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第十五章氧族元素氧O大气圈中O;水圈中HO;22岩石圈中SiO、硅酸盐,其2它含氧化合物在地壳中的质量含量为47.4%,列第1位。
硫S天然单质硫矿硫化物矿如方铅矿PbS闪锌矿ZnS黄铁矿FeS2
硫酸盐矿如石膏CaSO?2HO42芒硝NaSO?10HO242重晶石BaSO4天青石SrSO4地壳中质量含量为0.026%,列第17位。
硒Se硒铅矿PbSe硒铜矿CuSe硒在地壳中质量含量为5?10-6%
碲Te碲铅矿PbTe黄碲矿TeO2碲在地壳中质量含量约为5?10-7%
钋Po放射性元素,本章不做介绍。
15.1氧单质和氧化物15.1.1氧气和臭氧1.氧气的制取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?2KClO———2KCl+3O32MnO2
工业上制取O的方法是分馏液2化空气。N2O2b.p.77K90K沸点之差很大,足以将两者分离。
2.氧气的性质常温下,氧气无色无味无臭。O为非极性分子,HO为极22性溶剂,故在HO中溶解度很小。2
在水中有水合氧分子存在O?HO?2222O2HO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,254K凝固,成淡蓝色固体。
(1)和大多数单质直接化合氧气可以和大多数单质直接化合,无论金属还是非金属。如3Fe+2O——FeO3422Mg+O——2MgO22H+O——2HO222
(2)和大多数非金属氢化物反应例如HS气体点燃后在氧气充足2的条件下燃烧,生成二氧化硫和水:点燃2HS+3O======2SO+2HO2222
氧气不充足时,将生成单质硫和水:点燃2HS+O======2S+2HO222
NH在氧气中燃烧,生成氮气和水,3若有Pt做催化剂将生成一氧化氮:点燃4NH+3O======2N+6HO3222点燃4NH+5O======4NO+6HO322Pt催化
(3)和低氧化态氧化物反应点燃2CO+O======2CO22(4)和硫化物反应加热2SbS+9O======2SbO+6SO232232
3.臭氧的分子结构臭氧分子式为O3。分子中氧原子的键联关系是一个氧原子为中心,其余两个氧原子为配体。
根据价层电子对互斥理论价层电子总数6+0?2=6价层电子3对,价层电子对构型为正三角形。
价层电子3对,2个配体,中心氧原子的杂化方式为sp不等性杂化。2
sp杂化轨道中的单电子轨道,2与配体氧的2p轨道成σ键,确定y了分子“V”字形结构。并确定了O的分子平面。3
中心的2p轨道和两个配体的z2p轨道均垂直于分子平面,互相z重叠。
共有4个电子——中心2个,配体1?2个,在这3个p轨道中z运动,形成3中心4电子大?键,表示成。
O中的以单键的水平约3束3个氧原子,O中的O-O化学3键介于单双键之间。
4.臭氧的产生、性质和存在在高温或放电的条件下,氧气可以变成O。3雷雨季节里闪电产生的高压放电,可引发下面的反应,生成O33O——2O32
实验室中,在高压放电的条件下,可以实现O变为O的过程。23实验装置主要是两个玻璃制作的柱状容器。
无夹层进气管排气管夹层其中一个容器有夹层,有玻璃导管可以使气体进入和排出。
两个柱状容器盛装稀硫酸,同轴放置。
5-20kV两个容器中的稀硫酸,分别与5-20kV高压电源的两极连接。
5-20kV烧杯盛装淀粉碘化钾溶液,用以检验产物。
5-20kV臭氧空气鼓气器淀粉KI溶液稀硫酸鼓入空气,高压放电使其中氧气变成O3
生成的O,将KI氧化,生成I232I-+O+2H——I+HO+O+3222烧杯中的淀粉碘化钾溶液变蓝。
产生的臭氧只有2-8%的浓度,但是氧化性能极强,所以排气管要用玻璃制作。若使用橡胶管,在有应力处立刻折断。橡胶中的C-S键、甚至C-C键都可能被破坏。
O淡蓝色,有鱼腥气味,由3于分子有极性,在水中的溶解度比O大些。2
O氧化性很强3O+2H+2e=O+HO+322?E=2.08V-O+HO+2e=O+2OH322?E=1.24V
O作为氧化剂不仅可以
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