特殊条件水的化学性质，通常比较稳定，只有在特殊条件下，才表现出一定的活性。下，才表现出一定的活性。（1）热分解：温度大于）热分解：温度大于2000K时，有时，有0.588%水分解水分解2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）（2）水合作用）水合作用:水是一个
35、良好的极性溶剂，可溶解许水是一个良好的极性溶剂，可溶解许多极性化合物，并与之生成水合离子。多极性化合物，并与之生成水合离子。如：如：H3O+、Fe(H2O)6+、Zn(H2O)62+等。水分子是通过等。水分子是通过“O”配键配键与其结合。与其结合。 含水的晶态物质称为含水的晶态物质称为结晶水合物结晶水合物，其中的水叫，其中的水叫结结晶水晶水。在结晶水合物中，水以不同形式存在：。在结晶水合物中，水以不同形式存在： 羟基水：水在化合物中以羟基水：水在化合物中以OH- -形式存在，形式存在，如如Mg(OH)2、A1(OH)3，它们是氧化物的水合物，即为，它们是氧化物的水合物，即为MgOH2O、Al2
36、O32H2O39 配位水：配位水：水在化合物中以配体形式存在，如水在化合物中以配体形式存在，如BeSO44H2O中存在中存在Be(OH2)42+离子、离子、NiSO46H2O中存在中存在Ni(OH2)62+离子；离子； 阴离子水：阴离子水：水通过氢键与阴离子相结合，例如水通过氢键与阴离子相结合，例如 CuSO45H2O分子，其中四个水分子以配位水的形式分子，其中四个水分子以配位水的形式存在，而另一个水分子却以氢键与配位水及存在，而另一个水分子却以氢键与配位水及SO42-相结相结合；合； 晶格水：晶格水：水分子位于水合物的晶格中，不与阳、阴水分子位于水合物的晶格中，不与阳、阴离子直接联接，如离子
37、直接联接，如MgSO47H2O中六个水分子为配位中六个水分子为配位水，而另一个水分子则占据晶格上位置，该水为水，而另一个水分子则占据晶格上位置，该水为晶格晶格水。水。40（3）水水解解作作用用：广广义义讲讲，水水解解不不仅仅包包括括一一些些盐盐及及二二元元化化合合物物的的非非氧氧化化还还原原性性的的分分解解水水反反应应，并并且且包包括括水水对对活活泼泼金金属属，非非金金属属的的反反应应及及一一些些氧氧化化物物对对水水的的作作用用使水分解的反应。使水分解的反应。Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3PCl3+4H2O=H3PO4+5HClSbCl3+H2O=SbOCl+2HCl 广义的
38、水解广义的水解 C+H2O=CO+H2SO3+H2O=H2SO4Cl2+H2O=HCl+HOClNa2O+H2O=2NaOHCa+2H2O=Ca(OH)2+H2 41（4）自离解作用：水本身存在弱的电离）自离解作用：水本身存在弱的电离H2O=H+OH-H2O+H2O=H3O+OH-298KH3O+OH-=110-14=KW水水的的离离子子积积，它随温度而变化。它随温度而变化。3.5水的污染与净化水的污染与净化1.水中的污染物水中的污染物（1）有毒物污染）有毒物污染:Hg、Cd、Cr的化合物及氰化物工的化合物及氰化物工业废料；杀虫剂、农药、对人和动物、植物带来危害。业废料；杀虫剂、农药、对人和动
39、物、植物带来危害。（2）非毒的营养物质：洗涤剂中磷酸盐，化肥中的磷）非毒的营养物质：洗涤剂中磷酸盐，化肥中的磷酸盐、硝酸盐，它们使水生藻类大量增殖，消耗水中酸盐、硝酸盐，它们使水生藻类大量增殖，消耗水中氧气，使鱼类无法存活。氧气，使鱼类无法存活。（3）热污染：工业排放物提高水温，降低氧气的浓度，热污染：工业排放物提高水温，降低氧气的浓度，对水生动物生存造成危害。对水生动物生存造成危害。422005.11.13中石油吉化有限公司的双苯车间发生中石油吉化有限公司的双苯车间发生爆炸，大量苯，苯酚，硝基苯流入松花江，污染带长爆炸，大量苯，苯酚，硝基苯流入松花江，污染带长达数十公里，哈尔滨达数十公里，哈
40、尔滨11.24-11.27停水停水4天，给人们天，给人们的生活及工业生产带来极大的不便。的生活及工业生产带来极大的不便。2.水的净化：对用途不同的水，净化方法不同水的净化：对用途不同的水，净化方法不同a.饮用水的净化：饮用水的净化： 江河江河 自然沉降自然沉降 Al(OH)3通通Cl2湖泊湖泊除泥沙除泥沙Fe(OH)3 除臭杀菌除臭杀菌 b.工业水软化：自然水含较多工业水软化：自然水含较多Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cl-、SO42-、HCO3-，易形成水垢，所以要先除去。，易形成水垢，所以要先除去。 化学沉降法：利用石灰乳和纯碱除去化学沉降法：利用石灰乳和纯碱除去Mg2+和和Ca2+Mg2
41、+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+Ca2+Na2CO3=CaCO3+2Na+过过滤滤43也可用也可用Na3PO4或或Na2HPO4，使之生成，使之生成Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2不必过滤，因为沉淀疏松稳定，不形成锅不必过滤，因为沉淀疏松稳定，不形成锅垢，直接使用。垢，直接使用。离子交换法：使用离子交换树脂软化水，除去水离子交换法：使用离子交换树脂软化水，除去水中的中的Ca2+、Mg2+，来满足工业要求。，来满足工业要求。c.实验室所需的纯水实验室所需的纯水蒸馏水：可满足一般实验要求，配制试剂或反应。蒸馏水：可满足一般实验要求，配制试剂或反应。电导水：在蒸馏水中加入少量电导水：
42、在蒸馏水中加入少量KMnO4和和Ba(OH)2，再一次蒸馏得二次水，这种水纯度更高，常用电导仪再一次蒸馏得二次水，这种水纯度更高，常用电导仪测量纯度，叫电导水，保存在石英玻璃器皿中。测量纯度，叫电导水，保存在石英玻璃器皿中。44 离子交换水：离子交换水：使用离子交换树脂将水中除使用离子交换树脂将水中除H+，OH-以外的其它以外的其它离子全部交换掉，这种水纯度更高，但含有微量的有离子全部交换掉，这种水纯度更高，但含有微量的有机物，无法除去。机物，无法除去。由于树脂是有机高分子化合物，具有网状结构，由于树脂是有机高分子化合物，具有网状结构，上面连有可电离的活性集团，如：上面连有可电离的活性集团，如
