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1、1第十六章第十六章氧族元素氧族元素oxygen family elements2氧族氧族(via):o s se te po單質(zhì)單質(zhì) 性性 質(zhì)質(zhì) 典型非金屬典型非金屬 準(zhǔn)金屬準(zhǔn)金屬 放射性金屬放射性金屬存存 在在 單質(zhì)或礦物單質(zhì)或礦物 共生于重金屬硫化物中共生于重金屬硫化物中氧氧 化化 態(tài):態(tài): -2, (-1) 2 2 2 2,6 4,6 4,6 4,6第一電子親合能第一電子親合能: 141 200 195 190(kj/mol)16- 1 氧族的通性氧族的通性1. 原子的性質(zhì)原子的性質(zhì) 由于由于o價層電子結(jié)構(gòu):價層電子結(jié)構(gòu):2s22p4,第二周期,第,第二周期,第a族由于核外具有兩個電子層

2、,故半徑較小,使得氧與族由于核外具有兩個電子層,故半徑較小,使得氧與同族其它元素在電子親合能及氧化態(tài)表現(xiàn)出反常的性同族其它元素在電子親合能及氧化態(tài)表現(xiàn)出反常的性質(zhì)。質(zhì)。 3原因:原因: o的氧化數(shù)為的氧化數(shù)為-2、0, 不易表現(xiàn)出正氧化數(shù)。不易表現(xiàn)出正氧化數(shù)。 o 無無 d 軌道軌道. ,s se 均有均有 d 軌道軌道 ,在一定的條件,在一定的條件下,下,np電子進(jìn)入電子進(jìn)入nd 軌道參與成鍵,表現(xiàn)正氧化態(tài)。軌道參與成鍵,表現(xiàn)正氧化態(tài)。 氧的氧的e1 s,se,te ,o 半徑小,電子云密度半徑小,電子云密度大,接受一個電子排斥作用大,部分抵消了獲得一個大,接受一個電子排斥作用大,部分抵消了

3、獲得一個電子形成電子形成o-所放出的能量,所放出的能量,e1 變小。變小。 硒硒 碲碲42. 2. 氧族元素的電勢圖氧族元素的電勢圖酸性溶液中,酸性溶液中,h2o2、o2、o3均為強(qiáng)氧化劑均為強(qiáng)氧化劑5低價硫化合物不論在酸性低價硫化合物不論在酸性還是在堿性溶液中都是強(qiáng)還是在堿性溶液中都是強(qiáng)還原劑還原劑酸介質(zhì)中,酸介質(zhì)中,過硫酸鹽是過硫酸鹽是強(qiáng)氧化劑強(qiáng)氧化劑6低價的硒化物低價的硒化物和碲化物也是和碲化物也是強(qiáng)還原劑強(qiáng)還原劑在高價含氧酸中,氧化性最大的是在高價含氧酸中,氧化性最大的是第四周期的硒含氧酸最強(qiáng)。(鹵素第四周期的硒含氧酸最強(qiáng)。(鹵素是第四周期的溴含氧酸最強(qiáng),)是第四周期的溴含氧酸最強(qiáng),)

4、716-2 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是地殼中分布最廣含量最多的元素:是地殼中分布最廣含量最多的元素:巖巖 層層: 含氧酸鹽,氧化物占總質(zhì)量含氧酸鹽,氧化物占總質(zhì)量48%海水中:質(zhì)量海水中:質(zhì)量 89%大氣中:質(zhì)量大氣中:質(zhì)量 23% 體積體積 21%氧同素異形體:氧同素異形體:o2和和o3 在地表在地表15km以上以上有一臭氧層:由有一臭氧層:由o2吸收紫外光產(chǎn)吸收紫外光產(chǎn)生的。生的。o3層阻止了強(qiáng)大的紫外線,使地球上的生命免層阻止了強(qiáng)大的紫外線,使地球上的生命免遭侵害。大氣中還原性氣體污染物如遭侵害。大氣中還原性氣體污染物如so2,h2s,co和氟里昂

5、(和氟里昂(cf2cl2,n2o等)等與等)等與o3發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致o3濃度降低,將對地球上的生命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。濃度降低,將對地球上的生命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。 cf2cl2 + hcl + cfcl o3 + cl clo + o2 o + clo cl + o2 o + o3 o2 + o2 8 臭氧空洞變化圖,臭氧空洞變化圖, 紅色和藍(lán)色區(qū)為空紅色和藍(lán)色區(qū)為空洞,左為洞,左為2001年年9月圖,右為月圖,右為2002年年9月形勢。月形勢。 9 氧的同位素:氧的同位素: 三種:三種:o16,o17,o18。 普通普通o2中:中: o16:99.76%;o17:0.04%,o18:0

6、.2%。 通過分餾水可以得到重氧水通過分餾水可以得到重氧水h2o18形式富集形式富集o18。 o18是一種穩(wěn)定同位素,可以做示蹤原子用于研究是一種穩(wěn)定同位素,可以做示蹤原子用于研究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理?;瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)理。 2.2 氧的制備氧的制備 主要從空氣中和主要從空氣中和h2o制氧制氧 97%是從空氣中提取的,是從空氣中提取的,3%是電解水制取的。是電解水制取的。 工業(yè)法:液化空氣,分餾制氧,壓入鋼瓶中儲存。工業(yè)法:液化空氣,分餾制氧,壓入鋼瓶中儲存。純度:純度:99.5% 10 實驗室制氧實驗室制氧 2kclo3=2kcl + 3 o2 2hgo=2hg + o2 2bao2=2bao + o2;

7、2nano3 =2nano2 + o2mno2大氣是工業(yè)上制取大氣是工業(yè)上制取n2和和o2的最重要的資源。的最重要的資源。o2對生命的重要性盡人皆對生命的重要性盡人皆知知, 生物體通過呼吸將生物體通過呼吸將其轉(zhuǎn)化其轉(zhuǎn)化co2。氧的工業(yè)。氧的工業(yè)用途主要是煉鋼,生產(chǎn)用途主要是煉鋼,生產(chǎn)1 t鋼約需消耗鋼約需消耗1 t氧。氧。112.3 氧的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途:氧的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途:(1)氧的分子結(jié)構(gòu):)氧的分子結(jié)構(gòu): o:2s22px22py1 2pz1 vb法:法: 氧原子中氧原子中: 2個成單電子相互配對成鍵個成單電子相互配對成鍵,鍵級相當(dāng)于鍵級相當(dāng)于雙鍵,與實驗相符,并符合稀有氣體結(jié)構(gòu)。雙鍵

