(完整版)课件无机化学15_氧族元素
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最新第15章氧族ppt模版课件
As4O6 两性 As2O5 酸性
PbO 碱性 PbO2 两性
※ 这种氧化物的酸碱性因变价而发生递变
在d区过渡元素中更为常见
CrO
碱性
Cr2O3
两性
CrO3
酸性
C）衡量标准 通过同类型的相应自由能的变化来近似判断
碱性 MO + H2O → M(OH)2 酸性 2MO + H2O → 2HMO
rG
越负
O3 + 2KI + H2O = I2 + O2 + 2KOH c. O3 + Mn(NO3)2 = MnO2↓+ 2HNO3 + O2
棕褐色
此反应用于鉴别H2O2蒸气中混有O3
补充：
淀粉不是一个单纯分子，而是一种混合物 马铃薯：
可溶性→直链淀粉 20~30％ 与I2形成兰色混合物
不可溶性→支链淀粉 70－80％ 与I2相互作用很弱，紫红色产物
成键特点
1. 氧和非金属元素形成共价化合物时（除 OF2、H2O2等外）氧化数均为-II；
2. S、Se、Te的价电子层中均有有效空d轨 道，这些d轨道可以参加成链，当它们和电负性 比它们大的元素化合时，可显＋II、＋IV、＋ VI氧化态，如SCl2、SeO2、SF6等。
但氧的氧化数不能大于＋II。
自由基是含有一个或多个具有成键能力 的未成对电子的原子或离子，通常的自由基 具有较高活性，一般呈电中性，
如 •CH3、 •OH、 •Br等。
1. 制法
1）利用对氧无声放电来获得臭氧
放电
3O2
2O3
2）3BaO2 + 3H2SO4 （浓）→ O3 + 3BaSO4 + 3H2O
《氧族元素》课件
硫单质
总结词
化学性质不活泼，常温下稳定，加热 易燃烧
详细描述
硫单质包括硫磺和硫化物，它们在常 温下比较稳定，加热时易燃烧，发出 蓝紫色火焰。硫单质在自然界中广泛 存在，是重要的化工原料，可用于生 产硫酸、染料、橡胶等。
硒单质
总结词
化学性质与硫相似，有毒性
详细描述
硒单质包括硒粉、硒化物等，其化学性质与硫相似，在常温下比较稳定，加热时易燃烧。硒单质有毒性，对人和 动物有害，但也是一种重要的微量元素，对生物体具有保护作用。
麻醉剂
氧族元素中的一些化合物具有麻醉 作用，如氧化亚氮、氟代烃等，可 用于手术麻醉和牙科治疗。
在环保领域的应用
大气污染治理
氧族元素中的一些化合物可用于 大气污染治理，如二氧化硫、三 氧化硫等可用于脱硫脱硝处理， 减少燃煤烟气中的硫化物和氮氧
化物含量。
水处理
氧族元素中的一些化合物可用于 水处理，如臭氧、二氧化氯等可 用于消毒和杀菌，三氯化铁等可 用于混凝沉淀，去除水中的悬浮
催化剂பைடு நூலகம்
氧族元素在工业催化领域也有广泛应 用，如二氧化硫、三氧化硫等可用于 石油裂化催化剂，三氧化二砷可用于 合成氨催化剂等。
在农业上的应用
01
02
03
肥料
氧族元素中的磷是植物生 长必需的元素之一，磷肥 的施用能够提高农作物的 产量和品质。
杀虫剂
氧族元素中的硫和硒等具 有杀虫作用，可用于防治 农作物病虫害，如硫磺粉 、亚砷酸等。
硫化物合成
硫化物性质
具有不同的化学性质，如离子型硫化物、共 价型硫化物和配位型硫化物等。
可以通过热分解、硫化还原反应等方法合成 。
02
01
硫化物应用
无机化学_15氧族全解
第十五章 氧族元素
氧族元素
氮族元素概述
氧族 (VIA) 元素 存在 价层电子构 型 电负性 氧化值 O 非金属 S Se 准金属 Te Po 放射性金属
金属性逐渐增强，非金属性减弱 单质或矿物 共生于重金属硫化物中
2s22p4 3.44
－2, (－ 1)
3s23p4 2.58 ±2,4,6 分子 晶体
实验室制法
BaO2+H2SO4＝BaSO4↓+H2O2 BaO2+CO2+H2O=BaCO3↓+H2O2
阳极：2HSO4-＝S2O82-+2H++2e阴极：2H+ + 2e-＝H2↑
工业制法
S2O82-+2H2O＝H2O2+2HSO4-
