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第三章:p区元素(二)

§3.1 氧族元素

3.1.1 氧族元素概述

氧族元素是周期系第ⅥA族元素，包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)五种元素，其价电子构型为：ns2np4。

元素符号 单质性质 O S Se Te 准金属 Po 放射性金属 典型非金属 单质或矿物 存在形式 单质化学活性 共生于重金属的硫化物中 由大到小 本节的讨论重点是氧、硫及其化合物。硒、碲的单质见下图：

3.1.2 氧及其化合物 1. 氧

氧是地壳中分布最广泛的元素，其丰度居各种元素之首，其质量约占地壳的一半。在海洋中氧以水的形式存在，在大气中氧以单质状态存在，在岩石和土壤中氧以硅酸盐、氧化物及其它含氧阴离子的形式存在。

氧的电子排布式为：

其结构式为： ,具有顺磁性。

常温下氧气只能将某些还原性的物质(如NO，SnCl2，H2SO3等)氧化。在加热条件下，除卤素、少数贵金属(如Ag、Pt等)以及稀有气体外，氧气几乎能与所有元素直接化合成相应的氧化物。 2. 臭氧

臭氧O3是氧气O2的同素异形体。臭氧在地面附近的大气层中含量极少，而在大气层的最上层，由于太阳对大气中的氧气的强烈辐射作用，形成了一层臭氧层。臭氧层能吸收太阳光的紫外辐射，成为保护地球上生命免受太阳将辐射的天然屏障。

臭氧分子的构型为V型，如图所示：

中心氧原子以2个sp2杂化轨道与另外两个氧原子形成σ键，第三个sp2杂化轨道被孤对电子所占有。此外，中心氧原子的未参与杂化的p轨道上有一对孤对电子，两端的氧原子与其平行的p轨道上各有一个电子，它们之间形成垂直于分子平面的三中心四电子大π键，用

表示。

臭氧分子中键角为117°,分子的偶极矩μ=1.8×10-3c·m。臭氧是唯一的极性单质。 臭氧是淡蓝色的气体，有鱼腥味。臭氧极不稳定，在常温下缓慢分解： O3(g) → 3O2(g)

二氧化锰的存在可加速臭氧的分解。臭氧的另一个重要性质就是它的强氧化性，例如： O3 + 2I- + 2H+ → I2 + O2 + H2O 这个反应用于测定臭氧的含量。

利用臭氧的氧化性和不易导致二次污染的优点，臭氧可用作消毒剂，用来净化废气、废水。 3. 过氧化氢

过氧化氢H2O2的分子结构：H2O2的分子结构如图所示，在H2O2的分子中有一个过氧键─O─O─，两个氧原子都以sp3杂化轨道成键，除相互连接成O─O键外，还各与一个氢原子相连。

H2O2的性质：高纯度的H2O2在低温下比较稳定，分解作用比较平稳。当加热到426K以上，发生爆炸性分解： 2H2O2(l) → 2H2O + O2(g)

因此，H2O2应贮存在棕色瓶中，置于阴凉处。 H2O2具有弱酸性和氧化还原性。例如： 弱酸性： H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2 + 2H2O