8、,與實驗相符,并符合稀有氣體結(jié)構(gòu)。 但但o2分子中無成單電子,這與磁性實驗相矛盾,分子中無成單電子,這與磁性實驗相矛盾,因此因此 vb 法對法對 o2 分子結(jié)構(gòu)解釋不合適。分子結(jié)構(gòu)解釋不合適。 分子軌道法分子軌道法: : 電子排布式:電子排布式: o2 16e 一個一個鍵,鍵,2個個3e鍵,鍵,同時有同時有2個單電子,與磁性個單電子,與磁性實驗相符。實驗相符。oo12122222222222s2121)()()()()()()()()(pzpypzpypxs*s*s12(2) 氧的性質(zhì)和用途氧的性質(zhì)和用途 a. o2是無色無臭的氣體,是無色無臭的氣體,90k淡藍(lán)色液體,淡藍(lán)色液體,54k淡藍(lán)淡

9、藍(lán)色固體。液態(tài)和固態(tài)色固體。液態(tài)和固態(tài)o2有明顯的順磁性。有明顯的順磁性。 在室溫和加壓下,分子光譜實驗表明在室溫和加壓下,分子光譜實驗表明o2中含有抗中含有抗磁性物質(zhì)磁性物質(zhì)o4。 o4中兩個中兩個 o2分子間的鍵弱于一個電子分子間的鍵弱于一個電子對鍵,但比范德華力強(qiáng)。對鍵,但比范德華力強(qiáng)。 o4可能的結(jié)構(gòu)可能的結(jié)構(gòu) oo (可能是(可能是o2分子中的單電子分子中的單電子 互相鍵合,強(qiáng)度較弱。)互相鍵合,強(qiáng)度較弱。) oo b. 氧是非極性分子,不易溶于極性溶劑氧是非極性分子,不易溶于極性溶劑水中。水中。298k,1dm3水可溶水可溶30cm3 o2。光譜學(xué)實驗表明:氧光譜學(xué)實驗表明:氧溶于

10、水后,有溶于水后,有 o2h2o 和和 o22h2o13 不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 氧在水中溶解度雖小,但它是水生植物生氧在水中溶解度雖小,但它是水生植物生存的基礎(chǔ)。存的基礎(chǔ)。我國有些江河湖泊水系污染嚴(yán)重,我國有些江河湖泊水系污染嚴(yán)重,水中水中o2含量明顯減少,水質(zhì)下降,魚類產(chǎn)量下含量明顯減少,水質(zhì)下降,魚類產(chǎn)量下降,甚至絕跡。降,甚至絕跡。因此防治水系污染已是我國一因此防治水系污染已是我國一項迫在眉睫的任務(wù)。項迫在眉睫的任務(wù)。14 c氧的化學(xué)性質(zhì)氧的化學(xué)性質(zhì) 主要表現(xiàn)氧化性。由于主要表現(xiàn)氧化性。由于o2的鍵能較高,故在高溫的鍵能較高,故在高溫下表現(xiàn)較高的氧化性,而在常溫下氧化能力一般。下表現(xiàn)較高

11、的氧化性,而在常溫下氧化能力一般。 在水中獲得在水中獲得 4e o2 + 4h+ 4e = 2h2o 0 = 0. 815v (ph=7) 這表明這表明 o2 飽和的水溶液是一個較好的氧化劑。飽和的水溶液是一個較好的氧化劑。 例如可將例如可將fe2氧化成氧化成fe3(在堿性迅速)(在堿性迅速) o2易溶于有機(jī)溶劑,如:與乙醇、乙醚、苯等生易溶于有機(jī)溶劑,如:與乙醇、乙醚、苯等生 成弱鍵配合物。成弱鍵配合物。 例:例:n,n二甲基苯胺在空氣或二甲基苯胺在空氣或o2中黃色,當(dāng)氧被中黃色,當(dāng)氧被 除掉后,黃色消失。除掉后,黃色消失。15 o2與某些過渡金屬配合物形成加合物,加合物中以與某些過渡金屬配

12、合物形成加合物,加合物中以o2、o2、o22離子與金屬離子與金屬配位或形成橋式配位或形成橋式配位基。配位基。例:例: 2 co(nh3)6 2 + o2 (nh3)5coooco(nh3)5 4 + 2nh3 高溫下,高溫下,o2的化學(xué)活性迅速增加,能和許多金屬的化學(xué)活性迅速增加,能和許多金屬和非金屬直接化合生成氧化物。還可與還原性化合物和非金屬直接化合生成氧化物。還可與還原性化合物如如h2s、ch4、co等反應(yīng),使它們在等反應(yīng),使它們在o2中繼續(xù)燃燒。中繼續(xù)燃燒。 2h2s + 3o2 = 2so2 + 2h2o16(2)臭氧)臭氧a. o3結(jié)構(gòu):實驗證明等腰三角形配置三個結(jié)構(gòu):實驗證明等腰

13、三角形配置三個ovb法:取兩種結(jié)構(gòu)間的共振結(jié)構(gòu)法:取兩種結(jié)構(gòu)間的共振結(jié)構(gòu)mo法:頂角氧原子法:頂角氧原子sp2雜化,其中雜化,其中2個單電子軌道與另外兩個個單電子軌道與另外兩個o原子單原子單電子軌道形成鍵,還有一個軌道上電子軌道形成鍵,還有一個軌道上有一對孤對電子。剩下的未參與雜有一對孤對電子。剩下的未參與雜化的化的p軌道與另兩個含單電子的軌道與另兩個含單電子的p軌軌道平行,線形組合成分子軌道。道平行,線形組合成分子軌道。 sp234o:2s22px22py1 2pz117e0000e1e2=e0e3非鍵軌道 形成了一個形成了一個 34鍵,由于非鍵軌道上的電子對成鍵鍵,由于非鍵軌道上的電子對成

14、鍵軌道沒有貢獻(xiàn)。所以鍵級軌道沒有貢獻(xiàn)。所以鍵級=1。 o3中每兩個中每兩個o原子間鍵級原子間鍵級 = 1+0.5 不是一個雙鍵,不是一個雙鍵,它的鍵長它的鍵長 127.8 pm比比 o2 分子分子120.8pm長一些。鍵能低長一些。鍵能低于于o2,因而不穩(wěn)定。,因而不穩(wěn)定。 mo處理處理o3分子中無單電子,抗磁性。分子中無單電子,抗磁性。 o o3 3: : =1.810-3cm 唯一極性單質(zhì)唯一極性單質(zhì)18 由于分子中形成由于分子中形成 3 34 4鍵時,氧原鍵時,氧原子提供的電子數(shù)不同,使中心氧與子提供的電子數(shù)不同,使中心氧與端氧周圍電子云密度不同端氧周圍電子云密度不同。這種。這種氧氧原子