化学与环境工程系
第十五章 氧族元素
乙基蒽醌法
只要求了解
H2O2 是一种重要的化学试剂，常用做 漂白剂和消毒剂， 3% 的过氧化氢称为双 氧水，用于伤口消毒。在航天工业上， 可作为火箭发射的燃料。
化学与环境工程系
乙醚
第十五章 氧族元素
Cr2O72－ + 2H2O2 + 2H+ == 5H2O + 2CrO5
(蓝色加合物)
此反应用于铬酸根的检验，加合 物不稳定，在水溶液中很快分解, 常加入一些乙醚萃取,使其稳定. 不稳定性 过氧化氢受热、遇光或重金属离子Mn2+、Fe3+、Cr3+分解： 2H2O2====2H2O+O2 它在碱性介质中的分解更快，应保存在棕色瓶中，放于阴 凉地方，还可加入些稳定剂如锡酸钠、焦磷酸钠或8-羟基 喹啉等。
电负性：氧仅次于氟
熔点、沸点、随半径的增大而增 大；第一电离势和电负性则变小。
氧族元素无机化学PPT课件
Cu(OH)2 CuO ＋ H2O
CaCO3 CaO ＋ CO2↑
2 Pb(NO3)2 2 PbO ＋ 4 NO2↑＋ O2↑
——
——
——
第24页/共106页
(3) 高价氧化物的加热分解或被氢气还原，例如
PbO2
PbO3
563－593 K
V2O5 ────V2O3 ────VO
PbO4
PbO
663－693 K
——
第7页/共106页
2、 氧气的制备
实验室制备：
金属氧化物 过氧化物 NaNO3 KClO3
2 HgO 2 BaO2
2 Hg ＋ O2 △
2 BaO ＋ O2
2 NaNO3
2 NaNO2 ＋△ O2
2 KClO3
2 KCl ＋ 3 O2△
工业制备：
MnO2 473 为配体形成金属离子配位。例如，血 液中的血红素是由中心离子Fe2＋同卟啉衍生物形成 的配位化合物(简写成HmFe)，见右图。
HmFe ＋ O2
HmFe←O2
第21页/共106页
4 以臭氧分子为结构基础的成键情况
由O3－ 离子构成的离子型臭氧化物, 如KO3和NH4O3; 由共价的臭氧链－O－O－O－构成共价型臭氧化物，如O3F2。
2 Mg ＋ O2 2 H2S ＋ 3O2 4 NH3 ＋ 3 O2
2 MgO ——
2 SO2 ＋ 2 H2O
—— 2 N2 ＋ 6 H2O ——
第9页/共106页
二、 O3 (臭氧) 氧气的同素异形体，因有一种特殊的腥臭味而得名。
1、臭氧的产生
太阳的紫外线辐射导致O2生成O3
O2
2O
O ＋ O2 O3
课件无机化学15_氧族元素
15-2 氧 及 其 化 合 物 15-2-1 氧 气 单 质
1．O2有何结构特点？该结构可使其具有何种 反应性？ 2．何谓单线态氧？单线态氧有何结构特点？对 人体的生理过程有何影响？
15-2-1 氧 气 单 质
1．O2有何结构特点？该结构可使其具有何种反 应性？ 结构特点：在π轨道中有不成对的单电子， O2分子具有偶数电子同时又显示顺磁性。 反应性： 形成离子型、共价型、O22-、O2-
H2O2的检验：
在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二
过氧合铬的氧化物，即Cr(O2)2O或CrO5，生成
的CrO5显蓝色，在乙醚中比较稳定，检验时在
乙醚层中显蓝色，可以相互检验。
4H2O2+H2Cr2O7===2Cr(O2)2O+5H2O 2Cr(O2)2O+7H2O2+6H+===2Cr3++7O2↑+10H2O
OH 乙基蒽醇 O C2H5 + H2O2
15-2-4 过 氧 化 氢
2．H2O2有哪些主要性质？ 热稳定性差 弱酸性 氧化还原性 形成过氧化链（过氧链转移）
H2O2的不稳定性和酸性: H2O2的分解速率随OH-浓度的增大而加 快，某些金属离子也可催化H2O2的分解(如
Mn2+、Fe2+、Cu2+)。
O O O
O O O
• •
ห้องสมุดไป่ตู้
Π
4 3
15-2-3 臭 氧
2．比较O3和O2的价键结构，说明为什么氧化性 O3>O2，热稳定性O3<O2?
