第十一章元素化学 149 §11-2氧及氧化物 11.2.1臭氧 1.臭氧 氧单质有两种同素异形体，即O2,和O3(臭氧)。氧在O2中，两个氧原子通 过一个σ键和两个三电子π键结合，由于02分子中有两个单电子，使02表现出 顺磁性。 ①臭氧的形成和臭氧成的作用。臭氧存在于大气的最上层，由太阳对大气中 氧气的强辐射作用而形成。臭氧能吸收太阳光的紫外辐射，从而提供了一个保护 地面上一切生物免受太阳过强辐射的防御屏障一臭氧保护层。近年来发现大气上 空臭氧锐减，甚至于在南极和北极上空己形成了臭氧空洞。造成臭氧减少的元凶 是作为制冷剂和工业清洗剂而 一泛应用的化学物质 氯氟烃。臭氧层的变化还 会损害人的免疫系统，破坏整个地球的生态环境。由此可见，在世界范围内限制 氯氟烃的生产，开发研究氯氟烃的代用品势在必行。 ②臭氧的结构。O3的结构比较特殊，组成臭氧分子的三个氧原子构呈V型 排列（图11-2）。中心氧原子采取s即2杂化，形成三个sp杂化轨道（共有四个电子）， 它用两个杂化轨道与两端两个氧原子键合 另一个杂化轨道被孤对电子占据，键角117P。·除此以外，中国12分于 心原子还有一个没有参加杂化的p轨道（被2个电子占据） 两端的两个氧原子也各有一个p轨道（各被1个电子占据）， 这三个p轨道相互平行，形成了垂直于分子平面的三中心四 0分子的结构 电子的大π键，以Π表示。这种大π键是不定域（或离 域)π健，即成键电子不固定在两个原子之间。而0分子中的三电子π键，是 两个原子之间的π键，是定域键，也称为小π键，以区别于两个以上原子间所存 在的不定域大π键。臭氧分子中无单电子，故为反磁性物质。 ③臭氧的性质。臭氧是浅蓝色，有鱼腥臭味的气体。臭氧比氧气易溶于水。 臭氧是非常不稳定的，在常温下缓慢分解为氧，当温度高于200℃时则迅速分解。 O的氧化性仅次于】 比氧强得多，是最强的氧化剂之 臭氧作为氧化剂时 个氧原子的氧化值还原为一2，同时产生一个普通氧分子，它在酸性和碱性溶 液中的标准电极电势为： 03+2H++2e"02+IH0, 08a=2.08V 03+H20+2e→02+20H, o8b=1.24V O3能氧化许多不活泼的单质如Hg、Ag、S等，还可从碘化钾溶液中使碘析 出，此反应常作为O3的鉴定反应。 03+2+2H*→+02↑+H20第十一章 元素化学 149 §11-2 氧及氧化物 11.2.1 臭氧 1.臭氧 氧单质有两种同素异形体，即 O2，和 O3(臭氧)。氧在 O2 中，两个氧原子通 过一个  键和两个三电子  键结合，由于 O2 分子中有两个单电子，使 O2 表现出 顺磁性。 ①臭氧的形成和臭氧成的作用。臭氧存在于大气的最上层，由太阳对大气中 氧气的强辐射作用而形成。臭氧能吸收太阳光的紫外辐射，从而提供了一个保护 地面上一切生物免受太阳过强辐射的防御屏障—臭氧保护层。近年来发现大气上 空臭氧锐减，甚至于在南极和北极上空已形成了臭氧空洞。造成臭氧减少的元凶 是作为制冷剂和工业清洗剂而广泛应用的化学物质——氯氟烃。臭氧层的变化还 会损害人的免疫系统，破坏整个地球的生态环境。由此可见，在世界范围内限制 氯氟烃的生产，开发研究氯氟烃的代用品势在必行。 ②臭氧的结构。O3 的结构比较特殊，组成臭氧分子的三个氧原子构呈 V 型 排列(图 11-2)。中心氧原子采取 sp2 杂化，形成三个 sp2 杂化轨道（共有四个电子）， 它用两个杂化轨道与两端两个氧原子键合， 另一个杂化轨道被孤对电子占据，键角 117○。`除此以外，中 心原子还有一个没有参加杂化的 p 轨道(被 2 个电子占据)， 两端的两个氧原子也各有一个 p 轨道(各被 1 个电子占据)， 这三个 p 轨道相互平行，形成了垂直于分子平面的三中心四 O3 分子的结构 电子的大  键，以  4 3 表示。这种大  键是不定域(或离 域)  键，即成键电子不固定在两个原子之间。而 O2 分子中的三电子  键，是 两个原子之间的  键，是定域键，也称为小  键，以区别于两个以上原子间所存 在的不定域大  键。臭氧分子中无单电子，故为反磁性物质。 ③臭氧的性质。臭氧是浅蓝色，有鱼腥臭味的气体。臭氧比氧气易溶于水。 臭氧是非常不稳定的，在常温下缓慢分解为氧，当温度高于 200℃时则迅速分解。 O3 的氧化性仅次于 F2，比氧强得多，是最强的氧化剂之一。臭氧作为氧化剂时， 一个氧原子的氧化值还原为—2，同时产生一个普通氧分子，它在酸性和碱性溶 液中的标准电极电势为： O3+2H++2e-→ O2+H2O，   a=2.08V O3+ H2O +2e-→ O2+2OH-，   b=1.24V O3 能氧化许多不活泼的单质如 Hg、Ag、S 等，还可从碘化钾溶液中使碘析 出，此反应常作为 O3 的鉴定反应。 O3+2I-+2H+→ I2+ O2  +H2O