43、：阳离子树脂阳离子树脂RSO3- - H+阴离子树脂阴离子树脂RNH3+OH- -它们可除去水中的无机离子，但无法除去有机物。我它们可除去水中的无机离子，但无法除去有机物。我们实验室使用的纯水是离子交换水或蒸馏水。们实验室使用的纯水是离子交换水或蒸馏水。4516-4过氧化氢（过氧化氢（H2O2）1.过氧化氢的分子结构过氧化氢的分子结构 H2O2分分子子中中O原原子子：不不等等性性sp3杂杂化化，其其中中2个个单单电电子子轨轨道道分分别别与与一一个个H和和另另一一个个O形形成成键键，另另还还剩剩两两个个孤孤电电子子对对轨轨道道，由由于于其其排排斥斥作作用用使使OH键键向向OO键靠拢，使键靠拢，使
44、HOO键角键角:96.52，小于，小于109.5965293519652462.H2O2的性质和用途的性质和用途(1)由于由于H2O2分子中存在氢键，缔合能力比水更强，分子中存在氢键，缔合能力比水更强，所以所以bp为为423K，比水高，比水高，mp与水接近为与水接近为272K。(2)纯纯H2O2：=2.26D，极性更强，淡兰色粘稠液体，极性更强，淡兰色粘稠液体。(3)密度随温度正常变化密度随温度正常变化，可与水任意混溶。可与水任意混溶。 (4)从的结构和氧化态这两个方面，可以推测出从的结构和氧化态这两个方面，可以推测出H2O2的基本化学性质的基本化学性质是：是：不稳定性不稳定性。氧化性，也可以
45、表现还原性氧化性，也可以表现还原性。是一种比水强的弱酸。是一种比水强的弱酸。47a.不稳定性不稳定性 见光分解，在碱性介质中及有杂质见光分解，在碱性介质中及有杂质Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+、MnO2存在时会加速存在时会加速H2O2分解。分解。为了阻止为了阻止分解，常用棕色瓶或塑料瓶装，放置在避光及阴凉处，分解，常用棕色瓶或塑料瓶装，放置在避光及阴凉处，有时加入少量有时加入少量 Na2SnO3或或Na4P2O7等作稳定等作稳定剂。剂。b.弱酸性弱酸性（是一种比水强的弱酸是一种比水强的弱酸）H2O2=HO2-+H+K1=2.210-12K210-25H2O2+Ba(OH)2=BaO2+
46、2H2O48c.氧化还原性氧化还原性酸性条件：酸性条件：碱性条件：碱性条件： 油画放置年代久了，会变暗，用过氧化氢油画放置年代久了，会变暗，用过氧化氢轻轻擦洗，就会光亮一新。轻轻擦洗，就会光亮一新。O8H5O2Mn6H2MnOO5HO4H)(s,PbSO)PbS(s,O4HO2H2Fe2H2FeOH222-422242223222+ +白黑49H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O用于定量测定用于定量测定H2O2H2O2+Mn(OH)2=MnO2+2H2O3H2O2+Cr(OH)4- - +2OH- - =2CrO42-+8H2O还原性：还原性：5H2O2+2MnO4- - +6H+=2Mn
47、2+5O2+8H2O3H2O2+2MnO4- - =2MnO2+3O2+2OH- - +2H2OH2O2+Cl2=2Cl- -+O2+2H+ +由以上反应可见：由以上反应可见：H2O2氧化性强，还原性弱。氧化性强，还原性弱。纯的纯的H2O2可作火箭燃料的氧化剂可作火箭燃料的氧化剂503.H2O2的制备的制备(1)实验室制备：用实验室制备：用Na2O2或或BaO2与与H2SO4（冷，稀）（冷，稀）反应得到反应得到6% 8%的的H2O2水溶液。水溶液。(2)工业制备：工业制备：早期：早期：BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2BaO2+CO2+H2O=BaCO3+H2O2工业蒽醌法：用工业蒽醌
48、法：用2-乙基蒽醌以乙基蒽醌以Pd或或Ni为催化剂，为催化剂，由由H2、O2直接合成：直接合成：H2+O2=H2O251 电解电解- -水解法（电解水解法（电解 NH4HSO4）（阴极）（阴极）（阳极）（阳极）电解电解减压蒸馏，得质量分数为减压蒸馏，得质量分数为20%30%的的H2O2溶液溶液再减压进一步分级蒸馏，再减压进一步分级蒸馏，H2O2浓度可高达浓度可高达98%，再冷，再冷冻，冻，还还可得可得到到纯纯H2O2晶体。晶体。H2SO4（循环使用）（循环使用）524.H2O2的用途的用途不同浓度的过氧化氢具有不同的用途：不同浓度的过氧化氢具有不同的用途：一般药用双氧水的浓度为一般药用双氧水的
49、浓度为3%，美容用品中双氧水美容用品中双氧水的浓度为的浓度为6%，试剂级双氧水的浓度为试剂级双氧水的浓度为30%，食用级双食用级双氧水的浓度为氧水的浓度为35%，浓度在浓度在90%以上的双氧水可用于火以上的双氧水可用于火箭燃料的氧化剂，箭燃料的氧化剂，若若90%以上浓度的双氧水遇热或受到以上浓度的双氧水遇热或受到震动就会发生爆炸。震动就会发生爆炸。 在食品工业中，它主要用于在食品工业中，它主要用于软包装纸的消毒、软包装纸的消毒、罐头罐头厂的消毒、厂的消毒、奶和奶制品杀菌、奶和奶制品杀菌、面包发酵、食品面包发酵、食品、纤维的纤维的脱色，饮用水处理等。脱色，饮用水处理等。 由于由于H2O2的氧化还
50、原产物分别是的氧化还原产物分别是O2和和H2O，是一是一种种不会不会将将杂质引入系杂质引入系统统，不，不会会造成二次污染的理想试剂。造成二次污染的理想试剂。5316-5硫和它的化合物硫和它的化合物5.1硫在自然界的存在硫在自然界的存在 存在形式存在形式有有两种：单质两种：单质 S，在火，在火山地区蕴藏量较大多为沉积矿床。山地区蕴藏量较大多为沉积矿床。形成过程可能形成过程可能是是：化合态硫化合态硫: : 主要以金属硫化物和硫酸盐主要以金属硫化物和硫酸盐存在，如：黄铁矿（存在，如：黄铁矿（FeS2）、闪锌矿、闪锌矿（ZnS）、方铅矿（）、方铅矿（PbS）、）、辉锑矿辉锑矿（Sb2S3）、以及芒硝）
51、、以及芒硝(Na2SO410H2O)、石膏石膏(CaSO42H2O)、重晶石重晶石(BaSO4)、天菁石、天菁石(SrSO4)等。等。 高温高温S2-+H2O H2S SO2S火山爆发火山爆发天然硫矿床天然硫矿床545-2单质单质硫硫 2.1同素异形体及性同素异形体及性质质 硫的同素异形体硫的同素异形体较较多，据多，据报报道有近道有近 50种，分子种，分子为为SX（X1，2，3，4，5，6，7，8，10）而同一而同一组组成成的的单质单质分子又可以有几种不同的分子又可以有几种不同的结结构形式。构形式。例如：例如：S8（环八硫）就有三种晶形：正交（斜方）（环八硫）就有三种晶形：正交（斜方） 型，单
