第十二章氧族元素 Chapter 12 The Oxygen Family Elements Oxygen(O) Sulfur(S) Selenium(Se) Tellurium(Te) Polonium(Po) 也称为成矿元素( ore-forming elements. because many metal ores are oxides and sulfides Electron configuration: ns np+ 512-1氧及其化合物 Oxygen and its Compounds The simple Substance 1.除了He、Ne、Ar以外,氧与所有元素化合,只有与氟化合时,才呈还原性,在与化 合物PF6反应时,也呈还原性。 2.最常见的氧化数为-2,还有+2(OF2),+4[O(O2),+1(O2F2),-1(H2O2) 3.氧的单键离解能为142kJ-mol-,而硫的单键离解能为268kJ-mol-l。 解释:(1)氧的原子半径小,孤对电子对之间有较大的排斥作用;(2)氧原子没有空的 d轨道,不能形成d-pπ键,所以O-O单键较弱 对于O2分子而言,除了σ键外,还有二个三电子π键,Do,)=494 kJ- mol-1 所以O2→2O比较困难,要求加热到2000℃,且要求紫外光照射。 4.氧元素在地球上的丰度最高,达58%(以mol计),1O(993759%),1o(0037%),1O (0.204%):1O,15O,19O为人工合成的同位素,1为数十秒 The Compounds -2]O.S 最重要的化合物是水。水在任何生命体中占50~99%。去 水在人体血液中占80%,在肌肉中占35%,若一个人活到 七十岁,那么他一生饮水约为25吨。 水分子轨道能级图如右图,它解释了水存在四个第一 电离势(273eV,162eV,145eV,12.6eV)。水分子的分 子轨道表示为(σ,)()(x)(x)2 氧的2p2轨道与氢的ls轨道可以形成σ和σ。氧的2s、2px与氢的1s重叠方式 致,所以可形成一个,一个非键(近乎非键)。p垂直于HOH平面(x平 面),不能与氢的1s轨道重叠,所以p成为πm轨道。因此,氧的四个价轨道与2个 氢的ls轨道可以组成二个成键轨道(,和σ:),两个非键轨道(。如和πm)以及 两个反键轨道(G。和σ) 2.[-1]OS. The most important peroxide is that of hydrogen (1) structure:H2O2是极性分子,即两个氢原子不在同一个平面178 第十二章 氧族元素 Chapter 12 The Oxygen Family Elements Oxygen (O) Sulfur (S) Selenium (Se) Tellurium (Te) Polonium (Po) 也称为成矿元素 (ore-forming elements),because many metal ores are oxides and sulfides. Electron configuration: ns 2 np 4 §12-1 氧及其化合物 Oxygen and its Compounds 一、The Simple Substance 1．除了 He、Ne、Ar 以外，氧与所有元素化合，只有与氟化合时，才呈还原性，在与化 合物 PtF6 反应时，也呈还原性。 2．最常见的氧化数为−2，还有+2 (OF2)，+4 [O (O2)]，+1 (O2F2)，−1 (H2O2) 3．氧的单键离解能为 142kJ·mol−1，而硫的单键离解能为 268kJ·mol−1。 解释：(1) 氧的原子半径小，孤对电子对之间有较大的排斥作用；(2) 氧原子没有空的 d 轨道，不能形成 d −pπ 键，所以 O－O 单键较弱。 对于 O2 分子而言，除了 σ 键外，还有二个三电子 π 键， (O ) 2 D = 494 kJ·mol−1 所以 O2→2O 比较困难，要求加热到 2000℃ ，且要求紫外光照射。 4．氧元素在地球上的丰度最高，达 58% (以 mol 计)，16O (993759%)，17O (0.037%)，18O (0.204%)； 14O，15O，19O 为人工合成的同位素，t1/2为数十秒。 二、The Compounds： 1．[−2] O.S. 最重要的化合物是水。水在任何生命体中占 50～90%。 水在人体血液中占 80%，在肌肉中占 35%，若一个人活到 七十岁，那么他一生饮水约为 25 吨。 水分子轨道能级图如右图，它解释了水存在四个第一 电离势（27.3eV，16.2eV，14.5eV，12.6eV）。水分子的分 子轨道表示为 2 2 non 2 non 2 ( ) ( ) ( ) ( ) s z x y 。 氧的 2pz 轨道与氢的 1s 轨道可以形成 z 和 * z 。氧的 2s、2px与氢的 1s 重叠方式一 致，所以可形成一个 s ，一个非键 non x （近乎非键）。py垂直于 HOH 平面（xy 平 面），不能与氢的 1s 轨道重叠，所以 py成为πnon 轨道。因此，氧的四个价轨道与 2 个 氢的 1s 轨道可以组成二个成键轨道（ s 和 z ），两个非键轨道（ non x 和 non y ）以及 两个反键轨道（ * s 和 * z ） 2．[ −1 ] O.S. The most important peroxide is that of hydrogen (1) structure：H2O2 是极性分子，即两个氢原子不在同一个平面 H2O