氧族元素

这是一篇关于氧族元素的思维导图，梳理了氧族元素的相关知识，主要内容包括：过氧化氢，氧和臭氧，硫化氢、硫化物和多硫化物，概述。

氧族元素

• 过氧化氢
  • 结构
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  • 物理性质
    • 无色粘稠液体,极性比水强，分子间存在氢键
    • 在固态和液态时分子易发生缔合，沸点(150C) 比水高
    • 与水可以任何比例互混 常用的双氧水为过氧化氢水溶液有30%和3%
  • 化学性质
    • 不稳定性，易分解
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      • 加速分解因素
        • 微量杂质或重金属离子(Fe3+、Mn2+、Cr3+、Cu2+)及 MnO2等以及粗糙活性表面
        • 在碱性介质中分解较快
        • 光照可加速分解
        • 常温下分解缓慢，加热促使分解加快， 153℃时发生爆炸反应
      • 减缓分解方法
        • 储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中
        • 置于阴凉处
        • 加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、 8-羟基喹啉等
    • 弱酸性
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      • H2O2 +Ba(OH)2 →BaO2 + 2H2O BaO2 可视为H2O2的盐
    • 氧化还原性
      • 氧化性
        • 在酸性和碱性介质中均有氧化性 氧化性 酸性介质>碱性介质
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          • 2为油画漂白
      • 还原性
        • 还原性较弱，只有遇到比它更强 的氧化剂才表现出还原性
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  • 用途
    • 主要用作氧化剂
      • 优点： 还原产物为水，不会引入杂质 过量部分在加热下即可分解为水和氧气逸出
  • 化学震荡反应
    • 某些反应体系中, 有些组分的浓度会忽高忽低, 呈周期性变化, 这种现象称为化学震荡
      • H2O2HIO3 Mn2+  CH2(COOH)2 体系
  • 制备
    • 实验室
      • 电解硫酸氢铵
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      • 加入适量稀硫酸使过二硫酸铵水解
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    • 工业
      • 电解法
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      • 蒽醌法
        • 以H2和O2为原料，于有机溶剂(重芳烃和氢化萜松醇)中 , 在2-乙基蒽醌和Pd的作用下反应
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• 氧和臭氧
  • 氧
    • 无色、无味、无臭的气体
    • 氧分子的解离能较大 
    • 液态氧的化学活性很高
    • 氧是生命元素
  • 臭氧
    • 形成
      • 通过电子流、质子流、短波辐射(紫外线) 
      • 通过闪电, 无声放电也可生成
    • 臭氧保护层
      • 存在于离地面20-40km的高空，是保护地面生物免受 太阳强烈辐射的防御屏障
    • 分子结构
      • 三中心 四电子 大π键
        • 大π键
          • 定义：凡由三个或三个以上原子形成的 π键
          • 形成条件： (1)这些原子都在同一平面上 (2)每一原子有一互相平行的p轨道 (3)2×p轨道数目> p电子数
          • 表示符号
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      • 臭氧分子中无单电子， 为反磁性物质
    • 性质
      • 淡蓝色气体，具有鱼腥臭味
      • -112C凝聚深蓝色液体， -192.7C凝结为黑紫色固体
      • 比O2易溶于水
      • 不稳定：在常温下缓慢分解，200C以上分解较快
• 硫化氢、硫化物和多硫化物
  • 硫化氢
    • 制取
      • 实验室常用硫化亚铁和稀盐酸反应 FeS + 2H+ → Fe2+ + H2S↑
    • 性质
      • 无色有腐蛋臭味的有毒气体,有麻醉中枢神经作用， 吸入大量H2S会造成昏迷甚至死亡。 空气中允许的 最大含量为0.01mg∙L-1。
      • 含H2S的工业尾气和实验室废气不允许直接放空， 可通入NaOH溶液H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O
      • ,为存放和使用方便，常以硫代乙酰胺作为H2S的代用品 
      • 为极性分子，极性比水弱，熔、沸点比水低
      • 还原性
        • 空气充足 2H2S+3O2 → 2SO2 +2H2O
        • 空气不足 2H2S + O2 → 2S +2H2O
        • 完全干燥的H2S稳定,不与空气中氧反应
        • 能溶于水，其水溶液叫氢硫酸或硫化氢水
    • 氢硫酸
      • 二元弱酸
      • 还原性
        • 在酸性和碱性介质中均有还原性，但碱性介质>酸性介质 产物视氧化剂强度而定，一般为S
          • 易被空气中氧氧化, 使溶液变浑浊 2H2S + O2 → 2S + 2H2O↓
          • ② H2S + 2FeCl3 → S +2FeCl2+2HCl
          • ③H2S + H2O2 → S + 2H2O
          • ④ H2S +4Cl2 +4H2O → H2SO4+8HCl
  • 硫化物
    • 大多数难溶于水，并具有特征颜色
    • 具有不同程度的水解性
      • 碱金属硫化物水溶液显碱性 S2- + H2O HS- + OH- 如 硫化钠可代替NaOH作为碱使用，俗称“硫化碱”
      • 某些金属的硫化物遇水发生完全水解
        • Al2S3+6H2O → 2Al(OH)3↓+ 3H2S↑ Cr2S3+6H2O → 2Cr(OH)3↓+3H2S↑
  • 多硫化物
    • 在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时 Na2S + (x-1)S → Na2Sx x=2~6 随着x的增加，其颜色从黄-橙黄-红
    • 性质
      • 相应酸不稳定 H2S2 → H2S↑ + S↓
      • 氧化性 
      • 还原性 H2O2 + Cl2 → 2HCl + O2↑ 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2↑
    • 用途
      • 为分析化学常用试剂
      • 脱毛剂
      • 杀虫剂
• 概述
  • 氧族元素
    • 氧O、硫S、硒Se、碲Te、钋Po
  • 存在形式
    • 氧、硫以单质存在，是分布最广的成矿元素 很多金属在地壳中以氧化物、硫化物的形式存在
    • 硒、碲为稀散元素，自然界中无单质存在，常存在于 重金属硫化物矿中。
    • 钋为放射性元素
  • 用途
    • 氧
      • 生命元素，富氧空气或纯氧用于医疗和高空飞行，大量的纯氧 用于炼钢。液氧常用作制冷剂和火箭发动机的助燃剂
    • 硫
      • 为火药(KClO3、S、C)主角。有斜方硫、单斜硫等二十多种同素异形体
    • 硒
      • 少量硒对人体新城代谢起调节作用，过量则有毒。有光电性质，用于电影、传真和制造光电管
    • 碲
      • 可制造合金。在所有金属中电阻最高，用于制造电阻器材
    • 钋
      • 半衰期为138.7天，是居里夫人1898年发现的
  • 性质
    • 氧硫硒碲钋，金属性增强，非金属性减弱
    • 氧硫、 硒碲、 钋 非金属 准金属 金属
    • 价电子构型为 ns2np4,其原子获得两个电子可达到稳定电子层结构 有较强的非金属性
    • 常见的氧化数为-2。硫、硒、碲还可利用外层d轨道形 成氧化数为+2、+4、+6的化合物
    • O
      • 与大多数金属元素 形成二元离子型化合物 与非金属、金属性较弱的元素形成共价化合物
    • S、Se、Te
      • 与大多数金属元素 形成共价型化合物