52、斜型，单斜 型，单斜型，单斜 型。型。 热力学上最稳定的热力学上最稳定的单质单质是正交是正交 S8型，也称皇冠型，也称皇冠型硫，即我们常见的硫晶体。黄色，型硫，即我们常见的硫晶体。黄色，mp：112.8 结构结构为环状皇冠形（模型）。分子中每个为环状皇冠形（模型）。分子中每个S原子取原子取SP3杂化，杂化，以两个以两个 键互相键合，还有两对孤电子对。键互相键合，还有两对孤电子对。55 正交正交S8型型斜方硫斜方硫单斜硫单斜硫天然硫天然硫56 固液气结构变化复杂：固液气结构变化复杂： 硫磺加热时，先变为黄色透明液体然后环断裂为硫磺加热时，先变为黄色透明液体然后环断裂为小的线形分子，流动性增大。小
53、的线形分子，流动性增大。 继续升温（继续升温（160200 ），变为棕色粘稠状液），变为棕色粘稠状液体，结合为长链，流动性变小，粘度增大。体，结合为长链，流动性变小，粘度增大。 再升温（再升温（290以上），又变为易流动的暗红色以上），又变为易流动的暗红色液体，长链又断开为较小分子如液体，长链又断开为较小分子如 S6、S4、S2（蒸汽态蒸汽态）等，粘度又降低。沸点为等，粘度又降低。沸点为444.6。 在液氮中冷却变为紫色固体，晶型变化。在液氮中冷却变为紫色固体，晶型变化。95.5S(斜方斜方)S(单斜单斜)弹性硫弹性硫19095.519057 如果将硫磺加热到如果将硫磺加热到230左右（棕色液
54、体），立左右（棕色液体），立即倒入冷水中，会得到弹性硫，这时长链大都形成螺即倒入冷水中，会得到弹性硫，这时长链大都形成螺旋状物，具有弹性。旋状物，具有弹性。 单质单质S8与许多金属和非金属直接化合为相应硫化物。与许多金属和非金属直接化合为相应硫化物。弹弹性性硫硫的的形形成成582.2 硫的化学性质硫的化学性质能与许多金属能与许多金属 直接化合直接化合能与氢、氧、碳、能与氢、氧、碳、 卤素卤素(碘除外碘除外)、 磷等直接作用磷等直接作用与氧化性酸，与氧化性酸，与碱的作用与碱的作用59硫在空气中燃烧硫在空气中燃烧2.3制备和用途制备和用途3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2SO2+2C=S+2
55、CO3FeS2+8O2+12C=Fe3O4+6S+12CO6-1硫的成键特征硫的成键特征硫与氧的价电子结构相似：硫与氧的价电子结构相似：3S23P4，但比氧原子，但比氧原子多了多了3d 空轨道，所以成键的形式较氧多样。空轨道，所以成键的形式较氧多样。熔化熔化硫硫过热水过热水硫硫熔熔化化空空气气60结构结构基础基础键性键性杂化态杂化态结构式结构式 孤电子对孤电子对分子构型分子构型实例实例S原原子子离子离子键键Na2S,CaS共共价价键键sp2112直线形直线形sp2221V形形sp2330平面三角形平面三角形sp3202V形形311三角锥三角锥420四面体四面体sp3d400变形四面体变形四面体
56、Sp3d2600正八面体正八面体SF6S: :2-S:SS:S:SSSC:SOO34OSOO46:SHHSCl2类似类似S：S:SOClClH2SO3类似类似SOClClOH2SO类似类似FFFFS:SCl4类似类似S:61多多硫硫链链Sx离子离子键键x=2x=26-Sx-Sx2-S2-+SNa2S2、(NH4)2S2SSOOOHSOHOOH2SXO6连多硫酸连多硫酸H2SxH2SSx-1H2Sx2-OOOOOHSSOH62 6-2硫化硫化氢氢和硫化物和硫化物2.1硫化硫化氢氢1.制制备备 实验实验室用启普室用启普发发生器，用生器，用块块状状FeS与酸反与酸反应应 2. 性性质质 恶恶臭，有毒
57、，水中溶解度不大，臭，有毒，水中溶解度不大，因此因此饱饱和和H2S溶溶液液为氢为氢硫酸，硫酸，(v/v)1:4.7H2O:H2S，浓浓度度0.1mol/L。氢氢硫酸硫酸H2S：K a11.31010-7-7K a27.11010-15-15 为二元弱酸为二元弱酸FeS+2H+Fe2+H2S (如如6MHCl或或3MH2SO4)Na2S+2H+2Na+H2S燃烧S(g)+H2(g)H2S63H2S化学特性化学特性还还原性原性 A A (S/H(S/H2 2S) = + 0.14 VS) = + 0.14 V B B (S/S(S/S2-2-) = - 0.45) = - 0.45 V VH2S作
58、作为还为还原原剂剂一般被氧化成一般被氧化成S，如用，如用O2和和I2氧化。氧化。但是如果氧化但是如果氧化剂剂如如Cl2，Br2过过量量时时，被氧化，被氧化为为H2SO4或或SO32-。如：。如：H2S+4Br2+4H2O=H2SO4+8HBr 与中等强度氧化剂作用，产物一般是与中等强度氧化剂作用，产物一般是 S 与强氧化剂反应，产物可能是与强氧化剂反应，产物可能是 S或或 SO42-642.2硫化物及多硫化物硫化物及多硫化物1.硫化物（金属硫化物）硫化物（金属硫化物）共同特点是共同特点是S2-具有具有还还原性和水解性原性和水解性a.碱金属硫化物（包括碱金属硫化物（包括(NH4)2S）：易溶于水
59、，水解度）：易溶于水，水解度大，一般可达大，一般可达99以上，如以上，如Na2S。b.碱土金属、碱土金属、Sc、La系元素以及系元素以及18e（18+2e）和不）和不规规则电则电子构型的低价子构型的低价态态金属硫化物。如金属硫化物。如ZnS、FeS等，等，由于阴阳离子由于阴阳离子间间的极化作用大，一般的极化作用大，一般难难溶于水，水溶于水，水解解缓缓慢。慢。c.高高电电荷金属的硫化物：如荷金属的硫化物：如Cr2S3、Al2S3遇水会全水解遇水会全水解必必须须在干在干态态制制备备。 d.在酸中的溶解在酸中的溶解情况情况在稀酸中溶解的有：在稀酸中溶解的有：MnS、FeS、CoS、NiS、ZnS在浓
60、酸中溶解的有：在浓酸中溶解的有：CdS等等65浓浓HCl配位溶解配位溶解66HNO3氧化溶解氧化溶解 王水溶解王水溶解67碱溶（用碱溶（用NaOH或或Na2S）HgS68氧化氧化性性碱溶：（碱溶：（Na2S2）e.制备：硫化钠和硫化制备：硫化钠和硫化铵铵的制备的制备Na2SO4+4CNa2S+4CO高温转炉1373K2NH3H2O+H2S=(NH4)2S+2H2O(析出黄色晶体析出黄色晶体)Na2SO4+4H2Na2S+2H2O 沸腾炉 1273K69f.金属硫化物的颜色金属硫化物的颜色大多数为大多数为深颜深颜色，色，少数需要特殊少数需要特殊g.记忆的是：记忆的是：SnS棕、棕、SnS2黄、黄
