1
?/p>
14
?/p>
氧族元素习题答案
1
.比较氧元素和硫元素成键特点,简要说明原因?/p>
解:
氧元素与硫元素相比,各自有一些成键特点:
?/p>
1
)键解离?/p>
自身形成单键时,键解离能
O-O
?/p>
142
kJ·
mol
-1
?/p>
<
S-S
?/p>
264
kJ·
mol
-1
?/p>
>
Se-Se
?/p>
172
kJ·
mol
-1
?/p>
?/p>
与电负性较大?/p>
价电子数目较多的元素的原子成键时?/p>
O-F
?/p>
190 kJ·
mol
-1
?/p>
< S-F
?/p>
326 kJ·
mol
-1
?/p>
?/p>
O-Cl
?/p>
205 kJ·
mol
-1
?/p>
< S-Cl
?/p>
255 kJ·
mol
-1
?/p>
?/p>
氧的单键解离能偏小,
是因为它是第二周期元素,
原子半径较小,成键后?/p>
电子密度?/p>
大、电子互相排斥作用增加所致?/p>
但是?/p>
当与电负性较小?/p>
价电子数目较少的元素原子成键时,
氧所形成的单键解离能?/p>
大于硫所形成的对应单键,
?/p>
O-C
?/p>
359 kJ·
mol
-1
?/p>
> S-C
?/p>
272 kJ·
mol
-1
?/p>
?/p>
O-H
?/p>
467 kJ·
mol
-1
?/p>
>
S-H
?/p>
374
kJ·
mol
-1
?/p>
。显然,由于成键后价层电子密度不至于过大?/p>
O-C
?/p>
O-H
原子轨道?/p>
有效的重叠和能量更相近起着主导作用?/p>
双键解离?/p>
O=O (493.59 kJ·
mol
-1
) > S=S (427.7 kJ·
mol
-1
)
?/p>
这说明以
2p
-
2p
原子轨道形成
强的
π
键是第二周期元素的特征,因为根据电子云径向分布函数图?/p>
2p
-
2p
原子轨道有效?/p>
叠优?/p>
3p-3p
,后者离核较近的部分基本不参与互相重叠,如教?/p>
?/p>
14.1
所示?/p>
在同族元素中,硫原子半径适中?/p>
S-S
单键的键能最大(参阅教材
?/p>
14.1
?/p>
,硫原子?/p>
成单键后?/p>
剩余的价电子可用于继续互相形成单键,
故可以形成硫链,
此特性不但表现在?/p>
质中,同时也呈现在一系列多硫化物(教?/p>
14.3.3
)中?/p>
?/p>
2
)化学键类型
多数氧化物为离子型,而硫化物多数为共价型,仅
IA
?/p>
IIA
化合?/p>
Na
2
S
?/p>
BaS
等为?/p>
子型。这显然与氧元素电负性、而硫元素电负性小于氧有关?/p>
?/p>
3
)配位数
由于氧元素原子只?/p>
4
个价轨道?/p>
2s
?/p>
2p
x
?/p>
2p
y
?/p>
2p
z
?/p>
,故其最大配位数?/p>
4
;而第三周
期元?/p>
S
最大配位数?/p>
6
(如
SF
6
?/p>
,说?/p>
S
原子有两?/p>
3d
轨道可以被用于形成配位键?/p>
2
.比较氧、臭氧和过氧化氢的分子结构和氧化
-
还原性质?/p>
解:
氧分子结构:
O
2
的分子轨道式?/p>
2
*
2
2
2
2
*
1
*
1
2
2s
2s
2p
2p
2p
2p
2p
O
[KK (
σ
)
(
σ
)
(
σ
)
(
π
)
(
π
)
(
π
)
(
π
)
]
x
y
z
y
z
,氧
分子?/p>
O
?/p>
O
的成键为
1
?/p>
+ 2
3
2
?/p>
?/p>
臭氧分子结构?/p>
分子?/p>
V
形,
中心氧原子作
sp
2
杂化?/p>
与两个端基氧原子形成共价单键?
同时三个氧原子之间形?/p>
4
3
?/p>
键,如下图:
:
:
:
.
.
:
O
:
O
O
:
过氧化氢的分子结构:气?/p>
H
2
O
2
分子结构如下图所示,分子形状如同双折线,置于一
本打开的书中,两个
O
原子均作
sp
3
不等性杂化,互相之间成单键,并各与一?/p>
H
原子?/p>
成单键。分子中含过氧键
(?/p>
O
?/p>
O
―)
。液态和固态过氧化氢由于分子之间氢键的作用?
键长和键角有所改变?/p>