15-2-4 过 氧 化 氢
1．H2O2有哪几种制备方法？ 2．H2O2有哪些主要性质？ 3．从电极电势说明：H2O2作氧化剂和还原剂 的相对强弱？H2O2作氧化剂还原剂有何优点？
15章氧族元素-杨莉ppt课件
15-2-1、氧气单质
一、根本性质、制备和运用： O2分子构造：
• •O • •• •• •O • •
[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2pY)2(π2pZ)2(π*2pY)1 (π*2pZ)1]
1、氧构成化合物的价键特征
(1)、以氧原子为构造根底的成键情况
A、构成离子键成为O2-离子, Na2O , MgO
氧化物最重要的性质是酸碱性。
A、酸碱性递变规律： 1、同一主族元素从上至下最高氧化态的氧化物酸性 减弱，碱性加强。
2、同一周期从左至右最高氧化态的氧化物碱性减弱， 酸性加强。
3、同一元素的氧化物从低氧化态氧化物到高氧化 态氧化物碱性减弱，酸性加强。
4、极少数非金属氧化物显中性。如CO等。 B、氧化物酸碱性强弱的度量： 用反响的△rGθ来衡量。即： 酸性氧化物 + 碱 → 产物 △rGθ 碱性氧化物 + 酸 → 产物 △rGθ
B、构成共价键，氧化数为-2时：
a、两个共价单键：— O —
此时O原子多取sp3杂化。 H2O
b、在a的根底上再构成一个配键： ↑ —O—
c、提供2个电子构成共价双键：O = 此时O原子多取sp2杂化，如H2C=O(甲醛)。 d、在c的根底上再构成一个配键： ¨ →
O= 此时O原子多取sp杂化，如CO分子。 e、接受一对电子构成配位键：→O f、在e的根底上提供一对p电子构成反响键：
b、(NH4)2S2O8+2H2O→2 NH4HSO4+H2O2
b反响在硫酸存在下进展，历程为： (NH4)2S2O8+2H2SO4→H2S2O8+NH4HSO4 H2S2O8+H2O→H2SO5(过一硫酸)+ H2SO4 H2SO5 + H2O→ H2SO4+ H2O2 合并a + b： 2H2O → H2O2 + H2↑ B、乙基蒽琨法： 以乙基蒽琨和Pd为催化剂：
无机化学课件--氧族
溶沸点： 溶沸点： 半径： 半径：
Se
Te
Po
准金属 放射性金属 共生于重金属硫化物中 4s24p4 2.55 ±2,4,6
红硒 (分子晶体) 灰硒 (链状晶体)
5s25p4 2.10 2,4,6 链状 晶体
6s26p4 2.0 2,6 金属 晶体
依次↑ 依次 依次↑ 依次
分子 晶体
分子 晶体
单质Se H2R 化学活性： 化学活性： 稳 定 性： 酸 性： 熔 沸 点： 小 大 弱 最高 小
Cl + O 3 ClO + O 2 →
ClO + O Cl + O 2 →
O 3 + O 2O 2 →
2）氮氧化物和某些自由基等 ） 保护： 年签定蒙特利尔议定书， 保护：1987年签定蒙特利尔议定书，禁止使用 年签定蒙特利尔议定书 禁止使用CFC和其它 和其它 卤代烃，减少大气污染。 卤代烃，减少大气污染。
单质Te H2O H2S H2Se H2Te 大 小 强 大
13.2 氧及其化合物
1. 氧（ O2）
O 1s 2 2s 2 2p 2 2p1 2p1 x y z
2 * 2 2 4 * 2
分子轨道电子排布式： 分子轨道电子排布式：
(σ 1s ) (σ
2
* 2 1s
) (σ 2s ) (σ
2s
) (σ 2 p ) (π 2 p ) (π
2O 3
稳定性
3O 2
= − 285 .4 kJ • mol -1 ∆rHm
O3 ﹤ O2
4) 氧化性
O3 > O2
O 3 + 2H + + 2e −
O 3 + 2H 2 O + 2e −
Se
Te
Po
准金属 放射性金属 共生于重金属硫化物中 4s24p4 2.55 ±2,4,6
红硒 (分子晶体) 灰硒 (链状晶体)
5s25p4 2.10 2,4,6 链状 晶体
6s26p4 2.0 2,6 金属 晶体
依次↑ 依次 依次↑ 依次
分子 晶体
分子 晶体
单质Se H2R 化学活性： 化学活性： 稳 定 性： 酸 性： 熔 沸 点： 小 大 弱 最高 小
Cl + O 3 ClO + O 2 →
ClO + O Cl + O 2 →
O 3 + O 2O 2 →
2）氮氧化物和某些自由基等 ） 保护： 年签定蒙特利尔议定书， 保护：1987年签定蒙特利尔议定书，禁止使用 年签定蒙特利尔议定书 禁止使用CFC和其它 和其它 卤代烃，减少大气污染。 卤代烃，减少大气污染。
单质Te H2O H2S H2Se H2Te 大 小 强 大
13.2 氧及其化合物
1. 氧（ O2）
O 1s 2 2s 2 2p 2 2p1 2p1 x y z
2 * 2 2 4 * 2
分子轨道电子排布式： 分子轨道电子排布式：
(σ 1s ) (σ
2
* 2 1s
) (σ 2s ) (σ
2s
) (σ 2 p ) (π 2 p ) (π
2O 3
稳定性
3O 2
= − 285 .4 kJ • mol -1 ∆rHm
O3 ﹤ O2
4) 氧化性
O3 > O2
O 3 + 2H + + 2e −
O 3 + 2H 2 O + 2e −
第15章氧族元素--大学无机化学PPT课件
2－
性质：
S2－ X
遇酸不稳定： S2x－ 2H [H 2Sx ]
H 2S(g) (x －1)S
氧化性：
SnS
S2 － 2
SnS
2－ 3
还原性： 3FeS2 8O2
Fe3O4 6SO2
15.4.3 硫的氧化物
1. SO2，SO3 是酸雨的罪魁祸首。
臭氧的等电子体.