61、、As2S3黄、黄、As2S5黄、黄、h.Sb2S3橙、橙、Sb2S5橙、橙、MnS肉、肉、ZnS白，白，CdS黄黄i.2.多硫化物多硫化物（x = 2-6）j.Na2S2、Na2Sx、(NH4)2Sx、S22-2-、S32-2-、Sx2-2-链链k.特点：黄色，特点：黄色，x 增大颜色加深，增大颜色加深，具有氧化性。具有氧化性。制备：制备：l.现象：现象：x 增大颜色加深增大颜色加深m.性质：性质：n.(1)遇酸不稳定遇酸不稳定o.(2)氧化性氧化性p.(3)还原性还原性2-黄黄橙红橙红红红702-3硫族元素的氧化物硫族元素的氧化物 硫的氧化物形式多样，除了常见的硫的氧化物形式多样，除了常见
62、的SO2、SO3外，外，还有还有S2O、SO以及环氧簇合物以及环氧簇合物(S5O、S6O、SO7、SO8)等，这里只介绍等，这里只介绍SO2、SO3以及以及Se和和Te的氧化物。的氧化物。3.1二氧化物二氧化物1.SO2 无色刺激性气体，无色刺激性气体，-10液化。易溶于水（液化。易溶于水（1:40）形成）形成10的的H2SO3。无限溶于苯。结构为：。无限溶于苯。结构为：S119.50 0OOSP2杂化杂化S-O键长键长143.2pmSO2是极性分子是极性分子712. SeO2：无色易挥发晶体，无色易挥发晶体，315升华，溶于水为升华，溶于水为H2SeO3，蒸发可析出，蒸发可析出H2SeO3晶
63、体。晶体。Se取取SP2杂化形成无限长链。杂化形成无限长链。OSe OOOSeOOSe3.TeO2：白色不挥发固体，加热变黄，不溶于水，却白色不挥发固体，加热变黄，不溶于水，却溶于强酸和强碱。溶于强酸和强碱。两种晶系两种晶系:四方晶系四方晶系 型：（型：（abc）正交晶系正交晶系 型：型：（abc）723.2二氧化物的性质与制备二氧化物的性质与制备1.SO2具有氧化还原性，以还原性为主。具有氧化还原性，以还原性为主。2H2S+SO2=3S+2H2O2SO2+O2=2SO3大气中达大气中达0.02mgdm-3时中毒：气管炎，食欲不振。时中毒：气管炎，食欲不振。制备：制备：3FeS2+8O2=Fe
64、O+SO2SO2杀菌漂白（与有机物生成加合物）杀菌漂白（与有机物生成加合物）2.SeO2具有中等氧化性具有中等氧化性2SO2+SeO2+2H2O=Se+H2SO4Se+O2=SeO2 燃烧燃烧Se+HNO3=H2SeO3SeO2 73TeO2中强氧化剂，但比中强氧化剂，但比SeO2稍弱，又有较弱还原性稍弱，又有较弱还原性 2SO2+TeO2+2H2O=Te+H2SO4 TeO2+H2O2+2H2O=H6TeO63TeO2+Cr2O72-+8H+3H2O=3H6TeO6+2Cr3+制备：制备：Te+O2=TeO22Te+HNO3(浓浓)=2TeO2 HNO3TeO2 Te2O3(OH)NO374
65、3.3三氧化物三氧化物1.SO3纯纯SO3为无色易挥发晶体为无色易挥发晶体m.p:298.8k(16.8)b.p:317.3k(44.3)a.结构：三种变体，气态为结构：三种变体，气态为单个单个SO3分子，固态有两种分子，固态有两种结构形式。结构形式。S：3s23p4 OSO=120S-O:143pm气态气态结构结构sp2S原子原子P轨道上的电子不参与形成离域轨道上的电子不参与形成离域键，三个键，三个氧原子的成对氧原子的成对P电子形成离域电子形成离域键键S:3s23p4sp2Pd2，未杂化的未杂化的P电子不形成离域键电子不形成离域键64 64 75 固态结构：固态结构：三聚环状，三聚环状，S取
66、取sp3杂化，通过共用氧原子连成环：杂化，通过共用氧原子连成环：OOOOSSOOOOSO型型晶晶体体纤维状多聚分子纤维状多聚分子(SO3)n，以，以SO4四面体连成无限长四面体连成无限长链螺旋式链状，链螺旋式链状，S取取sp3杂化。杂化。 O OOSOO O SOOOSO型晶体型晶体76b.性质：性质：SO3 为为H2SO4的酸酐，具有强氧化性。的酸酐，具有强氧化性。2.SeO3 无色固体。易潮解，为无色固体。易潮解，为H2SeO4的酸酐，加热分解：的酸酐，加热分解： 具有强氧化性具有强氧化性3.TeO3橙色固体：不与冷水、稀碱作用（惰性），但与橙色固体：不与冷水、稀碱作用（惰性），但与热的浓
67、热的浓HCl反应表现氧化性。反应表现氧化性。制备：制备：H6TeO6=TeO3+3H2OSO3+H2O=H2SO42SO2+O22SO3V2O52SeO32SeO2+O21803H2SeO4+P2O53SeO3+2H3PO4制备制备:c.制备：制备：773.4硫族元素含氧酸硫族元素含氧酸硫的含氧酸有多种，列于表硫的含氧酸有多种，列于表311中，这里讨论硫中，这里讨论硫的六种含氧酸，并简单介绍的六种含氧酸，并简单介绍Se、Te的两种含氧酸。的两种含氧酸。硫的各种含氧酸水溶液硫的各种含氧酸水溶液 名名称称化学式化学式存在形式存在形式次次硫硫酸酸H2SO2盐盐Na2SO2亚亚硫硫酸酸H2SO3水溶液
68、和盐，如水溶液和盐，如Na2SO3一缩二亚硫酸一缩二亚硫酸H2S2O5盐盐Na2S2O5连二亚硫酸连二亚硫酸H2S2O4盐盐Na2S2O4硫硫酸酸H2SO4纯酸，盐和水溶液纯酸，盐和水溶液焦焦硫硫酸酸H2S2O7纯酸（熔点纯酸（熔点35），盐），盐硫代硫酸硫代硫酸H2S2O3盐盐Na2S2O3连多硫酸连多硫酸H2SxO6x25，盐和水溶液，盐和水溶液784-1硫的含氧酸硫的含氧酸1.亚硫酸亚硫酸H2SO3及其盐及其盐只存在于水溶液中，只存在于水溶液中，SO2:H2O=1:40为中强二元为中强二元酸：酸：K11.7 10-2，K26.2 10-8。有正盐和酸式盐，。有正盐和酸式盐，其盐加热分解：
69、其盐加热分解：2NaHSO3=Na2S2O5+H2O生成生成:一缩二亚硫酸盐一缩二亚硫酸盐标准电极电势：标准电极电势：H2SO4/H2SO3=0.17vH2SO3/S=0.45vSO42-/SO32-=-0.93v因此，亚硫酸及其盐具有氧化还原性，以还原性为主因此，亚硫酸及其盐具有氧化还原性，以还原性为主4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S79如下反应：如下反应：SO32-+Cl2+H2O=SO32-+2Cl-+2H+SO32-+2H2S+2H+=3S+3H2O2NaHSO3+ZnNa2S2O4+Zn(OH)2(连二亚硫酸钠连二亚硫酸钠,有机合成还原剂，俗名：保险粉有机合成还原剂，俗名：保