15、周圍電子云密度不同及分子的原子周圍電子云密度不同及分子的非對稱性造成分子中正負(fù)電荷中心非對稱性造成分子中正負(fù)電荷中心不重合,分子具有不重合,分子具有弱的弱的極性。極性。sp23419 b. 臭氧的性質(zhì)和用途臭氧的性質(zhì)和用途(1)臭氧有腥臭味,液態(tài)臭氧有腥臭味,液態(tài)o3深的藍(lán)紫色,深的藍(lán)紫色,隔隔1mm液液態(tài)態(tài)o3時就觀察不到電燈泡的灼熱燈絲。時就觀察不到電燈泡的灼熱燈絲。80k時為黑色時為黑色固體。固體。o3易液化難固化,色散力大。所以易液化難固化,色散力大。所以bp高于高于o2。(2)化學(xué)性質(zhì):不穩(wěn)定性和氧化性化學(xué)性質(zhì):不穩(wěn)定性和氧化性 常溫緩慢分解,受熱或有常溫緩慢分解,受熱或有mno2存

16、在時分解加快。存在時分解加快。 2 o3 = 3 o2 h0 = - 284kjmol1 氧化能力在氧原子和氧化能力在氧原子和o2之間,在酸性或堿性介質(zhì)中之間,在酸性或堿性介質(zhì)中都能表現(xiàn)出氧化性都能表現(xiàn)出氧化性 酸性:酸性:o3 + 2 h+ 2e = o2 + h2o = 2.07v 堿性:堿性:o3 + h2o + 2e = o2 + 2oh- = 1.20v20 可氧化具有弱還原性的單質(zhì)及化合物可氧化具有弱還原性的單質(zhì)及化合物 2ag + 2o3 = ag2o2 + 2o2 過氧化銀過氧化銀 o3 + xeo3 + 2h2o = h4xeo6 + o2 o3可迅速定量氧化可迅速定量氧化i

17、-i2,可用來測定可用來測定o3含量含量 o3+ 2i- - + h2o = i2 + o2 + 2oh- - 氧化有機(jī)物:對烯烴的氧化氧化有機(jī)物:對烯烴的氧化丁烯丁烯1 ch3ch2ch=ch2 ch3ch2cho+hcho 丁烯丁烯2 ch3ch=chch3 2ch3cho 可用于確定雙鍵的位置可用于確定雙鍵的位置o3o321 o3氧化氧化cn- - 常用于治理工業(yè)中的含氰廢水。常用于治理工業(yè)中的含氰廢水。 o3 + cn- - ocn- - + o2 2ocn- - + 3o3 + 2oh- - 2co3 2- 2- + n2 + 3o2 + h2o o3能殺菌可用做消毒劑,游泳池可采用

18、能殺菌可用做消毒劑,游泳池可采用o3殺菌。殺菌。 b. 臭氧的生成和制備:臭氧的生成和制備: o3分解是放熱的,由分解是放熱的,由o2o3必然吸熱,因此,只必然吸熱,因此,只要給氧以足夠的能量(光、電、熱)即可轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?。要給氧以足夠的能量(光、電、熱)即可轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酢?例:雷雨天大氣中放電而生成例:雷雨天大氣中放電而生成o3,電動機(jī)的機(jī)身旁,電動機(jī)的機(jī)身旁也常聞到臭氧味。也常聞到臭氧味。松節(jié)油樹脂氧化過程中也伴隨臭氧產(chǎn)松節(jié)油樹脂氧化過程中也伴隨臭氧產(chǎn)生。生。22 c. 氧的成鍵特征:氧的成鍵特征: 從三個方面討論:分別以從三個方面討論:分別以 o,o2,o3為基礎(chǔ)。為基礎(chǔ)。 以氧原子為結(jié)構(gòu)基

19、礎(chǔ)的成鍵情況:以氧原子為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的成鍵情況:(1)o可以從電負(fù)性小的原子中奪取電子,形成可以從電負(fù)性小的原子中奪取電子,形成o2-2-離離 子,子,構(gòu)成離子鍵,構(gòu)成離子鍵,如:如:na2o,k2o,cao等。等。(2)氧原子可以同電負(fù)性與其相近的原子共用電子,)氧原子可以同電負(fù)性與其相近的原子共用電子, 形成共價鍵,構(gòu)成共價型化合物。形成共價鍵,構(gòu)成共價型化合物。 當(dāng)同電負(fù)性大的當(dāng)同電負(fù)性大的f化合時,氧顯化合時,氧顯+2氧化態(tài):氧化態(tài):of2 當(dāng)同電負(fù)性比它小的元素化合時,氧顯當(dāng)同電負(fù)性比它小的元素化合時,氧顯-2氧化態(tài)。氧化態(tài)。 實驗室制實驗室制 o3 3o2=2o3 在臭氧發(fā)生器中在臭氧

20、發(fā)生器中 o3:10%放電或光照放電或光照23 從形成共價鍵的角度看,有六種情況:從形成共價鍵的角度看,有六種情況: o: 2s22px22py12pz1 a. o 采取采取 sp3 雜化,形成兩個共價單鍵:雜化,形成兩個共價單鍵:b. 提供提供 2 個單電子形成一個共價雙鍵:個單電子形成一個共價雙鍵: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雜化,以單電子雜化雜化,以單電子雜化軌道重疊形成軌道重疊形成鍵,再以未雜化的另一個單電子軌道鍵,再以未雜化的另一個單電子軌道重疊形成重疊形成鍵。)鍵。)cohh24d. o以以 sp 雜化形成一個雙

21、鍵和一個配位鍵:雜化形成一個雙鍵和一個配位鍵: e. 提供一個空的提供一個空的 2p 軌道接受電子對形成配位鍵。軌道接受電子對形成配位鍵。 例例 r3no如:在如:在co 和和 no 中中形成三鍵形成三鍵occ. o 以以 sp3 雜化形成兩個雜化形成兩個 共價單鍵,一個配位鍵共價單鍵,一個配位鍵: ohhh+25 f. o原子提供一個空的原子提供一個空的2p軌道接受電子對,同時提供軌道接受電子對,同時提供 二對孤電子對,反饋給原配位原子的空軌道形成反二對孤電子對,反饋給原配位原子的空軌道形成反 饋鍵。饋鍵。 例:例:h3po4分子中,有分子中,有d-p反饋配鍵,而鍵具有雙鍵反饋配鍵,而鍵具有

