非金属元素(二)氧硫氮磷碳硅硼a

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1、氧族OXYGEN氧族元素在周期表中的位置价电子构型：ns2np4氮族元素概述氮族元素概述与F相似，氧原子某些性质出现反常，例如：氧的电子亲合能小于硫；氧的单键解离能比S小在非金属化学中，和卤素一样，为构建元素周期系的大厦起了非常重要的作用，本族是非金属到金属的完整过渡。氧(Oxygen)：地球含量最多的元素。硫(Sulfur)：古代称“黄芽”，印度梵文“鲜黄色”。硒(Selenium)：贝采利乌斯1817年发现，希腊文“月亮”、因和碲性质相似，以表示它是碲的姐妹，可做为光敏电阻的理想材料。碲(Tellurium)：赖兴施泰于1782年发现，原意为“地球”，因它在地壳中丰度虽小，却广

2、布于地球表面。钋(Polonium)：居里夫人为纪念她的祖国波兰，命名为钋，放射性元素，半衰期为138.7天。氧族元素SeTe是地壳中分布最广的元素，在岩石层、海水、大气层中含量与存在形式各不相同有3种同位素：16O、17O、18O（可作为示踪原子）氧主要存在于空气中氧的工业用途主要是炼钢，生产1t钢约需消耗1t氧氧的工业制法仍是空气深冷精馏和可望成为工业生产的膜分离技术，它们总是同时得到O2和N2。空气分离工厂的蒸馏柱O元素的成键特点氧几乎能同所有的其它元素直接或间接地化合生成类型不同数量众多的化合物。现将氧的成键特征分述如下：氧原子的电负性仅次于氟，它可以夺取电负性较小元素的电

3、子形成O2-离子，如：KO2即离子型氧化物氧原子与电负性较大元素(高氧化态金属元素和非金属元素)化合，共用电子对形成两个共价单健，如：H2O、Cl2O即共价型氧化物。氧原子的半径小电负性大，有形成多重键的倾向。如：尿素中碳氧双键，一氧化碳中的叁键。氧原子可以形成氢键。唯一极性单质O2的同素异形体臭氧O3O3在地面附近的大气层中含量极少，仅占0.001ppm。在离地面20~40km处有个臭氧层，臭氧浓度高达0.2ppm。它是氧气吸收太阳的紫外线后形成的。中心O：sp2杂化实验室里利用对氧无声放电来获得臭氧。臭氧O3λ<242nm3O2+hν2O3λ(220~330nm)雷电、短波紫外

4、、静放电氧和臭氧的物理性质氧臭氧气体颜色液体颜色熔点/K沸点/K临界温度273K时水中的溶解度(ml/L)无色淡篮色54.69015449.1淡篮色暗篮色21.6160.6268494臭氧是淡蓝色的气体，有一种鱼腥臭味，不稳定，但在常温下分解较慢，437K以上迅速分解。二氧化锰、二氧化铅、铂黑等催化剂的存在或经紫外辐射都会促使臭氧分解，臭氧分解时放出热量:2O3===3O2rH=-284kJ·mol-1这个放热分解反应说明臭氧比氧有更大的化学活性无论在酸性或碱性条件下都比氧气具有更强的氧化性。臭氧是最强氧化剂之一。O3+2H++2e－＝O2+H2OEAq=+2.07VO3+H2O

5、+2e－＝O2+2OH－EBq=+1.24V臭氧臭氧在纯水中([H+]=10－7mol/L时)O2和O3的氧化能力比较：O2+4H++4e－＝2H2OE=+0.815VO3+2H++2e－＝O2+H2OE=+1.65VPbS+2O3＝PbSO4+O22Ag+2O3＝Ag2O2+2O22KI+H2SO4+O3＝I2+O2+H2O2+K2SO4(能定量反应)最后这个反应可用于检验混合气体中是否含有臭氧。臭氧可以分解不易降解的多种芳烃化合物和不饱和链烃化合物、是一种优良的污水净化剂和脱色剂。臭氧与活性炭相结合的工艺路线，已成为饮用水和污水深度处理的主要手段之一。hνCF2Cl2CF2Cl

6、+Cl•净反应：O3+O==2O2ClO•+OCl•+O2Cl•+O3ClO•+O2臭氧层：20—40km的薄层。催化作用：1个Cl原子能破坏10万个O3分子。臭氧俗称双氧水，用途最广的过氧化物。结构弱酸性H2O2=HO2–+H+,K1=2.2×10-12，K2≈10-25H2O2+Ba(OH)2BaO2+2H2O过氧化氢纯的过氧化氢是一种淡蓝色的粘稠液体(密度是1.465g·mol-1)，能以任意比与水混合。由于过氧化氢分子间具有较强的氢键，故在液态和固态中存在缔合分子，使它具有较高的沸点(423K)和熔点(272K)。有关的电势图如下氧化性强，还原性弱，是一种“清洁的”氧化剂和

7、还原剂。用作氧化剂用作还原剂1.229Vn=2H2O2+2I-+2H3O+=I2+4H2O(用于H2O2的检出,测定)H2O2+2Fe2++2H3O+=2Fe3++4H2O3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=2Na2CrO4+4H2OH2O2+PbS(黑)=PbSO4(白)+H2O5H2O2+2MnO-4+6H+=2Mn2++5O2+8H2O氧化还原性2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)>426K高纯H2O2在不太高的温度下还是相当稳定的，例如90%H2O2