70、险粉)2.H2SO4的结构和性质的结构和性质S：sp3杂化，杂化，除存在除存在键键外，还存在外，还存在p-d反馈反馈配键。配键。80浓浓H2SO4的性质的性质：纯纯H2SO4油状无色，市售浓油状无色，市售浓H2SO498 d=1.854）二元强酸：二元强酸：（K0a21.2 10-2）强吸（脱）水性：强吸（脱）水性：作干燥剂从纤维、糖中脱水。作干燥剂从纤维、糖中脱水。81(3)强氧化性强氧化性：（但是冷的硫酸不与但是冷的硫酸不与Fe、Al金属作用金属作用 原因是生成致密的保护膜）原因是生成致密的保护膜）与活泼金属：与活泼金属：与不活泼金属：与不活泼金属：稀硫酸氧化性弱于稀硫酸氧化性弱于稀硫酸氧
71、化性弱于稀硫酸氧化性弱于HH2 2SOSO3 3H2SO4H2SO3= 0.17H2SO3S= 0.4182与非金属：与非金属：硫酸是二元强酸，有正盐和酸式盐硫酸是二元强酸，有正盐和酸式盐正盐中正盐中:Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+和和Ag+的硫酸盐的硫酸盐难溶，其余一般都溶于水。难溶，其余一般都溶于水。酸式盐一般均溶于水，而且除了碱金属盐外均易酸式盐一般均溶于水，而且除了碱金属盐外均易受热熔化并分解。受热熔化并分解。含结晶水：含结晶水：硫酸的固体盐中常常含有阴离子结晶水硫酸的固体盐中常常含有阴离子结晶水而形成矾。而形成矾。83例如：例如：胆矾胆矾CuSO45H2O(蓝色亦称蓝矾蓝色亦
72、称蓝矾)绿矾绿矾FeSO47H2O皓矾皓矾ZnSO47H2O它们的分子中都有一个阴离子结晶水，其余均为它们的分子中都有一个阴离子结晶水，其余均为配位水。配位水。如如Cu(H2O)42+SO4H2O2-：四个四个H2O与阳离子与阳离子Cu2+配位，一个水为阴离子结配位，一个水为阴离子结晶水，通过氢键与晶水，通过氢键与SO42-相连。相连。SOOOOHHO2SOOOOHHOCuH2OH2OOH2OH284 实际上化学上真正称为矾的是实际上化学上真正称为矾的是:M2SO4MSO46H2O,M2SO4M2(SO4)324H2O。前者如摩前者如摩尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O后者如明后者如明矾
73、K2SO4Al2(SO4)324H2O(不同价不同价态金金属的硫酸属的硫酸盐)其其盐的用途的用途:Al2(SO4)3净水水剂，造，造纸充填充填剂，媒染，媒染剂。CuSO45H2O消毒消毒剂和和农药，FeSO47H2O农药和治和治疗贫血的血的药剂，芒硝芒硝Na2SO410H2O是重要的化工原料。是重要的化工原料。853.3.焦硫酸焦硫酸焦硫酸焦硫酸HH2 2S S2 2OO77及其盐及其盐及其盐及其盐无色晶体，无色晶体，无色晶体，无色晶体，m.p35m.p35（308K308K），），），），吸水性、腐蚀吸水性、腐蚀性比性比H2SO4更强。更强。冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体冷却发烟硫酸时，
74、可以析出焦硫酸晶体SSOOOOOHHOONaHSONaHSO4 4加热缩水得加热缩水得加热缩水得加热缩水得NaNa2 2S S2 2OO7 7 水解 2NaHSO4Na2S2O7+H2O 86 其盐与某些不容性碱，两性氧化物共熔时，生成其盐与某些不容性碱，两性氧化物共熔时，生成可溶性硫酸盐。可溶性硫酸盐。Fe2O3+3K2S2O7=Fe2(SO4)3+3K2SO4Al2O3+3K2S2O7=Al2(SO4)3+3K2SO4焦硫酸盐可作为溶剂焦硫酸盐可作为溶剂4.硫代硫酸硫代硫酸H2S2O3及其盐及其盐H2S2O3非常不稳定，溶液中即可分解。非常不稳定，溶液中即可分解。H2S2O3S+SO2+H
75、2O结构：结构：S2O32-为四面体，为四面体，S取取SP3杂杂化化S-O和和S-S键相差较大，键相差较大，S-O有双有双重键成分重键成分S-O键长键长148pm，而，而S-S互为单互为单 键，键，S-S键长键长197pm。OS148pmSOO1972-87 通过通过35S示踪实验得知：示踪实验得知：S2O32-中的两个中的两个S原子原子不等价，中心不等价，中心S为为+6价，另一个价，另一个S为为-2价。价。在在S2O32-中，中，S的平均（表现）氧化数为的平均（表现）氧化数为+2。由。由于于S-S键弱，故而不稳定，因此键弱，故而不稳定，因此S2O32-在碱性介质中在碱性介质中分解。析出淡黄色
76、的分解。析出淡黄色的S。 盐的化学性质：盐的化学性质： a.还原性：还原性： S4O42-/S2O32-0.09v，为中等强度为中等强度 的还原剂，典型的重要反应有：的还原剂，典型的重要反应有：2S2O32-+I2S4O62-+2I- - 分析上用来测定碘分析上用来测定碘S4O62-为连四硫酸盐的酸跟，其结构为：为连四硫酸盐的酸跟，其结构为：SSSSOOOOOO8889S2O32-+4Cl2+5H2O=SO42-+H2SO4+8HCl（Br2）(2SO42-+10H+8Br-)所以所以Na2S2O3在造纸工业上作为脱氯剂在造纸工业上作为脱氯剂。b.配位性配位性S2O32-与金属离子形成稳定的配
77、离子。与金属离子形成稳定的配离子。例如：例如：Na2S2O35H2O，称海波或大苏打。用于照相，称海波或大苏打。用于照相术上作为定影液，与未曝光的术上作为定影液，与未曝光的AgBr反应生成可溶性的反应生成可溶性的配合物，除去胶片上的配合物，除去胶片上的AgBr。AgBr+2Na2S2O3=Na3Ag(S2O3)2+NaBr大量制备：将大量制备：将SO2通入通入2:1的的Na2S和和Na2CO3溶液中：溶液中：实验室制备：实验室制备：Na2SO3+SNa2S2O3浓缩析出浓缩析出煮沸煮沸90Na2S+SO2+H2ONa2SO3+H2SNa2CO3+SO2Na2SO3+CO22H2S+SO23S+
