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第十三章氧族元素氧O存在形式O(大气圈)、HO(水圈)、22SiO、硅酸盐,其它含氧化合物(岩石圈)。2丰度48.6%居第1位。硫S天然单质硫矿硫化物矿方铅矿PbS,闪锌矿ZnS硫酸盐矿石膏CaSO·2HO,芒硝NaSO·10HO42242重晶石BaSO,天青石SrSO,440.048%居第16位。硒Se硒铅矿PbSe,硒铜矿CuSe碲Te碲铅矿PbTe钋Po放射性元素,本章不做介绍。
§1氧一氧气和氧化物1氧气的制备加热分解含氧化合物制氧气2BaO———2BaO+O222NaNO———2NaNO+O322最常见的是催化分解KClO3工业上制取O的方法是分馏液化空气。2b.p.N77K,O90K222氧气的性质常温下,O无色无味无臭;O为非极性分子,HO为极性222溶剂,故在HO中溶解度很小;在水中有水合氧分子存在。2
O·HOO·2HO2222水中少量氧气是水生动植物赖以生存的基础。O90K液化,成淡蓝色液体,54K凝固,成淡蓝色固体。21°和大多数单质直接化合2Mg+O——2MgO2S+O——SO222°和大多数非金属氢化物反应2HS+O——2S+2HO2222HS+3O——2SO+2HO2222
4NH+3O——2N+6HO3222铂4NH+5O———4NO+6HO3223°和低价氧化物反应2CO+O——2CO224°和硫化物反应2SbS+9O——2SbO+6SO2322323氧化物的酸碱性1°酸性氧化物绝大多数非金属氧化物属于酸性氧化物。还有某些高价金属氧化物属于酸性氧化物,如MnO是27HMnO的酸酐;CrO是HCrO和HCrO的酸酐。4324227
2°碱性氧化物多数金属氧化物属于碱性氧化物。3°两性氧化物少数金属氧化物AlO,ZnO,BeO,GaO,CuO,2323CrO等,还有极个别的非金属氧化物AsO,IO,TeO等属232322于两性氧化物。4°不显酸性和碱性的氧化物CO,NO,NO属于不显酸性和碱性的氧化物。24氧化物酸碱性的规律1)同周期元素的最高价氧化物从左到右酸性增强NaOMgOAlOSiOPOSOClO223225327BBABAAAA
2)同主族同价态氧化物从上到下碱性增强NOA233)同一元素多种价态的氧化物氧化数高的酸性强POA23AsOAB23MnOMnOMnOMnOSbOAB232723BABAABiOB23二臭氧1臭氧的分子结构臭氧的分子式为O,价层电子总数6+0?2=6,3价层电子3对,价层电子对构型为正三角形,2个配体,中心氧原子的杂化方式为sp不等性杂化。分子构型为“V”字形。2
sp杂化轨道中的单电子轨道与配体氧的22p成σ键,确定了分子的“V”字形结构。中心的2p轨道和两个配体的2p轨道均垂直于分子平面,zz互相重叠,共有4个电子(中心2个,配体1个?2)在这3个p轨道中运动,形成3中心4电子大Π键,表示成。z画出上述大Π键的分子轨道图,以讨论其键级:反键轨道非键轨道成键轨道
故O中的以单键的水平约束3个氧原子,O中的化33学键介于单双键之间。平面大Π键的形成条件:a)几个原子共平面(共分子平面);b)均有垂直于分子平面的轨道,互相平行;c)轨道中电子总数小于轨道数的2倍。为什么需要条件c)?以保证键级大于零。2臭氧的产生、性质和存在在高温和放电的条件下,O可以变成O。如雷雨季节里闪23电产生的高压放电,可引发反应3O——2O,生成O。233O淡蓝色,有鱼腥气味,由于分子有极性,在水中的溶解3度比O大些。2
O氧化性很强3O+2H++2e——O+HO??A=2.07V322-?O+HO+2e——O+2OH?=1.24V322B反应PbS(黑)+4O——PbSO(白)+4O3422HI+O——I+HO+O3222大气层中,离地表20km~40km有臭氧层,很稀,在20km处的浓度为0.2pp
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