第17章氧族元素ppt课件.ppt

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第17章氧族元素1．了解氧、臭氧和过氧化氢的结构、性质和用途；2．掌握硫及其重要化合物（多硫化物、含氧化合物、硫的其它化合物）的结构、性质、制备和用途3。了解硒、碲的用途。4.能解释本族元素的一些周期性变化规律。 17.1氧族元素概述 17.2氧的化合物17.2.1氧分子形态激发：↑↓↑↓单线态1O2光敏化剂(基态)hν光敏化剂(激发态)基态：↑↑三线态(S=2s+1)154.8kJ.mol92.0kJ.mol光敏化剂(激)+3O2能量传递光敏化剂(基)+1O2O2:(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)1(π*2pz)1O2O2－O22－O2+乙醇p488 2Ag+2O3==Ag2O2+2O2PbS+4O3==PbSO44+4O2↑3KOH(s)+2O3(g)==2KO3(s)+KOH·H2O(s)+(1/2)O2(g)KO2+O217.2.2臭氧（O3）有鱼腥味的淡蓝色气体λ<242nm3O2+hν2O3λ(220~330nm)π34反磁性 hνCF2Cl2CF2Cl+Cl•Cl•+O3ClO•+O2ClO•+OCl•+O2净反应：O3+O==2O2hνNO+O3→NO2+O2NO2+O→NO+O2净反应：O3+O==2O2NO2NO+O为什么O3层对我们很重要？用化学方程式说明CF2Cl2、NO2对O3的破坏。 臭氧的用途处理工业废水，分解不易讲解的聚氯联苯，苯酚、萘等不饱和芳烃和不饱和链烃，还有重氮、偶氮等的双键大断裂，对亲水性染料的脱色，污水净化剂、脱色剂、饮水消毒剂。0.1mg/l对庄稼，橡胶和塑料有害 video 结构:O为sp3杂化H2O2弱酸性、不稳定17.3过氧化氢（H2O2）10，102.0HHOOH－25－12－222≈×=++2222/mol－196kJOO2HO2H=+ 2H++O2+2e==H2O2EA=0.68V2Fe3++2e==2Fe2+EA=0.77V2Fe3++H2O2==2Fe2++2H++O22H++H2O2+2e==2H2OEA=1.776V2Fe2++2H++H2O2==Fe3++2H2O净结果：2H2O2==2H2O+O2↑凡电位在0.68~1.78V之间的金属电对均可催化H2O2分解 3H2O2+2MnO4－==5H2O2+2MnO4－+6H+==H2O2+Mn(OH)2==3H2O2+2NaCrO2+2NaOH==H2O2+2Fe2++2H+==H2O2既有氧化性又有还原性2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O2Mn2++5O2↑+8H2OMnO2↓+2H2O2Fe3++2H2O2Na2CrO4+4H2OEBEA0.867V,3OH2eOHHO－－2－2=++ 乙醚鉴定:Cr2O72－+2H2O2+2H+==5H2O+2CrO5OO||O|Cr|OO水相:2CrO5+7H2O2+6H+==7O2+10H2O+2Cr3+(蓝绿)Cr2O72－+H2O2+H+==Cr3++H2O+O2Cr3++H2O2+OH－→CrO42－+H2O不是氧化还原反应 光合作用Video-1-2. 叶绿素的结构叶绿素分子包含一个中央镁原子，外围一个含氮结构，称为卟啉环；一个很长的碳-氢侧链(称为叶绿醇链)连接於卟啉环上。叶绿素种类的不同是某些侧基的微小变化造成。叶绿素在结构上与血红素极为相似，血红素是见於哺乳动物和其他脊椎动物红血球内的色素，用以携带氧气。 血红素的结构叶绿素 17.4硫的化合物17.4.1单质S8结构：S：sp3杂化形成环状S8分子弹性硫94.5oC 3HgS+8H＋+2NO3－+12Cl－==3HgCl42－+3S↓+2NO↑+4H2OHgS+Na2S==Na2[HgS2]17.4.2硫化物与多硫化物金属硫化物大多数有颜色且难溶于水，只有碱金属的硫化物易溶。根据Ksp的大小，金属硫化物在酸中的溶解度不同。HgS的Ksp最小，它只能溶于王水，由于形成配合物HgS还可以溶于Na2S。硫化物都会产生一定程度的水解，而使溶液呈碱性。