Π34
等电子体是指具有相同价电子数和原子数的微粒，
K1 = 105N-7
即
Pk1
≈
7-5N .
29
Pauling规则(半定量)：
N=0 弱酸 (K a ≤10-5)
HClO, HBrO
N=1 中强酸 (K a =10-4~10-2) H2SO3,HNO2 N=2 强酸 (K a =10-1~103) H2SO4,HNO3
N=3 特强酸 (K a >103)
白
KO2+O2
2) 工业除氯(还原性)
H2O2 + Cl2 = 2H+ + 2Cl― + O2(g)
强氧化性
1) PbS(S) + 3O3(g) = PbSO4(s) + O2(g)
黑
白
2) 含氰废水处理：
CN― + O3 = OCN― + O2↑
2OCN― + 3O3 = CO32― + CO2↑+ N2↑+3O2↑
与不活泼金属反应：
C 2 H u 2 S 4 ( 浓 O ) C4 u 2 S S 2 O 2 H O 2 O
与非金属反应：
C2H2SO 4(浓 ) CO 22S2O 2H 2O
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O OO
O OO
••
Π4 3
15-2-3 臭 氧
2．比较O3和O2的价键结构，说明为什么氧化性 O3>O2，热稳定性O3<O2?
15-2-4 过 氧 化 氢
1．H2O2有哪几种制备方法？ 2．H2O2有哪些主要性质？ 3．从电极电势说明：H2O2作氧化剂和还原剂
的相对强弱？H2O2作氧化剂还原剂有何优点？
15-1 氧 族 通 性
1．根据氧族元素在周期表中的位置及价层电子 结构，分析：氧族元素在自然界中以何种形 态存在？有哪些成键特征？
2．硫、硒、碲在形成化合物时在结构上与氧有 何不同？为什么？
15-1 氧 族 通 性
1．根据氧族元素在周期表中的位置及价层电子 结构，分析：氧族元素在自然界中以何种形 态存在？有哪些成键特征？
C2H5 + H2O2
O
15-2-4 过 氧 化 氢
2．H2O2有哪些主要性质？ ❖ 热稳定性差 ❖ 弱酸性 ❖ 氧化还原性 ❖ 形成过氧化链（过氧链转移）
H2O2的不稳定性和酸性: H2O2的分解速率随OH-浓度的增大而加
快，某些金属离子也可催化H2O2的分解(如 Mn2+、Fe2+、Cu2+)。
1. 氧化物按其酸碱性可分为几类？ 2．周期表中元素氧化物的酸碱性有何变化规律？
15-2-2 氧 化 物
1. 氧化物按其酸碱性可分为几类？ 大多数非金属氧化物和某些高氧化态的金属氧
化物显酸性 大多数金属氧化物显碱性 一些金属氧化物（如Al2O3、ZnO、Cr2O3 、
Ga2O3等）和少数非金属氧化物（如As4O6、 Sb4O6 、TeO2等）显两性 NO、CO等呈中性
15-2-4 过 氧 化 氢
1．H2O2有哪几种制备方法？ ❖ 复分解法：
用稀硫酸与BaO2或Na2O2反应来制备过氧化氢
❖ 电解法： 电解硫酸氢盐溶液，将电解产物过二硫酸 盐进行水解，得到H2O2溶液
❖ 乙基蒽醌法
O
C2H5
Pd
+ H2
O 乙基蒽醌
OH
C2H5 + O2
OH
OH C2H5
OH 乙基蒽醇 O
❖ 氧族元素位于周期表ⅥA族 价电子结构 ns2np4
OS
Se Te Po（放射性同位素）
非金属 准金属
金属
存在：单质及化合物 硫化物
O以SP 、SP2、SP3成键，没有价层d轨道 参与成键。除形成键外，还可形成p-p键。
S 可以有d轨道参加成键： SF6（sp3d2）、TeF82-（sp3d4） S形成 p-p键能力差，一般以单键形成高配 位数的化合物。
性O3>O2，热稳定性O3<O2?