78、2H2ONa2SO3+SNa2S2O3总反应：总反应：2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO25.过氧硫酸及其盐过氧硫酸及其盐可以看成是可以看成是H2O2中的中的H原子被原子被HSO3取代后取代后的产物。一个的产物。一个H被取代为过氧一硫酸被取代为过氧一硫酸H2SO5，两个，两个H原子被取代称过氧二硫酸原子被取代称过氧二硫酸H2S2O8。OOSOOOHSOOHO其中每个硫的化合价态仍其中每个硫的化合价态仍为为+6，但分子中的，但分子中的S的表观的表观氧化数为氧化数为+7。91HH2 2S S2 2OO8 8的性质：的性质：的性质：的性质： a）酸、盐不稳定。受热易分解。酸、盐
79、不稳定。受热易分解。HH2 2S S2 2OO8 8+H+H2 2O2HO2H2 2SOSO4 4+H+H2 2OO2 2 2HH2 2S S2 2OO882H2H2 2SOSO4 4+2SO3+O2 2K2K2 2S S2 2OO8 8 2K2K2 2SOSO4 4+2SO3+O2b)具有强氧化性：具有强氧化性： A(S S2 2OO8 82/SO42)=2.01V如：如：2Mn2+5S S2 2OO8 82+8H2O2MnO4+10SO42+16HAg+Cu+K2S2O8CuSO4+K2SO46.连多硫酸及其盐连多硫酸及其盐 通式通式 H2SxO6x25连二硫酸连二硫酸H2S2O692稳定
80、不易分解，与大多数氧化剂和还原剂不起作用，稳定不易分解，与大多数氧化剂和还原剂不起作用，而且而且BaS2O6是可溶的。是可溶的。制备：制备：MnO23H2SO3H2S2O6MnSO42H2O也有少量其它含氧酸离子。加也有少量其它含氧酸离子。加Ba(OH)2除去其它阴离除去其它阴离子，再用子，再用H2SO4除过量除过量Ba2。H2S2O6仍留在溶液中。仍留在溶液中。H2S3O6、H2S4O6、H2S5O6结构上结构上:具有具有(O3SSXSO3)2-链（链（X13）性质上性质上:其酸均不稳定，迅速分解为其酸均不稳定，迅速分解为H2SO4SO2SS4O62-结构：结构：S表观氧化态为表观氧化态为5
81、/2，S3O62-中中S的表观氧化的表观氧化数数10/3，S5O62-中中S为为293制备：制备：S2O32-SO2S3O62-（S4O62-S5O62-）结晶析出结晶析出K2S3O6晶体晶体2S2O32-+I22I- -+S4O62- 2- K2S4O6析出晶体对热不稳定，酸化分解：析出晶体对热不稳定，酸化分解：S4O62-+H+ +SO2+S+H2SO4 静置析出晶体，酸化分解产物同上。静置析出晶体，酸化分解产物同上。连二亚硫酸连二亚硫酸:(H2S2O4)亚硫酸亚硫酸:5S2O32-(浓浓)+6HCl(稀稀)2S5O62-+3H2OAs2O3263K94连二亚硫酸连二亚硫酸(H2S2O4)
82、为为二元中强酸二元中强酸:遇水分解遇水分解:95连二亚硫酸盐连二亚硫酸盐:保险粉保险粉还原剂还原剂:稳定性比相应的酸强稳定性比相应的酸强:966.2硒和碲的含氧酸硒和碲的含氧酸硒有两种酸，亚硒酸和硒酸。硒有两种酸，亚硒酸和硒酸。H2SeO3、H2SeO4碲酸只存在一种，但可得到亚碲酸盐。碲酸只存在一种，但可得到亚碲酸盐。1.H2SeO3(无色固体无色固体)，六方棱柱体晶体。，六方棱柱体晶体。SeO3溶于水蒸发可析出溶于水蒸发可析出H2SeO3晶体。可与钒、钼晶体。可与钒、钼酸形成杂多酸。从电极电势酸形成杂多酸。从电极电势AH2SeO3/Se=+0.74v看看,是一个中等是一个中等强强度的氧化度
83、的氧化剂剂。可氧化。可氧化HI(I2)，SO2(SO3)和和H2S(S)。2.H2SeO4无色晶体无色晶体其结构、酸性强度及其盐的性质与硫酸相似。不其结构、酸性强度及其盐的性质与硫酸相似。不同点是加热到同点是加热到470K放出放出O2气。从标准电极电势看，其气。从标准电极电势看，其氧化性比氧化性比H2SO4强很多，不过氧化速度慢。强很多，不过氧化速度慢。973.碲酸碲酸H6TeO6无色晶体与无色晶体与H2SO4、H2SeO4不同，结构不同，结构为八面体型。为八面体型。具有六元酸的性质。但酸性很弱。具有六元酸的性质。但酸性很弱。K1107。氧化性也比氧化性也比H2SO4弱，弱，AH6TeO6/T
84、eO2=1.02V8HI+2H6TeO6TeO2+4I2+10H2O 稀稀H2SO4(HBr)Br2 2HCl（浓）（浓）+H6TeO6TeO2+Cl2+4H2O反应速度也较慢反应速度也较慢986.3硫的含氧酸的卤素衍生物硫的含氧酸的卤素衍生物H2SO4或或H2SO3中的所有氢氧根被卤素取代后的中的所有氢氧根被卤素取代后的衍生物分别叫硫酰卤（卤化硫酰）或亚硫酰卤（卤化衍生物分别叫硫酰卤（卤化硫酰）或亚硫酰卤（卤化亚硫酰）如：亚硫酰）如：硫酰基硫酰基亚硫酰基亚硫酰基硫酸氯或氯化硫酰硫酸氯或氯化硫酰亚硫酸氯或氯化亚硫酰亚硫酸氯或氯化亚硫酰99几个重要的卤素衍生物的制备性质简介如下：几个重要的卤素衍
85、生物的制备性质简介如下：SOCl2(氯化亚硫酰氯化亚硫酰)、SO2Cl2(氯化硫酰氯化硫酰)、HSO3ClSO2+PCl5POCl3+SOCl2分解得无色透明液分解得无色透明液SO2+Cl2SO2Cl2（g）无色发烟液体）无色发烟液体HCl(g)+SO3(发烟硫酸发烟硫酸)HSO3Cl无色液体无色液体共同性质：遇水猛烈水解共同性质：遇水猛烈水解 硫酸中部分氢氧根被氯素取代的产物叫卤磺酸。硫酸中部分氢氧根被氯素取代的产物叫卤磺酸。如：如：HSO3Cl叫氯磺酸叫氯磺酸SOCl2+H2OSO2+2HClSO2Cl2+2H2OH2SO4+2HClHSO3Cl+H2OH2SO4+2HCl1007.硫的卤
86、化物（自学）硫的卤化物（自学）硫和卤素硫和卤素F2、Cl2、Br2直接化合可生成多种共价型直接化合可生成多种共价型卤化物：卤化物：S2F2、SF2、SF4、S2F10、SF6、S2Cl2、SCl2、SCl4、S2Br2等。等。S的氧化态表现为的氧化态表现为1、+2、+4、+5、+6成键时，成键时，S分别采取分别采取sp3、sp3d和和sp3d2杂化。杂化。卤化物的空间构型，有弯曲线（包括卤化物的空间构型，有弯曲线（包括V型），变形四面型），变形四面体体(SF4)，八面体。，八面体。101如：如：SF2SF4S2F10，SF6S2F2，S2Cl2S采取采取sp3杂化杂化S采取采取sp3d杂化杂化
