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文檔簡介
1、,1.通性,,,問題,氧族元素的非金屬性比鹵族的強或弱?為什么?氧的單鍵鍵能比同族的其它元素的?。侩娯撔缘囊?guī)律、電子親合能?,,氧的第二親合勢是負值,說明成為-2價的氧離子時需要吸收能量,所以氧族元素的非金屬性比鹵族元素的弱;由于上述原因,使常溫下,氧與其他單質反應較慢;氧的鍵能小的原因是:a.氧原子的半徑小,原子之間的排斥力大;b.氧原子沒有d軌道,不能形成d?-p?反饋鍵.電子親合能與半徑有關,情況類似于Cl和F的關系
2、。,氧的特殊性及其原因,較高的電負性,因此在化合物中有較強的離子性;氧化物很多都有氫鍵,對物質性質的影響較大;由于沒有d軌道,配位數(shù)僅限為4,不存在較高(正)的氧化態(tài);特殊的反應活性,除稀有氣體外,幾乎能和所有的元素反應,且一般都是強放熱反應。,,一定條件下氧的反應活性!,硫、硒、碲的性質及遞變,單質具有中等活性,都能在空氣中燃燒成氧化物;能和許多金屬和非金屬化合,但不受非氧化性酸所侵蝕;從上到下: 1.金屬性遞增(?)
3、; 2.氫化物的穩(wěn)定性遞減(?) 3.除水外,氫化物的揮發(fā)性遞降(?) 4.氫化物的酸強度遞增(?) ;,,1.釙能溶解在硫酸、硝酸、鹽酸中為證——堿性的遞變。2.因為從上到下,成鍵的軌道越來越大及稀散,因而同氫的1s軌道的重疊越來越不利——氫化物的穩(wěn)定性的遞變。3.除水外,因其有強烈的氫鍵作用。4.同鹵族的氫化物的酸性原理。,S、Se、Te及其化合物性質的變規(guī)律,二氧化物及其水合物:
4、 SO2 ——SeO2 ——TeO2還原性(氧化性):含氧酸酸性(堿性):最高氧化態(tài)的穩(wěn)定性:,,減弱(增強),,減弱,(遞增),,遞降,2.氧的成鍵方式與結構及性質的關系,(1)氧原子的成鍵特征:離子鍵:與金屬離子形成離子鍵;形成共價鍵:a.O原子采取sp3 雜化,形成兩個共價單鍵,如Cl2O、H2O、OF2;b.O原子采取sp3雜化,形成兩個共價單鍵,同時提供一對孤對電子形成一個配位鍵,如
5、H3O+;,,c.氧原子以sp2雜化,形成一個共價雙鍵,如甲醛H2CO分子的空間構型是平面三角;d.氧原子采取sp雜化,形成一個共價雙鍵,同時又提供一對孤對電子形成一個 鍵,如CO、NO等;,,(2)氧分子的成鍵特征:氧分子在成鍵過程中,結合一個電子形成超氧離子O2-,在O2-離子中,氧的氧化數(shù)為-1/2,如KO2;氧分子結合兩個電子,形成過氧離子O22-,形成離子型過氧化物,如Na2O2,BaO2,其中,氧的氧化數(shù)是-1
6、;氧分子失去一個電子,形成二氧基陽離子O2+的化合物,氧的氧化數(shù)為+1/2:,,形成配位鍵:,關于過氧化物、超氧化物、過氧基鹽,1.過氧化物類型:離子型——很強的氧化性,甚至能把Fe氧化成FeO42-(什么介質?);過渡金屬的過渡型過氧化物——穩(wěn)定性明顯不如上一類型;共價型過氧化物——典型代表為S的過氧酸,含有O-O鏈;過氧基:,該系列用于過氧化氫的鑒定,其中第一個反應在強酸介質中,第二在弱酸介質中。,超氧離子中含有O2-,
7、O-O間距為132-135pm,有色、順磁性(?);O2+中,O-O距離為117±17pm,比O2中的鍵長短(?),二氧基鹽順磁性(?),強烈水解為O2,O3;比較:O22-、O2、O2-、O2+的穩(wěn)定性以及其化合物的穩(wěn)定性?,O2、O2+、O2-、O22-的穩(wěn)定性比較,,(3)臭氧分子的成鍵特征:臭氧分子可以結合一個電子,形成O3-,構成離子型臭氧化合物,如KO3;或者,形成有兩個共價單鏈的臭氧鏈—O—O—O—,形成共