22、雙鍵 的性質(zhì)。的性質(zhì)。 pohohhoo p: 3s2 3px13py13pz1 3d026 以以 o2 為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的成鍵情況為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的成鍵情況(1)o2結(jié)合一個結(jié)合一個e ,形成,形成 o2- - 超氧離子,超氧離子,如:如:ko2(2)o2結(jié)合結(jié)合2個個e ,形成,形成o22-離子或共價的過氧鏈:離子或共價的過氧鏈: 如:如:na2o2、bao2、h2o2、h2s2o8、k2s2o8等。等。(3)o2失去一個失去一個e,生成二氧基陽離子,生成二氧基陽離子o2化合物:化合物: 如:如:o2ptf6- -。(4)o2有孤對電子,可做電子對給予體,與金屬離子有孤對電子,可做電子對給予體,與金屬

23、離子 形成配合物,形成配合物, 例:血紅素中心離子例:血紅素中心離子fe2與卟啉衍生物形成配合物,與卟啉衍生物形成配合物, 而而fe2的的 3d 軌道上仍有空位,能可逆的接受軌道上仍有空位,能可逆的接受o2 配位:配位:hmfe + o2 = hmfeo2 血紅素起到載氧的作用。血紅素起到載氧的作用。 27以以o3為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的成鍵情況:為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的成鍵情況: o3結(jié)合一個結(jié)合一個e,形成,形成o3-離子或共價臭氧鏈離子或共價臭氧鏈 ooo 構(gòu)成離子型構(gòu)成離子型 ko3 和和 nh4o3 或共價型或共價型o3f2:fooof2.4 氧化物氧化物 所有元素除了大部分稀有氣體以外都能生成二元所有元素

24、除了大部分稀有氣體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.常見生成氧化物的方法常見生成氧化物的方法 a. 單質(zhì)和單質(zhì)和 o2 直接化合直接化合 c + o2 co2 b. 金屬氫氧化物加熱脫水金屬氫氧化物加熱脫水 mg(oh)2 mgo + h2o28c.金屬含氧酸鹽的熱分解金屬含氧酸鹽的熱分解 caco3 cao + co2d.d.高價氧化物熱分解或通高價氧化物熱分解或通 h2還原,可得到低價氧化物還原,可得到低價氧化物 pbo2=pb2o3= pb3o4 = pbo v2o5 + 2h2= 2h2o + v2o3 voe. 單質(zhì)被單質(zhì)被hno3氧化,但不

25、具有普遍性:氧化,但不具有普遍性: 3sn + 4hno3 = 3sno2 + 4no+ 2 h2o 563-593k663-693k803-823k973kh229 2. 氧化物的鍵型:離子型和共價型氧化物的鍵型:離子型和共價型 (1)(1) 離子型氧化物:由于離子型氧化物:由于 o2- 的變形性較小,絕大部分的變形性較小,絕大部分 金屬氧化物屬于離子型氧化物。金屬氧化物屬于離子型氧化物。 m2o:a氧化物氧化物 mo:beobao、zno、gao、mno、coo、nio m2o3:al2o3 、 sc2o3、 y2o3,、 in2o3 mo2: geo2、tbo2、uo2、 sno2、pb

26、o2 、vo2、 wo2、 mno2、ruo2 m3o4: pb3o4、mn3o4、 fe3o4(2)共價型氧化物)共價型氧化物: h、f、cl、br、i、s、se、te、n、p、c的的非金屬非金屬 氧化物。氧化物。30 b、si的氧化物屬于巨型分子共價型氧化物。的氧化物屬于巨型分子共價型氧化物。 共價型金屬氧化物共價型金屬氧化物 18電子、電子、 18+2電子、電子、 8電子高電荷構(gòu)型的金屬氧化物電子高電荷構(gòu)型的金屬氧化物 如:如:ag2o、cu2o、pbo、sno、mn2o7(3)氧化物的熔點(diǎn):)氧化物的熔點(diǎn):氧化物氧化物mp差別較大,差別較大,一般說:一般說: 多數(shù)離子型氧化物多數(shù)離子型

27、氧化物mp很高:很高: beo 2803k, mgo 3073k, hfo2 3083k 為最難熔化的。為最難熔化的。 其次巨型分子共價型氧化物:其次巨型分子共價型氧化物:sio2 1986k。 多數(shù)共價型氧化物和少數(shù)離子型氧化物熔點(diǎn)較低:多數(shù)共價型氧化物和少數(shù)離子型氧化物熔點(diǎn)較低: co2 194.5k升華,升華,cl2o7 181.5k , so3 289.8k, n2o5 303k,ruo4 298.5k,oso4 322.5k 氧化物氧化物mp的差異,主要由它們晶體結(jié)構(gòu)的顯著差異的差異,主要由它們晶體結(jié)構(gòu)的顯著差異 造成的。造成的。 31(4)氧化物對水的作用:分為四類)氧化物對水的作

28、用:分為四類a. 溶于溶于水,但無化合作用:水,但無化合作用: ruo4、oso4b. 與水作用生成可溶氫氧化物:與水作用生成可溶氫氧化物: na2o、bao、b2o3、co2、p4o10、so3 等等c. 與水作用生成不溶氫氧化物:與水作用生成不溶氫氧化物: beo、mgo、sc2o3 、sb2o3等。等。d. 既難溶于水又不與水作用:既難溶于水又不與水作用: fe2o3,mno2 (5)氧化物的酸堿性:分為五類)氧化物的酸堿性:分為五類a. 酸性氧化物:與堿作用生成鹽和水酸性氧化物:與堿作用生成鹽和水 co2、 so3 、 p4o10、sio2、b2o3等。等。b. 堿性氧化物:與酸作用生

29、成鹽和水堿性氧化物:與酸作用生成鹽和水 k2o、cao、mgo等等32 c. 兩性氧化物:既與酸作用又與堿作用,生成鹽和水兩性氧化物:既與酸作用又與堿作用,生成鹽和水 beo、al2o3、zno、cr2o3 d. 中性氧化物:不與酸堿作用:中性氧化物:不與酸堿作用:co和和n2o等等 e. 復(fù)雜氧化物:由低價、高價氧化物混合組成,如復(fù)雜氧化物:由低價、高價氧化物混合組成,如 fe3o4、pb2o3、mn3o4 同一元素低價氧化物堿性較強(qiáng)。同一元素低價氧化物堿性較強(qiáng)。例:例:pb2o3中中 pbo為為堿性,堿性,pbo2中性。加中性。加hno3于于pb2o3上,則其中上,則其中 pbo 溶溶解成

30、解成 pb(no3)2 而而 pbo2 不反應(yīng)。不反應(yīng)。33 163 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,地殼中也會有水,形成地下水源泉。天空中有水,云即殼中也會有水,形成地下水源泉。天空中有水,云即水的小液滴。大量的水還以冰塊、積雪的形式終年在水的小液滴。大量的水還以冰塊、積雪的形式終年在高山顛峰,兩極地區(qū)。高山顛峰,兩極地區(qū)。 自然界中自然界中h:有兩種同位素:有兩種同位素h1、h2。 自然界的自然界的o又存在三種同位素又存在三種同位素16o、17o、18o,因,因此此自然界的水應(yīng)該有自然界的水

