氧族元素

氧族元素思维导图：氧族元素通性、氧族元素有氧、硫、硒、碲、钋五种元素、除氧外其余元素的单质在标准情况下均为固体，主要以化合态形式存在等等

氧族元素

• 氧族元素通性
  • 氧族存在
    • 氧族元素有氧、硫、硒、碲、钋五种元素
    • 除氧外其余元素的单质在标准情况下均为固体，主要以化合态形式存在
  • 基本性质
    • 位于VIA主族，原子序数，相对原子质量，半径依次增大
    • 第一电离能，电负性，单键解离能（除硫外）依次减小
      • 硫的第一电子亲和能和解离能特殊详情看p485
    • 氧和硫为非金属，硒和碲为准金属，钋为金属是放射性元素
• 氧及其化合物
  • 氧单质
    • 性质
      • 物理
        • 无色无味气体，不溶于水（大约百分之三的溶解度）
      • 化学
        • 反应活泼性很高的气体，能直接与相关惰性金属反应形成氧化物除去
        • 遇活泼金属可以形成过氧化物O₂²⁻或超氧化物O₂⁻
          • eg：KO₂、RbO₂
        • 作为配体与血红蛋白反应，是运输氧的基础
    • 制备
      • KClO₃→(Δ、MnO₂)
      • 液态空气分馏得液态氧，压入高压钢瓶
    • 应用
      • 炼钢工业、渔业养殖、潜水、医疗、合成气(H₂+CO)、火箭燃料氧化剂等
      • ¹⁸O被用来作为试剂追踪原子
  • 氧化物
    • 酸性
      • 大多数非金属氧化物，某些高氧化态金属氧化物
      • 同一种元素的氧化物，其酸性随氧化数升高而增加
    • 中性
      • Al、Zn、Cr、Ga金属氧化物和As、Sb、Te非金属氧化物
    • 碱性
      • 大多数金属氧化物
    • 价键特征
      • 离子型氧化物
        • 大部分金属氧化物，能形成离子键的
      • 共价型氧化物
        • 非金属氧化物和最外层饱和的金属
          • AgO₂、SnO、TiO₂、MnO₇
      • 过渡型氧化物
        • 除一中所提到的金属氧化物和Be
  • 臭氧
    • 性质
      • 淡蓝色气体、暗蓝色液体、有鱼腥臭味、反磁性
      • 中心原子sp²杂化、三个原子四个电子形成π⁴₃的大π键
      • 色散力大于O₂，故而沸点高于O₂
      • 强氧化性，在酸性碱性都是如此
        • 2KI + H₂SO₄+ O₃＝ I₂ + O₂ + H₂O + K₂SO₄
          • O₃的检验（碘量法）
        • O₃ + 2H⁺ + 2e- ＝ O₂+ H₂O
        • PbS（黑色）+2O₃＝ PbSO₄（白色）+O₂
          • 油漆的漂白
    • 其他
      • 与氧互为同素异形体（同一种元素组成不同的单质）
      • 对人身体有危害（中枢神经、视觉血液运输等）
    • 作用
      • 臭氧层吸收了95%以上的紫外线辐射，使地球上的生物免遭伤害
      • O₂→(紫外线）2O,O+O₂=O₃,O₃→(紫外线）O₂+O完成循环
      • 一种不稳定性气体，具有杀菌、消毒、漂白、脱色、除臭、强氧化性、催化性等奇异作用
    • 制备
      • 无声放电来获得：3O₂→2O₃（臭氧发生器）
  • 过氧化氢
    • 性质
      • 化学性质
        • 弱酸性
          • 俗称双氧水为二元弱酸，酸性比 HCN 还弱，不能使蓝色石蕊溶液变红
        • 氧化性
          • H₂O₂ + 2I⁻+ 2H⁺＝ I₂↓+ 2H₂O
          • PbS + 4H₂O₂＝PbSO₄↓+ 4H₂O （油画翻新）
        • 还原性
          • Cl₂+ H₂O₂ ＝ 2HCl + O₂↑
          • 2MnO₄⁻ + 5H₂O₂+ 6H⁺＝2Mn²⁺+ 8H₂O + 5O₂↑
        • 不稳定性
          • 见光易分解，所以保存在棕色瓶和塑料容器且放在阴凉处
          • 焦磷酸钠、 8－羟基喹啉加入过氧化氢中防治其分解
          • H₂O₂在碱性介质比在酸性介质分解快
          • 2H₂O₂ ＝ 2H₂O + O₂
      • 物理性质
        • 纯净的过氧化氢为浅蓝色液体，挥发性比水小，密度及粘度略比水大
      • 检验
        • 在反应之前预先加一些乙醚，CrO₅在乙醚层中显示蓝色
        • 4H₂O₂ + H₂Cr₂O7 ＝2CrO5 + 5H₂O
    • 结构
      • 过氧化氢分子中存在-O-O-的过氧链
      • 两对H和O原子之间构成两个面，面与面之间94度，HO键与OO键为97度
    • 制备
      • 点解硫酸氢盐溶液
        • 阳极　2HSO₄⁻ ＝ S₂O₈²⁻+ 2H⁺+ 2e
        • 阴极　2H⁺+ 2e- ＝ H₂↑　
        • 总反应：2HSO₄⁻=S₂O₈²⁻+ H₂↑
      • BaO₂+H₂SO₄ ＝ BaSO₄↓+ H₂O₂
      • Na₂O₂ + H₂SO₄ + 10 H₂O ——— Na₂SO₄·10 H₂O + H₂O₂(过氧化钠加入冷的稀盐酸或稀硫酸）
    • 用途
      • 添加到食品中可分解放出氧，起漂白、防腐和除臭等作用
      • 是一种强氧化剂，具有腐蚀性
• 中心原子两个未成对电子与两个氧原子杂化，第三个杂化轨道有其他两个电子分别提供给中心原子