15-2-3 臭 氧
1. O3分子有何结构特点？ 中心氧原子以sp3杂化态与其它两个配位
氧原子相结合
中心氧原子的两个未成对电子分别与其它 两个氧原子中的一个未成对电子相结合， 占据两个杂化轨道，形成两个σ键
第三个杂化轨道由孤对电子占据，并与两 个配位原子各提供的一个电子形成3个氧 原子，4个电子的离域π键。
15-1 氧 族 通 性
2．硫、硒、碲在形成化合物时在结构上与氧有 何不同？为什么？
❖ 氧：除OF2中为正价外，其余为负价。 ❖ 硫、硒、碲：
①可以有+2、4、+6的化合物。 ②有d轨道，配位数可达6。 ③半径大，难成双键。
15-2 氧 及 其 化 合 物 15-2-1 氧 气 单 质
1．O2有何结构特点？该结构可使其具有何种 反应性？
15-2-2 氧 化 物
2．周期表中元素氧化物的酸碱性有何变化规律？ ① 同周期最高氧化态的氧化物，从左到右，酸
性增强 ② 同族相同价态的氧化物，从上到下，碱性增
强 ③ 同一元素的不同氧化态，氧化态越高，酸性
越强
15-2-3 臭 氧
1. O3分子有何结构特点？ 2．比较O3和O2的价键结构，说明为什么氧化
H2O2的检验： 在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二
过氧合铬的氧化物，即Cr(O2)2O或CrO5，生成 的CrO5显蓝色，在乙醚中比较稳定，检验时在 乙醚层中显蓝色，可以相互检验。
4H2O2+H2Cr2O7===2Cr(O2)2O+5H2O
2Cr(O2)2O+7H2O2+6H+===2Cr3++7O2↑+10H2O
H2O2具有弱酸性其K1=1.55×10-12
H2O2Байду номын сангаас氧化性：
H2O2+2I-+2H+===I2↓+2H2O
PbS+4H2O2===PbSO4↓+4H2O
2CrO2-+3H2O2+2OH-===2CrO42-+4H2O
H2O2的还原性： Cl2+H2O2===2HCl+O2↑ 2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+ 8H2O+5O2↑ Ag2O+HO2-===2Ag+OH-+O2↑
第15章 氧 族 元 素
15-1 氧 族 通 性 15-2 氧 及 其 化 合 物
15-2-1 氧 气 单 质 15-2-2 氧 化 物 15-2-3 臭 氧 15-2-4 过 氧 化 氢 15-3 硫 及 其 化 合 物 15-3-1 硫 的 同 素 异 形 体 15-3-2 硫 化 物 和 多 硫 化 物 15-3-3 硫 的 含 氧 化 合 物 15－4 硒 和 碲 作业
2．何谓单线态氧？单线态氧有何结构特点？ 对人体的生理过程有何影响？
单线态氧即激发态氧原子。 结构特点：两个电子可以同时占据一个π2p*
轨道，自旋相反，也可以分别占据两个π2p* 轨道，自旋相反。 1O2在有机体的代谢中会不断的生成与猝灭， 并且在多种生理及病理过程中起作用。
15-2-2 氧 化 物
15-2-4 过 氧 化 氢
3．从电极电势说明：H2O2作氧化剂和还原剂的 相对强弱？H2O2作氧化剂还原剂有何优点？
有关电极电势：
❖ H＋: H2O2 + 2H+ +2e = 2H2O φθ=1.77V O2 + 2H+ + 2e = H2O2 φθ=0.68V
2．何谓单线态氧？单线态氧有何结构特点？对 人体的生理过程有何影响？
15-2-1 氧 气 单 质
1．O2有何结构特点？该结构可使其具有何种反 应性？
❖ 结构特点：在π轨道中有不成对的单电子， O2分子具有偶数电子同时又显示顺磁性。
❖ 反应性： 形成离子型、共价型、O22-、O2-
c
15-2-1 氧 气 单 质