31、應(yīng)該有9種不同的水,種不同的水,它們之間有一定它們之間有一定的比例。的比例。 h216o h217o h218o hd16o hd17o hd18o d216o d217o d218o34 其中以其中以h216o最多,另外最多,另外d216o、h218o也很有用,也很有用,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:是核工業(yè)最常用的中子減速劑。是核工業(yè)最常用的中子減速劑。d216o不能維持動植物的生命。電解水時,不能維持動植物的生命。電解水時,h2o優(yōu)先分解,優(yōu)先分解,而而d216o聚集在殘留液中,經(jīng)長時間電解水后餾殘液可聚集在殘留液中,經(jīng)長時間

32、電解水后餾殘液可得得99% d216o。 h218o重氧水重氧水:是研究反應(yīng)機(jī)理的示蹤物。是研究反應(yīng)機(jī)理的示蹤物。 3.2 水的結(jié)構(gòu)水的結(jié)構(gòu) 人們對水的研究從人們對水的研究從1787年開始,到年開始,到1895年最終精年最終精確測定水的化學(xué)組成:確測定水的化學(xué)組成:h2o。中間經(jīng)歷了。中間經(jīng)歷了100多年。多年。 h2o分子中分子中o:不等性的:不等性的sp3雜化軌道,含單電子雜化軌道,含單電子的軌道與的軌道與h原子成鍵生成兩個原子成鍵生成兩個鍵,同時有兩對孤對電鍵,同時有兩對孤對電子存在。由于孤電子的斥力,使水的鍵角為子存在。由于孤電子的斥力,使水的鍵角為104.535液態(tài)水的結(jié)構(gòu)液態(tài)水的結(jié)

33、構(gòu) 按原子量計算,水的分子量:按原子量計算,水的分子量:18.02,但沸點(diǎn)時水,但沸點(diǎn)時水蒸氣分子量蒸氣分子量18.69:96.5%h2o和和3.5%(h2o)2 液態(tài)水分子量變大,這是由于氫鍵締合成液態(tài)水分子量變大,這是由于氫鍵締合成(h2o)x x=2,3,4 xh2o=(h2o)x 每個每個o原子周圍有原子周圍有兩個近的兩個近的h原子,原子,兩個遠(yuǎn)的兩個遠(yuǎn)的h原子。原子。ohhohhhh h36 有人認(rèn)為:有人認(rèn)為:液態(tài)水是由多個水分子氫鍵締合而成液態(tài)水是由多個水分子氫鍵締合而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但未得到公認(rèn)。的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),但未得到公認(rèn)。 冰的結(jié)構(gòu):冰的結(jié)構(gòu): 冰中每一個水分子都被相鄰的四個水分

34、子包圍,冰中每一個水分子都被相鄰的四個水分子包圍,每個水分子位于四面體每個水分子位于四面體的頂點(diǎn),無限個這樣的的頂點(diǎn),無限個這樣的四面體通過氫鍵連成一四面體通過氫鍵連成一個龐大的分子晶體,個龐大的分子晶體,由于結(jié)晶條件不同,由于結(jié)晶條件不同,冰可以有多種結(jié)晶體。冰可以有多種結(jié)晶體。 37 3.3 水的物理性質(zhì)水的物理性質(zhì)(1) 無色透明的液體,偶極距無色透明的液體,偶極距1.87d,極性很大。,極性很大。(2) 水的比熱:水的比熱:4.1868103j-1k-1(1calg-1k-1) 在所有的液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)中比熱最大。在所有的液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)中比熱最大。(3) 同同a其它元素氫化物(其它元素氫

35、化物(h2s、h2se、h2te)相)相比,比,h2o的的bp、mp、熔化熱、蒸發(fā)熱都是異常的。熔化熱、蒸發(fā)熱都是異常的。(4) 絕大多數(shù)物質(zhì)有熱脹冷縮,即溫度降低,體積變絕大多數(shù)物質(zhì)有熱脹冷縮,即溫度降低,體積變小,密度增大。小,密度增大。但水在但水在277k時密度最大,時密度最大,1.0g/3。277k以下時密度降低,以下時密度降低,到到273k時,密度突然變小為時,密度突然變小為0.999 g/3。 冰的密度為冰的密度為0.916 g/338 水的幾種異常物性均是由于水的幾種異常物性均是由于h2o分子中形成氫鍵分子中形成氫鍵締合而造成的,由于水要多消耗能量破壞氫鍵締合而造成的,由于水要多

36、消耗能量破壞氫鍵,所以水所以水的比熱、熔化熱、蒸發(fā)熱、的比熱、熔化熱、蒸發(fā)熱、mp、bp都比較高。都比較高。39 3.4 水的化學(xué)性質(zhì):水的化學(xué)性質(zhì): 水的化學(xué)性質(zhì),通常比較穩(wěn)定,只有在特殊條件水的化學(xué)性質(zhì),通常比較穩(wěn)定,只有在特殊條件下,才表現(xiàn)出一定的活性。下,才表現(xiàn)出一定的活性。(1)熱分解:溫度大于)熱分解:溫度大于2000k時,有時,有0.588%水分解水分解 2 h2o(g)= 2h2(g)+ o2(g)(2)水合作用)水合作用: 水是一個良好的極性溶劑,可溶解許水是一個良好的極性溶劑,可溶解許多極性化合物,并與之生成水合離子。多極性化合物,并與之生成水合離子。如:如:h3o+、 f

37、e(h2o)6+、zn(h2o)62+等。水分子是通過等。水分子是通過“o”配鍵配鍵與其結(jié)合。與其結(jié)合。 含水的晶態(tài)物質(zhì)稱為含水的晶態(tài)物質(zhì)稱為結(jié)晶水合物結(jié)晶水合物,其中的水叫,其中的水叫結(jié)結(jié)晶水晶水。在結(jié)晶水合物中,水以不同形式存在:。在結(jié)晶水合物中,水以不同形式存在: 羥基水:水在化合物中以羥基水:水在化合物中以oh- -形式存在,形式存在,如如mg(oh)2、a1(oh)3,它們是氧化物的水合物,即為,它們是氧化物的水合物,即為mgoh2o、al2o32h2o40 配位水:配位水:水在化合物中以配體形式存在,如水在化合物中以配體形式存在,如 beso44h2o中存在中存在be(oh2)42