8、價型臭氧化合物如:O3F2;臭氧的強氧化性:臭氧的鍵級和磁性?,臭 氧 分 子 偶 極 矩 的 研 究 劉 洋,臭氧是由氧元素組成的單質,但它卻具有偶極矩,是一個很特別的現(xiàn)象(S也可以形成類似的結構)。通過ADF(Amsterdam Density Functional)計算軟件對臭氧的性質進行計算分析,發(fā)現(xiàn)臭氧中三個氧原子的化學性質并
9、不一樣,中間的一個氧原子帶一定的正電荷,兩邊的兩個氧原子的化學性質一樣,帶相同的負電荷,整個分子不帶電荷。,,對于臭氧分子具有偶極矩的解釋:臭氧分子形成的非定域三中心四電子鍵中的四個電子,兩個是由中間的那個O原子提供,其余的兩個電子由兩側的兩個O原子分別提供;形成離域鍵后,近似的認為四個電子在三個O原子上平均分布,可見中間的那個氧原子提供了兩個電子,只得到了4/3個電子,所以帶正電,兩側的兩個電子提供了一個電子,分別得到了4/3個電
10、子,所以帶負電;,,(4)過氧化氫:結構:,氧原子采取的雜化形式?,,過氧化氫的特征性質:a.氧化性,在酸性溶液中是強氧化劑:其中第一個反應是過氧化氫的鑒定反應,第二個反應呢?,,在堿性介質中也呈現(xiàn)一定的氧化性:b.還原性,在堿性溶液中是中等強度的還原劑:還原性隨不同介質中而不同:,,b.不穩(wěn)定性:加速過氧化氫分解的因素:介質(堿性快)、金屬離子、紫外光。c.鑒定反應:在乙醚溶液中形成藍色化合物
11、:此為過氧化氫的特征鑒定反應。,3.關于氧化物及其水合物的酸堿性,(1)氧化物的分類:,(2)氧化物、水合物的酸堿性及元素周期系(依據(jù)何在?),,常見元素氧化物水合物酸堿性的分類,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,要注意:價態(tài),同一元素的氧化物的水合物,低價態(tài)更偏堿性而高價態(tài)偏酸性;變化規(guī)律,對于長周期有兩個酸堿性的變化周期。,(3)氧化物的酸堿性規(guī)律,同周期元素最高氧化態(tài)從左到
12、右,氧化物的堿性依次減弱,而酸性依次增加:同一族元素同氧化態(tài)氧化物的堿性從上到下依次增強:同一主族最高氧化態(tài)氧化物的酸性(?)有多種氧化態(tài),酸性隨氧化態(tài)增高而增大:,Na2O MgO Al2O3 SiO2 P4O10 SO3 Cl2O7 B B AB A A A A,
13、N2O3 P4O6 As4O6 Sb2O3 Bi2O3 A A AB AB B,MnO MnO2 MnO3 Mn2O7 B AB A A,(4)普通氧化物的制備,單質在空氣或純氧氣中燃燒(C、P、S、Zn、
14、Cd、Fe、Co、Ru、Rh);赤熱狀態(tài)下被水蒸氣氧化:單質被硝酸氧化:,,在空氣或氧氣燃燒化合物:還原高氧化態(tài)氧化物為低氧化態(tài)化合物堿化某些鹽溶液:,,熱分解氫氧化物、碳酸鹽、草酸鹽、硝酸鹽:,4.氧的分析化學,(1)游離O2的測定:基于O2是少數(shù)具有順磁性的氣體的性質;利用色層分離法測定;堿性溶液中氧化Mn(II)至Mn(III),再用后者氧化碘化物,再用碘法測定;極譜法測定。(2)氧化物中氧含量
15、測定:活化分析;處理氧化物,然后用間接的氧化還原方法測定。,5.水及其特性,(1)水的特殊性:很大的生成熱,很穩(wěn)定;凝固時密度減小,在277.4K時有一個最大值;比熱和介電常數(shù)特別大;凝固點、沸點高。,(2)和水有關的反應:,同單質的作用(參考單質的性質):,,同化合物的反應:a.與氧化物反應:b.鹽類水解反應:陰離子水解:陽離子水解:共價化合物水解:,,水合作用——結晶水羥基水:存在于金屬的氫氧化物中。
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