Na2S＋H2O==NaHS＋NaOHPbS＋H2O==Pb2＋＋HS－＋OH－ Na2S+（x－1）S=Na2Sx(Sx)2－随着硫链的变长颜色：S－2X2－性质：遇酸不稳定：氧化性：还原性：黄→橙→红碱金属(包括NH4＋)硫化物水溶液能溶解单质硫生成多硫化物。1)S－(xS(g)H]S[H2HS2x2－2x+++－23－22SnSSSnS+243226SOOFe8OFeS3++ 钠—硫蓄电池放电负极：熔融Na2Na–2e2Na+充电放电正极：熔融SxS+2Na++2eNa2Sx充电充总：2Na+xSNa2Sx放电解质：β-Al2O3问题：1.工作温度300~500℃，Na，S8要处于熔融，要绝热2.充电时间长，需15~20h。3.密封技术和电池寿命（1000次）。优点：蓄电量是铅电池的5倍，质量仅是其1/5，运行平稳，无污染。 17.4.3硫的氧化物SO2，SO3是酸雨的罪魁祸首。43π64π记下来 △4Na2SO3==3Na2SO4+Na2SSO32－+H2S+H+==S↓+H2OSO32－+Cl2+H2O==SO42－+2Cl－+2H+5SO32－+2MnO4－+6H+==2Mn2++5SO42－+3H2O2.亚硫酸及盐H2SO3二元中强酸，既有氧化性又有还原性，可以使品红退色 3.硫酸及其盐硫酸根离子SO42－是四面体结构中心原子硫采用sp3杂化，形成四个σ键，其S－O键长为144pm，比双键的键长（149pm）短，这说明在S－O键中存在额外的dπ－pπ成份。分子间存在氢键，使其晶体呈现波纹形层状结构。强吸水性、强氧化性Fe＋H2SO4（稀）==FeSO4＋H2↑Cu＋2H2SO4（浓）==CuSO4＋SO2＋2H2OC＋2H2SO4（浓）==CO2＋2SO2＋2H2O SO42－易带阴离子结晶水，以氢键与SO42－结合CuSO4·5H2O脱水－2H2O－2H2O－H2OCuSO4过渡金属硫酸盐加热易分解Ag2SO4△2Ag+SO2+O2HgSO4红热Hg+SO2+O2 硫酸的应用化学工业中一种重要的化工原料年产量可衡量一个国家重化工的生产能力大量用于肥料工业重制造过磷酸钙和硫酸铵用于石油精炼、炸药生产各种矾，染料，颜料，药物等 4.硫代硫酸盐制备：Na2SO3+S==Na2S2O3Na2S+Na2CO3+4SO2==3Na2S2O3+CO2↑Na2S2O3·5H2O(大苏打，海波)无色透明，易溶于水，碱性。（1）遇酸不稳定OHSOSOSH2HOS22322－232++++ （3）配合剂AgBrNa2S2O3[Ag(S2O3)2]3－I－AgI↓CN－Ag(CN)2－S2－Ag2S↓（2）中等强度还原剂2Na2S2O3+I2==Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O==2H2SO4+2NaCl+6HCl用途 5.过硫酸及其盐强氧化剂：Ag+Cu+K2S2O8+8H2OCuSO4+K2SO4Ag+2Mn2++5K2S2O8+8H2O2MnO4－+10SO42－+16H+H—O—O—H被－SO3H取代OO||HO—S—O—O—S—OH||OO常见：K2S2O8、(NH4)2S2O8 6.连多硫酸（记下来）H2SxO6,x=3-6[O3SSySO3]2-，易被氧化H2S2O6强酸，较稳定，浓溶液或加热才分解不易氧化 Na2S2O4连二亚硫酸钠O2+H2ONaHSO3H2S2O77.其他硫酸盐H2S2O4 7.硫的其他化合物（I)无色、无毒、无味的气体，稳定，加热至500°C也不分解。极不活泼，不与水、酸，熔融的碱反应（在高温、高压下才有反应性）绝缘用于高压发电机和开关装置中的绝缘气体。SF6SF4，S2Cl2,SCl2,OSCl2（亚硫酰氯）,O2SCl2（硫酰氯）,S4N4SCl2+2CH2=CH2S(CH2CH2Cl)2糜烂性毒气-芥子气水解，强氧化剂和氟化剂氧化剂和氯化剂，制无水卤化物很有用的试剂 7.硫的其他化合物(II)卤磺酸和超强酸SbF5+HSO3FH[SbF5(OSO2F)]H[SbF5(OSO2F)]+HSO3F=H2SO3F++[SbF5(OSO2F)]-R3CH+H2SO3F+=R3CH2++HSO3F=H2+R3C++HSO3FS4N42S2N2热银丝0°C数天（SN)x青铜色<0.3K,超导 17.5硒、碲的化合物比O、S的活性弱些同S一样原子间有以有限范围连接起来的倾向H2Se,H2Te无色有恶臭味，毒性比H2S还大H2Se比H2Te稳定 1.SeO2，TeO2为中等强度氧化剂SeO2TeO2+SO2+H2O→SeTe+H2SO42.H2SeO3、H2TeO3，H2SeO4（无色固体）碲酸H6TeO6或Te(OH)6八面体，白色固体，弱酸，中强的氧化性。