87、S采取采取sp3d2杂化杂化S采取采取sp3杂化杂化V型型变形四面体变形四面体分子双四方锥分子双四方锥和和11面体面体弯曲线弯曲线SFFSFFFF1028.S2-，SO32-，S2O32-的分离鉴别的分离鉴别S2-，SO32-，S2O32-共存时，共存时，S2-会妨碍会妨碍SO32-，S2O32-的析出，而且的析出，而且S2O32-也会妨碍也会妨碍SO32-的析出。所以要的析出。所以要确定确定S2-是否存在，若存在，先分离。是否存在，若存在，先分离。(1)先检出先检出S2-（取（取35滴）滴）加亚硝基五氰根合铁酸钾加亚硝基五氰根合铁酸钾(或钠或钠)K2Fe(CN)5NO若变紫色溶液表明溶液中有
88、若变紫色溶液表明溶液中有S2-。K2Fe(CN)5NO2-+S2-2-K2Fe(CN)5(NOS)4-紫色溶液紫色溶液(2)分离出分离出S2-加少量固体加少量固体CdCO3充分搅拌后，离心分离出去沉淀充分搅拌后，离心分离出去沉淀CdS和过量和过量CdCO3。1033. 将上述离心液分两份分别鉴定将上述离心液分两份分别鉴定(其中的其中的CO32-不影响不影响)a.S2O32-离子鉴定离子鉴定 一份离心液中加入过量一份离心液中加入过量AgNO3，有白色沉淀有白色沉淀黄黄棕棕黑。黑。2AgS2O32-Ag2S2O3(白白)Ag2S2O3H2OAg2S(黑黑)H2SO4 若加若加AgNO3量少，可能会
89、生成稳定的量少，可能会生成稳定的Ag(S2O3)23-CdCO3+S2-CdS+CdCO3 重复用重复用CdCO3处理溶液直到无黄色处理溶液直到无黄色CdS生成。生成。104b.SO32-的鉴定（用生成的鉴定（用生成SO2法，使品红褪色）法，使品红褪色）离心液中加入离心液中加入SrCl2生成白色生成白色SrSO3沉淀，分离，沉淀，分离，用用HCl溶解沉淀，再加溶解沉淀，再加BaCl2H2O2有白色沉淀表明有白色沉淀表明有有SO32-Sr2+SO32-SrSO3SrCl2+H2SO3SO32-+Ba2+H2O2BaSO4+H2O 为什么不能直接检出为什么不能直接检出SO32-，因为，因为SO32
90、-中常含有中常含有SO42-，加，加BaCl2H2O2得到白色沉淀不能证明有得到白色沉淀不能证明有SO32-。HCl105补充：补充：鉴别鉴别S2-，SO32-，SO42-，S2O32-，S2O82-S2-，SO32-，S2O32-，SO42-，S2O82-臭鸡蛋味臭鸡蛋味S2-+2HH2S用用Pb(AC)2试试纸变黑纸变黑PbS为为S2-有刺激有刺激性气体性气体SO2滴滴品红褪品红褪色为色为SO32-立即有立即有较大量较大量淡黄色淡黄色沉淀沉淀S生成为生成为S2O32-无现象无现象加少量加少量Mn2+(0.01M)滴滴加加AgNO3微热变紫微热变紫色为色为S2O82-无明显无明显反应加反应加
91、BaCl2有白色有白色BaSO4为为SO42-106稳定性增强稳定性增强还原性减弱还原性减弱水溶液酸性增强水溶液酸性增强稳稳定定性性减减弱弱还还原原性性增增强强水水溶溶液液酸酸性性增增强强16-7无机酸性质递变规律：无机酸性质递变规律：1.氢化物性质的递变规律氢化物性质的递变规律CH4NH3H2OHFSiH4PH3H2SHClGeH4AsH3H2SeHBrSnH4SbH3H2TeHI107HA(aq)H3O+A-(aq)H2OHA(g)H(g)A(g)+H+(g)I(电离势电离势)H(脱水能脱水能)D (键能键能)A-(g)E(电子亲合能电子亲合能)Hc(阳阳离子水离子水合能合能)Ha(阴阴离
92、子水离子水合能合能)iH0=H+D+I+E+Hc+Ha(1)HA的键能的键能(D):HA键越弱，键的数目越少，越易键越弱，键的数目越少，越易(2)放出放出H+。如。如NH3H2OHFHCl(2)元素电子亲合能元素电子亲合能(E):E大，则大，则HA分子的极性大，分子的极性大，易易(1)于电离，如于电离，如H2OH2SHF(2)(3)阴离子阴离子A- -的水合能的水合能(Ha):半径小的阴离子半径小的阴离子,其水合其水合能大能大(3)则有利于则有利于HA在水中的电离。（从左到右增强）在水中的电离。（从左到右增强）无氧酸或无氧酸或氢化物的氢化物的酸强度取酸强度取决于三个决于三个因素：因素：108以
93、第四周期元素的氢氧化物或含氧酸为例以第四周期元素的氢氧化物或含氧酸为例KOHCa(OH)2Ga(OH)3强碱强碱强碱强碱两性两性Ge(OH)4H3AsO4H2SeO4HBrO4两性偏酸两性偏酸中强酸中强酸强酸强酸强酸强酸 酸性增强，碱性减弱酸性增强，碱性减弱可用可用Pauling规则来规则来解释解释2.氢氧化物和含氧酸性质的递变规律氢氧化物和含氧酸性质的递变规律将氢氧化物或含氧酸，看做是：将氢氧化物或含氧酸，看做是：HnROm或或ROm-n(OH)nm-n：非羟基氧的个数：非羟基氧的个数109Pauling规则规则(定性定性)含氧酸的酸性随非羟基氧含氧酸的酸性随非羟基氧(m-n)的个数增加而增
94、加的个数增加而增加H4SiO4H3PO4H2SO4H5IO6H2S2O7H2SO4110非金属氢氧化物非金属氢氧化物ROH在水中有两种离解方式在水中有两种离解方式ROHR+OH-碱式电离碱式电离ROHRO-+H+酸式电离酸式电离Z( 大，进行酸式电离大，进行酸式电离)离子势：离子势： =r( 小，进行碱式电离小，进行碱式电离) 10 10（碱性）（碱性）(两性两性)(酸性酸性)卡特雷奇规则卡特雷奇规则电离的方式电离的方式,取决于阳离取决于阳离子的极化能子的极化能力力,而极化能而极化能力与阳离子力与阳离子的电荷和半的电荷和半径有关卡特径有关卡特雷奇把两者雷奇把两者结合起来提结合起来提出离子势出离
95、子势概念。概念。111半定量半定量(Pauling规则规则)：多元含氧酸逐级电离常数之比为：多元含氧酸逐级电离常数之比为：K1：K2：K3=1：10-5：10-10或或pK1：pK2：pK3=1：5：10m-n=0弱酸弱酸(=10-1110-5)m-n=1中强酸中强酸(=10-410-2)m-n=2强酸强酸(=10-1103)m-n=3最强酸最强酸(108)K1K2K3H2SO41031.010-2H3PO47.010-36.310-84.210-13K1与非羟基氧原子与非羟基氧原子数数N(m-n)的关系为的关系为K1105N- -7或或pK17-5N112H3PO3H3PO21O-21O-2