38、+離子、離子、niso46h2o 中存在中存在ni(oh2)62+離子;離子; 陰離子水:陰離子水:水通過氫鍵與陰離子相結(jié)合,例如水通過氫鍵與陰離子相結(jié)合,例如 cuso45h2o分子,其中四個水分子以配位水的形式分子,其中四個水分子以配位水的形式存在,而另一個水分子卻以氫鍵與配位水及存在,而另一個水分子卻以氫鍵與配位水及so42- 相結(jié)相結(jié)合;合; 晶格水:晶格水:水分子位于水合物的晶格中,不與陽、陰水分子位于水合物的晶格中,不與陽、陰離子直接聯(lián)接,如離子直接聯(lián)接,如mgso47h2o中六個水分子為配位中六個水分子為配位水,而另一個水分子則占據(jù)晶格上位置,該水為水,而另一個水分子則占據(jù)晶格上

39、位置,該水為晶格晶格水。水。41(3)水解作用:)水解作用:廣義講,水解不僅包括一些鹽及二廣義講,水解不僅包括一些鹽及二元化合物的非氧化還原性的分解水反應(yīng),并且包括水元化合物的非氧化還原性的分解水反應(yīng),并且包括水對活潑金屬,非金屬的反應(yīng)及一些氧化物對水的作用對活潑金屬,非金屬的反應(yīng)及一些氧化物對水的作用使水分解的反應(yīng)。使水分解的反應(yīng)。mg3n2 + 6 h2o = 3mg(oh)2+ 2nh3pcl3 + 4 h2o = h3po4 + 5hclsbcl3+ h2o = sbocl+ 2hcl 廣義的水解廣義的水解 c + h2o = co + h2 so3 + h2o = h2so4 cl2

40、 + h2o = hcl + hoclna2o + h2o = 2naoh ca + 2h2o = ca(oh)2 + h2 42(4)自離解作用:水本身存在弱的電離)自離解作用:水本身存在弱的電離 h2o = h+ + oh- h2o + h2o = h3o+ + oh- 298k h3o+oh-=110-14=kw 水的離子積,水的離子積,它隨溫度而變化。它隨溫度而變化。 3.5 水的污染與凈化水的污染與凈化 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業(yè)廢料;殺蟲劑、農(nóng)藥、對人和動物、植物帶來危害。業(yè)廢料;殺蟲劑、農(nóng)藥、

41、對人和動物、植物帶來危害。(2)非毒的營養(yǎng)物質(zhì):洗滌劑中磷酸鹽,化肥中的磷)非毒的營養(yǎng)物質(zhì):洗滌劑中磷酸鹽,化肥中的磷酸鹽、硝酸鹽,它們使水生藻類大量增殖,消耗水中酸鹽、硝酸鹽,它們使水生藻類大量增殖,消耗水中氧氣,使魚類無法存活。氧氣,使魚類無法存活。(3)熱污染:工業(yè)排放物提高水溫,降低氧氣的濃度,熱污染:工業(yè)排放物提高水溫,降低氧氣的濃度,對水生動物生存造成危害。對水生動物生存造成危害。43 2005. 11. 13中石油吉化有限公司的雙苯車間發(fā)生中石油吉化有限公司的雙苯車間發(fā)生爆炸,大量苯,苯酚,硝基苯流入松花江,污染帶長爆炸,大量苯,苯酚,硝基苯流入松花江,污染帶長達(dá)數(shù)十公里,哈爾濱

42、達(dá)數(shù)十公里,哈爾濱11. 24 - 11. 27 停水停水 4 天,給人們天,給人們的生活及工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的不便。的生活及工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的不便。 2. 水的凈化:對用途不同的水,凈化方法不同水的凈化:對用途不同的水,凈化方法不同 a. 飲飲用水的凈化:用水的凈化: 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 除臭殺菌除臭殺菌 b. 工業(yè)水軟化:自然水含較多工業(yè)水軟化:自然水含較多 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。 化學(xué)沉降法:利用石灰乳和純堿除去化學(xué)沉降法

43、:利用石灰乳和純堿除去mg2+和和ca2+ mg2+ + ca(oh)2 = mg(oh)2+ ca2+ ca2+ + na2co3 = caco3+ 2na+過濾過濾44 也可用也可用na3po4或或na2hpo4,使之生成,使之生成ca3(po4) 2、mg3(po4)2 不必過濾,因為沉淀疏松穩(wěn)定,不形成鍋不必過濾,因為沉淀疏松穩(wěn)定,不形成鍋垢,直接使用。垢,直接使用。 離子交換法:使用離子交換樹脂軟化水,除去水離子交換法:使用離子交換樹脂軟化水,除去水中的中的 ca2+、mg2+,來滿足工業(yè)要求。,來滿足工業(yè)要求。 c. 實驗室所需的純水實驗室所需的純水 蒸餾水:可滿足一般實驗要求,配

44、制試劑或反應(yīng)。蒸餾水:可滿足一般實驗要求,配制試劑或反應(yīng)。 電導(dǎo)水:在蒸餾水中加入少量電導(dǎo)水:在蒸餾水中加入少量kmno4 和和 ba(oh)2,再一次蒸餾得二次水,這種水純度更高,常用電導(dǎo)儀再一次蒸餾得二次水,這種水純度更高,常用電導(dǎo)儀測量純度,叫電導(dǎo)水,保存在石英玻璃器皿中。測量純度,叫電導(dǎo)水,保存在石英玻璃器皿中。45 離子交換水:離子交換水: 使用離子交換樹脂將水中除使用離子交換樹脂將水中除h+,oh-以外的其它以外的其它離子全部交換掉,這種水純度更高,但含有微量的有離子全部交換掉,這種水純度更高,但含有微量的有機(jī)物,無法除去。機(jī)物,無法除去。 由于樹脂是有機(jī)高分子化合物,具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

45、,由于樹脂是有機(jī)高分子化合物,具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),上面連有可電離的活性集團(tuán),如:上面連有可電離的活性集團(tuán),如: 陽離子樹脂陽離子樹脂 rso3- - h+ 陰離子樹脂陰離子樹脂 rnh3+ oh- -它們可除去水中的無機(jī)離子,但無法除去有機(jī)物。我它們可除去水中的無機(jī)離子,但無法除去有機(jī)物。我們實驗室使用的純水是離子交換水或蒸餾水。們實驗室使用的純水是離子交換水或蒸餾水。46 16-4 過氧化氫(過氧化氫(h2o2) 1. 過氧化氫的分子結(jié)構(gòu)過氧化氫的分子結(jié)構(gòu) h2o2分子中分子中o原子:原子:不等性不等性sp3雜化,其中雜化,其中2個單個單電子軌道分別與一個電子軌道分別與一個h和另一個和另一個o形成