中等强度氧化剂与H2SO3对比不挥发性强酸，吸水性强。氧化性比H2SO4强，可溶解金，生成Au2(SeO4)3其他性质类似与H2SO4二元弱酸易挥发白色固体白色片状无色晶体 硒简介硒和维生素Ｅ都是抗氧化剂，二者相辅相成，可防止因氧化而引起的衰老、组织硬化、最少也可以减慢其变化的速度；并且它还具有活化免疫系统、预防癌症的功效，是必要的微量矿物质。硒参与构成很多酶类，特别是谷胱甘肽过氧化酶，可以保护细胞和组织，维持其正常功能。硒还有解毒功效，因为硒和金属有很好的亲和性。硒有很强的抗氧化性，具有保护心血管和抗肿瘤的作用。对甲状腺激素的调节作用；维持正常免疫功能；抗艾滋病作用；维持正常生育功能。缺乏症1、缺乏硒会导致未老先衰。2、严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。3、发生克山病，大骨节病。4、精神萎靡不振，精子活力下降，易患感冒。 硒简介硒简介硒和维生素Ｅ都是抗氧化剂，二者相辅相成，可防止因氧化而引起的衰老、组织硬化、最少也可以减慢其变化的速度；并且它还具有活化免疫系统、预防癌症的功效，是必要的微量矿物质。1957年Schwarz发现硒能使大白鼠免于膳食性肝坏死，并提出硒是机体所不能缺少的一种元素。1973年我国学者首先提出克山病与硒营养状态的关系报告。生化反应硒主要在十二指肠吸收，从皮肤及其呼出气中排出。被吸收的硒最初主要进入血浆，然后运至各种组织。一般作用硒参与构成很多酶类，特别是谷胱甘肽过氧化酶，可以保护细胞和组织，维持其正常功能。硒还有解毒功效，因为硒和金属有很好的亲和性。硒有很强的抗氧化性，具有保护心血管和抗肿瘤的作用。对甲状腺激素的调节作用；维持正常免疫功能；抗艾滋病作用；维持正常生育功能。正常需要妇女为50μg，男性为70μg。妊娠期的妇女需要65μg，哺乳期则需要75μg。但要注意补硒不要过量，每天不要超过400μg。缺乏症1、缺乏硒会导致未老先衰。2、严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。3、发生克山病，大骨节病。4、精神萎靡不振，精子活力下降，易患感冒。过量表现指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫。食物来源海产品、肝、肾、麦麸、洋葱、西红柿、西兰花、芹菜、草菇、牛奶等。需要人群男性需要更多的硒。因为供给体内的硒大部分集中在生殖器官中，并可与精液一起排出体外。生活在高污染地区的居民，生活在贫硒地区的居民补充周期建议每天补充。特殊功效1、帮助维持组织的柔软性；2、有助于治疗女性更年期的潮热、烦躁；3、有助于预防和治疗头皮屑；4、具有中和某些致癌物或预防某此癌症的功能。备注全国有72%的国土面积缺少硒。生化反应硒主要在十二指肠吸收，从皮肤及其呼出气中排出。被吸收的硒最初主要进入血浆，然后运至各种组织。一般作用硒参与构成很多酶类，特别是谷胱甘肽过氧化酶，可以保护细胞和组织，维持其正常功能。硒还有解毒功效，因为硒和金属有很好的亲和性。硒有很强的抗氧化性，具有保护心血管和抗肿瘤的作用。对甲状腺激素的调节作用；维持正常免疫功能；抗艾滋病作用；维持正常生育功能。正常需要妇女为50μg，男性为70μg。妊娠期的妇女需要65μg，哺乳期则需要75μg。但要注意补硒不要过量，每天不要超过400μg。缺乏症1、缺乏硒会导致未老先衰。2、严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。3、发生克山病，大骨节病。4、精神萎靡不振，精子活力下降，易患感冒。过量表现指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫。食物来源海产品、肝、肾、麦麸、洋葱、西红柿、西兰花、芹菜、草菇、牛奶等。需要人群男性需要更多的硒。因为供给体内的硒大部分集中在生殖器官中，并可与精液一起排出体外。