96、 113易溶盐：钠、钾、铵盐；酸式盐；硝酸盐；氯酸盐；易溶盐：钠、钾、铵盐；酸式盐；硝酸盐；氯酸盐；大部分硫酸盐。大部分硫酸盐。难溶盐：碳酸盐；磷酸盐；硅酸盐。难溶盐：碳酸盐；磷酸盐；硅酸盐。MX(s) M+(aq)+X-(aq)sH0(溶解焓溶解焓)M+(g)+X-(g)U(晶格能晶格能)hH0(水合焓水合焓)-hS0(水合熵水合熵)LS0(升华熵升华熵)所以晶格能越小，水合热越大，盐的溶解度越大。所以晶格能越小，水合热越大，盐的溶解度越大。4.含氧酸盐的某些性质含氧酸盐的某些性质(1)溶解性溶解性盐溶解盐溶解的热力的热力学分析学分析114盐在水中发生电离，不论是酸根离子与盐在水中发生电离，
97、不论是酸根离子与H+结合还结合还是阳离子与是阳离子与OH-结合，都会促进水和盐的电离平衡向右结合，都会促进水和盐的电离平衡向右进行，这就是水解反应。进行，这就是水解反应。a.阴离子的水解能力与其共轭酸的强度成反比，酸越阴离子的水解能力与其共轭酸的强度成反比，酸越b.弱，水解性越强，强酸阴离子不水解。弱，水解性越强，强酸阴离子不水解。b.阳离子的水解与离子势有关，离子阳离子的水解与离子势有关，离子电荷越高，半径电荷越高，半径越小，离子势就越大，水解能力越强越小，离子势就越大，水解能力越强c.c.水解是吸热反应，加热有利于水解进行；水解是熵水解是吸热反应，加热有利于水解进行；水解是熵增大的反应，稀
98、释使熵增大，有利于水解进行。增大的反应，稀释使熵增大，有利于水解进行。(2)水解性水解性水解规律水解规律115a.分解产物一般为酸酐和金属氧化物或其它产物。如：分解产物一般为酸酐和金属氧化物或其它产物。如：CaCO3=CaO+CO210731173KNH4NO3=N2O+2H2O463573K2AgNO3=2Ag+NO2+O2 713Kb.规律规律同一金属离子不同酸根的盐同一金属离子不同酸根的盐:磷酸盐磷酸盐硫酸盐硫酸盐硝酸盐硅酸盐硝酸盐硅酸盐碳酸盐碳酸盐氯酸盐氯酸盐同种酸及其盐同种酸及其盐:分解温度分解温度(K)正盐正盐酸式盐酸式盐酸酸Na2CO3NaHCO3H2CO3约约2073623室温
99、以下室温以下(3)热稳定性热稳定性116c.同一酸根不同金属离子的盐同一酸根不同金属离子的盐: 碱金属盐碱金属盐碱土金属盐碱土金属盐过渡金属盐过渡金属盐铵盐铵盐K2CO3CaCO3ZnCO3(NH4)2CO3熔融不分解熔融不分解1170K573K331K按结构因素解释：按结构因素解释：阴离子结构不对称不紧密易分解，反之稳定。如：阴离子结构不对称不紧密易分解，反之稳定。如：NO3-、CO32-为平面三角形，易分解，为平面三角形，易分解，SO42-、SiO42-PO43-为正四面体，很稳定。为正四面体，很稳定。阳离子的极化力（电荷、半径、离子构型）越强，阳离子的极化力（电荷、半径、离子构型）越强，
100、夺氧能力越强，就越易分解。夺氧能力越强，就越易分解。117同一周期含氧酸氧化性从左到右递增。如：同一周期含氧酸氧化性从左到右递增。如：HClO4H2SO4H3PO4H4SiO4同一族元素，从上到下，高氧化态含氧酸氧化性同一族元素，从上到下，高氧化态含氧酸氧化性多数呈锯齿形升高。如：多数呈锯齿形升高。如：HBrO3HClO3同一元素不同氧化态的含氧酸，低氧化数的氧化同一元素不同氧化态的含氧酸，低氧化数的氧化性较强。性较强。如：如：HClOHClO2HClO3HClO4(4)氧化还原性氧化还原性 P区元素在结构上的一个重要特征是价电子多，区元素在结构上的一个重要特征是价电子多，易获得电子而出现变价
101、现象，因此它们的含氧酸及易获得电子而出现变价现象，因此它们的含氧酸及其盐的一个重要特性就是它们具有氧化还原性。其盐的一个重要特性就是它们具有氧化还原性。118影响因素影响因素中心原子结合电子的能力中心原子结合电子的能力凡电负性大、原子半径小、价态高的中心原子，凡电负性大、原子半径小、价态高的中心原子，其获得电子能力强，酸的氧化性就强，因此，同一其获得电子能力强，酸的氧化性就强，因此，同一周期元素，从左到右，电负性增大，周期元素，从左到右，电负性增大，原子半径减原子半径减小，它们的高氧化态的含氧酸的氧化性依次小，它们的高氧化态的含氧酸的氧化性依次增强。增强。介质的酸性越强，含氧酸的氧化性越强。介
102、质的酸性越强，含氧酸的氧化性越强。浓酸比稀酸强；低氧化态酸强于高氧化态酸。浓酸比稀酸强；低氧化态酸强于高氧化态酸。如：如：HNO2HNO3；H2SO3H2SO4119分子的稳定性：分子越不稳定，氧化性越强。分子的稳定性：分子越不稳定，氧化性越强。RO键越弱，其键数越少，断键就越容易，键越弱，其键数越少，断键就越容易，中心原子中心原子R越易获得电子，其酸的氧化性就越强。越易获得电子，其酸的氧化性就越强。在在HClO、HClO2、HClO3、HClO4系列酸分子中，系列酸分子中，由于由于ClO原子间形成了原子间形成了dp 键，其键的强度依键，其键的强度依次增强，键长缩短，键数增多，所以次增强，键长
103、缩短，键数增多，所以HClO4分子很稳定，氧化性就弱。分子很稳定，氧化性就弱。第第6周期元素最高氧化态的含氧酸分子不稳定周期元素最高氧化态的含氧酸分子不稳定（6S2电子惰性效应），其氧化性比第电子惰性效应），其氧化性比第5周期元素的周期元素的强得多。强得多。1201.第二周期非金属元素的特殊性第二周期非金属元素的特殊性N、O、F的含氢化合物易形成氢键，极性较强；强的含氢化合物易形成氢键，极性较强；强弱比较：弱比较：FH.FOHONHN最大配位数为最大配位数为4；（半径小，没有；（半径小，没有2d轨道）轨道）具有自相成键能力，以碳为最强，多数生成重键；具有自相成键能力，以碳为最强，多数生成重键；
104、同素异形体在性质上差别大，如同素异形体在性质上差别大，如O2和和O3。16-8P区元素在周期性变化上的某些特殊性区元素在周期性变化上的某些特殊性121第第4周期周期P区元素的原子半径增加很小（第区元素的原子半径增加很小（第4周期周期插入插入10种元素，种元素，3d电子屏蔽作用小，有效核电荷增电子屏蔽作用小，有效核电荷增加）。加）。第第4周期元素的电负性、金属性（非金属性）、电周期元素的电负性、金属性（非金属性）、电极电势以及含氧酸的氧化还原性等都出现异常现象极电势以及含氧酸的氧化还原性等都出现异常现象（原子半径小及原子次外层为（原子半径小及原子次外层为18电子构型）。电子构型）。Ga的的金属性不如金属性不如Al，Ga(OH)3的酸性不如的酸性不如Al(OH)3强。强。2.第第4周期元素的不规则性周期元素的不规则性122作业作业:P559-5613、4、6、9、10、11、14、15、16、19、21、22、23、24、25、26。第第16章章氧族元素氧族元素123