46、形成鍵,另還剩鍵,另還剩兩個孤電子對軌道,由于其排斥作用使兩個孤電子對軌道,由于其排斥作用使oh鍵向鍵向oo鍵靠攏,使鍵靠攏,使hoo鍵角鍵角:96.52,小于,小于109.5hh孤對電子ohoh96529351965247 2. h2o2的性質(zhì)和用途的性質(zhì)和用途 (1) 由于由于h2o2分子中存在氫鍵,締合能力比水更強(qiáng),分子中存在氫鍵,締合能力比水更強(qiáng), 所以所以b p 為為423k,比水高,比水高,m p與水接近為與水接近為272k。 (2) 純純h2o2:=2.26d,極性更強(qiáng),淡蘭色粘稠液體。,極性更強(qiáng),淡蘭色粘稠液體。 (3) 密度隨溫度正常變化,可與水任意混溶。密度隨溫度正常變化,

47、可與水任意混溶。 (4) 從的結(jié)構(gòu)和氧化態(tài)這兩個方面,可以推測出從的結(jié)構(gòu)和氧化態(tài)這兩個方面,可以推測出h2o2 的基本化學(xué)性質(zhì)是:的基本化學(xué)性質(zhì)是: 不穩(wěn)定性。不穩(wěn)定性。 氧化性,也可以表現(xiàn)還原性。氧化性,也可以表現(xiàn)還原性。 是一種比水強(qiáng)的弱酸。是一種比水強(qiáng)的弱酸。48a. 不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性 -1mr2222mol-196kj , oo2h o2hh 見光分解,在堿性介質(zhì)中及有雜質(zhì)見光分解,在堿性介質(zhì)中及有雜質(zhì)fe2+、mn2+、cu2+、cr3+、mno2存在時存在時會加速會加速h2o2分解。分解。為了阻止為了阻止分解,常用棕色瓶或塑料瓶裝,放置在避光及陰涼處,分解,常用棕色瓶或塑料瓶裝,放

48、置在避光及陰涼處,有時加入少量有時加入少量 na2sno3 或或 na4p2o7 等作穩(wěn)定等作穩(wěn)定劑。劑。 b. 弱酸性弱酸性 (是一種比水強(qiáng)的弱酸是一種比水強(qiáng)的弱酸) h2o2 = ho2- + h+ k1= 2.210 -12 k2 10 -25 h2o2 +ba(oh)2 = bao2 + 2h2o49c. 氧化還原性氧化還原性酸性條件:酸性條件:堿性條件:堿性條件:oh 1.77v oh 0.682v o2222voheohho87. 0,33022 油畫放置年代久了,會變暗,用過氧化氫油畫放置年代久了,會變暗,用過氧化氫輕輕擦洗,就會光亮一新。輕輕擦洗,就會光亮一新。o8h5o2mn

49、6h2mnoo5ho4h)(s,pbso)pbs(s,o4ho2h2fe2h2feoh222-422242223222 白黑50h2o2 + 2i- + 2h+ = i2 + 2 h2o 用于定量測定用于定量測定h2o2h2o2 + mn(oh)2 = mno2+ 2h2o3h2o2+ cr(oh)4- - + 2oh- - = 2cro4 2- + 8h2o還原性:還原性:5 h2o2+ 2 mno4- - + 6h+ = 2mn2+ + 5o2+ 8h2o3 h2o2+ 2mno4- - = 2 mno2+ 3 o2+ 2oh- - + 2h2oh2o2 + cl2 = 2cl- - +

50、o2+ 2h+ +由以上反應(yīng)可見:由以上反應(yīng)可見:h2o2氧化性強(qiáng),還原性弱。氧化性強(qiáng),還原性弱。純的純的h2o2可作火箭燃料的氧化劑可作火箭燃料的氧化劑513. h2o2的制備的制備 (1) 實驗室制備:用實驗室制備:用 na2o2或或bao2與與h2so4(冷,?。ɡ?,?。?反應(yīng)得到反應(yīng)得到 6 % 8 % 的的h2o2水溶液。水溶液。(2)工業(yè)制備:工業(yè)制備: 早期:早期:bao2 + h2so4 = baso4+ h2o2 bao2 + co2 + h2o = baco3+ h2o2 工業(yè)蒽醌法:用工業(yè)蒽醌法:用2-乙基蒽醌以乙基蒽醌以 pd 或或 ni 為催化劑,為催化劑,由由 h

51、2、o2直接合成:直接合成: h2 + o2 = h2o252 電解電解- -水解法(電解水解法(電解 nh4hso4)44hso2nh28224hos)(nhe2hos2hso28242h2e2h(陰極)(陰極)(陽極)(陽極) 電解電解 減壓蒸餾,得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為減壓蒸餾,得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%30%的的h2o2溶液溶液再減壓進(jìn)一步分級蒸餾,再減壓進(jìn)一步分級蒸餾,h2o2濃度可高達(dá)濃度可高達(dá)98%,再冷,再冷凍,還可得到純凍,還可得到純h2o2晶體。晶體。 o2hos)(nh282242244ohhso2nhh2so4(循環(huán)使用)(循環(huán)使用)53 4. h2o2 的用途的用途 不同濃度的過氧化氫

52、具有不同的用途:不同濃度的過氧化氫具有不同的用途: 一般藥用雙氧水的濃度為一般藥用雙氧水的濃度為3%,美容用品中雙氧水美容用品中雙氧水的濃度為的濃度為6%,試劑級雙氧水的濃度為試劑級雙氧水的濃度為30%,食用級雙食用級雙氧水的濃度為氧水的濃度為35%,濃度在濃度在90%以上的雙氧水可用于火以上的雙氧水可用于火箭燃料的氧化劑,箭燃料的氧化劑,若若90%以上濃度的雙氧水遇熱或受到以上濃度的雙氧水遇熱或受到震動就會發(fā)生爆炸。震動就會發(fā)生爆炸。 在食品工業(yè)中,它主要用于在食品工業(yè)中,它主要用于軟包裝紙的消毒、軟包裝紙的消毒、罐頭罐頭廠的消毒、廠的消毒、奶和奶制品殺菌、奶和奶制品殺菌、面包發(fā)酵、食品、纖

53、維的面包發(fā)酵、食品、纖維的脫色,飲用水處理等。脫色,飲用水處理等。 由于由于h2o2的氧化還原產(chǎn)物分別是的氧化還原產(chǎn)物分別是o2和和h2o,是一,是一種種不會將雜質(zhì)引入系統(tǒng),不會造成二次污染的理想試劑。不會將雜質(zhì)引入系統(tǒng),不會造成二次污染的理想試劑。5416- 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 存在形式有兩種:單質(zhì)存在形式有兩種:單質(zhì) s,在火,在火山地區(qū)蘊(yùn)藏量較大多為沉積礦床。山地區(qū)蘊(yùn)藏量較大多為沉積礦床。形成過程可能是:形成過程可能是:化合態(tài)硫化合態(tài)硫: : 主要以金屬硫化物和硫酸鹽主要以金屬硫化物和硫酸鹽存在,如:黃鐵礦(存在,如:黃鐵礦(fes