生活在高污染地区的居民，生活在贫硒地区的居民补充周期建议每天补充。特殊功效1、帮助维持组织的柔软性；2、有助于治疗女性更年期的潮热、烦躁；3、有助于预防和治疗头皮屑；4、具有中和某些致癌物或预防某此癌症的功能。备注全国有72%的国土面积缺少硒。一般作用硒参与构成很多酶类，特别是谷胱甘肽过氧化酶，可以保护细胞和组织，维持其正常功能。硒还有解毒功效，因为硒和金属有很好的亲和性。硒有很强的抗氧化性，具有保护心血管和抗肿瘤的作用。对甲状腺激素的调节作用；维持正常免疫功能；抗艾滋病作用；维持正常生育功能。正常需要妇女为50μg，男性为70μg。妊娠期的妇女需要65μg，哺乳期则需要75μg。但要注意补硒不要过量，每天不要超过400μg。缺乏症1、缺乏硒会导致未老先衰。2、严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。3、发生克山病，大骨节病。4、精神萎靡不振，精子活力下降，易患感冒。过量表现指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫。食物来源海产品、肝、肾、麦麸、洋葱、西红柿、西兰花、芹菜、草菇、牛奶等。需要人群男性需要更多的硒。因为供给体内的硒大部分集中在生殖器官中，并可与精液一起排出体外。生活在高污染地区的居民，生活在贫硒地区的居民补充周期建议每天补充。特殊功效1、帮助维持组织的柔软性；2、有助于治疗女性更年期的潮热、烦躁；3、有助于预防和治疗头皮屑；4、具有中和某些致癌物或预防某此癌症的功能。备注全国有72%的国土面积缺少硒。过量表现指甲变厚、毛发脱落，肢端麻木，偏瘫。食物来源海产品、肝、肾、麦麸、洋葱、西红柿、西兰花、芹菜、草菇、牛奶等。需要人群男性需要更多的硒。因为供给体内的硒大部分集中在生殖器官中，并可与精液一起排出体外。生活在高污染地区的居民，生活在贫硒地区的居民补充周期建议每天补充。特殊功效1、帮助维持组织的柔软性；2、有助于治疗女性更年期的潮热、烦躁；3、有助于预防和治疗头皮屑；4、具有中和某些致癌物或预防某此癌症的功能。备注全国有72%的国土面积缺少硒。 硒的用途硒的主要用途为干印术的光复制，这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性，能使含有铁化合物的有色玻璃退色。也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。还用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等。硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池，在电视和无线电传真等方面也使用硒。另外，硒可在玻璃、颜料及冶金工业中应用。硒能使玻璃着色或脱色，高质量的信号用透镜玻璃中含2％硒，含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。冶金方面，含硒的碳素钢、不锈钢和铜合金具有良好的加工性能，可高速切削，加工的零件表面光洁；硒与其他元素组成的合金用以制造低压整流器、光电池、热电材料。硒以化合物形式用作有机合成氧化剂、催化剂，可在石油工业上应用。硒可作动物饲料微量添加剂。硒加入橡胶中可增强其耐磨性。硒与硒化合物加入润滑脂。 碲的用途碲在冶金工业中的用量约占碲的总消费量的80%以上。加入少量碲，可以改善低碳钢、不锈钢和铜的切削加工性能。在白口铸铁中，碲用作碳化物稳定剂，使表面坚固耐磨。在铅中添加碲，可提高材料的抗蚀性能，可用作海底电缆的护套；也能增加铅的硬度，用来制作电池极板和印刷铅字。碲可用作石油裂解催化剂的添加剂以及制取乙二醇的催化剂。氧化碲用作玻璃的着色剂。高纯碲可用作温差电材料的合金组分，其中碲化铋是良好的制冷材料。化合物半导体As32Te48Si20是制作电子计算机存贮器的材料。超纯碲单晶是一种新型的红外材料。高纯碲用量虽少，作用颇大。 碲的毒性碲的化学性质很像硫和硒，有一定的毒性。在空气中把它加热熔化，会生成氧化碲的白烟。它会使人感到恶心，头痛，口渴，皮肤搔痒和心悸。人体吸入碲后，在呼气，汗尿中会产生一种令人不愉快的大蒜臭气。这种臭气很容易被别人感觉到，但本人往往井不知道。（Fang：Se中毒也可使人发出大蒜味。）