54、2)、閃鋅礦、閃鋅礦(zns)、方鉛礦()、方鉛礦(pbs)、)、輝銻礦輝銻礦(sb2s3)、以及芒硝)、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。 高溫高溫s2-+h2o h2s so2s火山爆發(fā)火山爆發(fā)天然硫礦床天然硫礦床55 5-2 單質(zhì)硫單質(zhì)硫 2.1 同素異形體及性質(zhì)同素異形體及性質(zhì) 硫的同素異形體較多,據(jù)報道有近硫的同素異形體較多,據(jù)報道有近 50 種,分子為種,分子為sx(x1,2,3,4,5,6,7,8,10)而同一組成而同一組成的單質(zhì)分子又可以有幾種不同的結(jié)構(gòu)形式。的單質(zhì)分子又可以有幾種

55、不同的結(jié)構(gòu)形式。例如:例如:s8(環(huán)八硫)就有三種晶形:正交(斜方)(環(huán)八硫)就有三種晶形:正交(斜方) 型,單斜型,單斜 型,單斜型,單斜 型。型。 熱力學(xué)上最穩(wěn)定的單質(zhì)是正交熱力學(xué)上最穩(wěn)定的單質(zhì)是正交 s8 型,也稱皇型,也稱皇冠冠型硫,即我們常見的硫晶體。黃色,型硫,即我們常見的硫晶體。黃色,mp:112.8 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為環(huán)狀皇冠形(模型)。分子中每個為環(huán)狀皇冠形(模型)。分子中每個s原子取原子取sp3雜化,雜化,以兩個以兩個 鍵互相鍵合,還有兩對孤電子對。鍵互相鍵合,還有兩對孤電子對。56 正交正交s8型型斜方硫斜方硫 單斜硫單斜硫 天然硫天然硫57 固液氣結(jié)構(gòu)變化復(fù)雜:固液氣結(jié)構(gòu)變化復(fù)

56、雜: 硫磺加熱時,先變?yōu)辄S色透明液體然后環(huán)斷裂為硫磺加熱時,先變?yōu)辄S色透明液體然后環(huán)斷裂為小的線形分子,流動性增大。小的線形分子,流動性增大。 繼續(xù)升溫(繼續(xù)升溫(160200 ),變?yōu)樽厣吵頎钜海?,變?yōu)樽厣吵頎钜后w,結(jié)合為長鏈,流動性變小,粘度增大。體,結(jié)合為長鏈,流動性變小,粘度增大。 再升溫(再升溫(290 以上),又變?yōu)橐琢鲃拥陌导t色以上),又變?yōu)橐琢鲃拥陌导t色液體,長鏈又?jǐn)嚅_為較小分子如液體,長鏈又?jǐn)嚅_為較小分子如 s6、s4、s2(蒸汽態(tài)蒸汽態(tài))等,粘度又降低。沸點(diǎn)為等,粘度又降低。沸點(diǎn)為444.6 。 在液氮中冷卻變?yōu)樽仙腆w,晶型變化。在液氮中冷卻變?yōu)樽仙腆w,晶型變化。9

57、5.5 s(斜方斜方) s(單斜單斜) 彈性硫彈性硫19095.519058 如果將硫磺加熱到如果將硫磺加熱到230 左右(棕色液體),立左右(棕色液體),立即倒入冷水中,會得到彈性硫,這時長鏈大都形成螺即倒入冷水中,會得到彈性硫,這時長鏈大都形成螺旋狀物,具有彈性。旋狀物,具有彈性。 單質(zhì)單質(zhì)s8與許多金屬和非金屬直接化合為相應(yīng)硫化物。與許多金屬和非金屬直接化合為相應(yīng)硫化物。彈性硫的形成彈性硫的形成592.2 硫的化學(xué)性質(zhì)硫的化學(xué)性質(zhì)能與許多金屬能與許多金屬 直接化合直接化合能與氫、氧、碳、能與氫、氧、碳、 鹵素鹵素(碘除外碘除外)、 磷等直接作用磷等直接作用與氧化性酸,與氧化性酸,與堿的作

58、用與堿的作用hgsshgsal3s2al32 222262soossclclssf)(3fs過量o2h(g)3so)(so2hs2no(g)soh2hnos2242423濃o3hosnas2na6naoh)4s(o3hsonas2na6naoh3s232222322過量60 硫在空氣中燃燒硫在空氣中燃燒2.3 制備和用途制備和用途 3fes2 + 8o2 = fe3o4 + 6so2 so2 + 2c = s + 2co3fes2 + 8o2 + 12c = fe3o4 + 6s + 12co6-1 硫的成鍵特征硫的成鍵特征 硫與氧的價電子結(jié)構(gòu)相似:硫與氧的價電子結(jié)構(gòu)相似:3s23p4,但比氧

59、原子,但比氧原子多了多了 3d 空軌道,所以成鍵的形式較氧多樣??哲壍溃猿涉I的形式較氧多樣。熔熔化化硫硫過熱水過熱水硫硫熔熔化化空空氣氣61結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)基礎(chǔ)鍵性鍵性雜化態(tài)雜化態(tài)結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式 孤電子對孤電子對分子構(gòu)型分子構(gòu)型實例實例s原原子子離子離子鍵鍵na2s,cas共共價價鍵鍵sp21 1 2 直線形直線形sp22 2 1v形形sp23 3 0平面三角形平面三角形sp32 0 2v形形3 1 1三角錐三角錐4 2 0四面體四面體sp3d4 0 0變形四面體變形四面體sp3d26 0 0正八面體正八面體sf6s: :2-s:ss:s:sssc:soo34osoo46:shhscl2類似類似

60、s:s:soclclh2so3類似類似soclcloh2so類似類似ffffs:scl4類似類似s:62多多硫硫鏈鏈sx離離子子鍵鍵x=2x=26-sx-sx2- s2- + sna2s2、(nh4)2s2ssooohsohoo h2sxo6連多硫酸連多硫酸h2sx h2ssx-1 h2sx2- ooooohssoh63 6-2 硫化氫和硫化物硫化氫和硫化物 2.1 硫化氫硫化氫 1. 制備制備 實驗室用啟普發(fā)生器,用塊狀實驗室用啟普發(fā)生器,用塊狀fes 與酸反應(yīng)與酸反應(yīng) 2. 性質(zhì)性質(zhì) 惡臭,有毒,水中溶解度不大,惡臭,有毒,水中溶解度不大,因此飽和因此飽和 h2s 溶溶液為氫硫酸,液為氫硫

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