11
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxygen Oxygen
OO
GROUP VIA GROUP VIA Oxygen Family - Calcogens Oxygen Family - Calcogens
Sulfur Sulfur
S S
Selenium Se Se Selenium
Tellurium Tellurium
TeTe
Polonium PoPo Polonium
22
Đặc điểm chung 1.1. Đặc điểm chung Oxygen 2.2. Oxygen Tính chất lý học Tính chất hóa học Vai trò sinh học Trạng thái tự nhiên, điều chế và ứng dụng Ozon Oxide Hydroxide Hydro peoxide Lưu huỳnh 1.1. Lưu huỳnh Đơn chất Hợp chất S(-II) Hợp chất S(IV) Hợp chất S(VI) Một số hợp chất khác của lưu huỳnh
Department of Inorganic Chemistry - HUT
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
IA, IIA: số OXH -II IA, IIA: số OXH -II
nsns22npnp44
CHT: số OXH –II / CHT: số OXH –II / +II+II
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
số OXH +IV, +VI số OXH +IV, +VI
(cid:0) (cid:0)
(cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
(cid:0)
Oxygen Oxygen
OO
[He]2s2s222p2p44 [He]
88
Sulfur Sulfur
SS
[Ne]3s3s223p3p44 [Ne]
1616
Selenium Se Se Selenium
[Ar]3d10104s4s224p4p44 [Ar]3d
3434
Tellurium Tellurium
TeTe
[Kr]4d10105s5s225p5p44 [Kr]4d
5252
33
Polonium PoPo Polonium
[Xe]4f14145d5d10106s6s226p6p44 [Xe]4f
8484
Số OXH Số OXH
Nguyên Nguyên tốtố Bán kính Bán kính XX2- 2- [[Å]Å] EEA A [kJ/mol] [kJ/mol] χχAA Allred-Rochow Allred-Rochow Bán kính ion Bán kính ion cộng hóa trị cộng hóa trị [[Å]Å]
OO -142 -142 3.503.50 0.740.74 1.401.40 -II-II
SS -200 -200 2.442.44 1.031.03 1.841.84 -II, +IV, +VI -II, +IV, +VI
SeSe -195 -195 2.482.48 1.161.16 1.981.98 -II, +IV, +VI -II, +IV, +VI
TeTe -190 -190 2.012.01 1.431.43 2.212.21 -II, +IV, +VI -II, +IV, +VI
44
PoPo -185 -185 1.761.76 1.671.67 ----- ----- +II, +IV +II, +IV
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Các nguyên tố VIA (trừ O) có thể dùng AO d lai hóa
AO s và p để tạo nên hơn bốn liên kết với các
nguyên tố khác và cho những hợp chất trong đó
chúng có số phối trí cao.
Se và nhất là S thường dùng những AO d trống để
tạo liên kết π (pi) như trong ion SO2-
4
55
2O
-
- -
Oxygen Oxygen [He]2s222p2p44 [He]2s
R O R =
=
O C O Oxygen as OO22 gas is essential to life. gas is essential to life. Oxygen as is the oxidizer in combustion and metabolism. OO22 is the oxidizer in combustion and metabolism.
is 21% of the earth’s atmosphere. OO22 is 21% of the earth’s atmosphere.
Oxygen makes up 49% of the earth’s crust. Oxygen makes up 49% of the earth’s crust.
66
p=
Ozone, OO33, is an allotropic form of oxygen. , is an allotropic form of oxygen. Ozone, = p p KK s s s p 2 2 2 ) ( x z s
*2 s
*1 x
2 y
*1 y
2 liên k t ế σσ 2 liên k t ế
Mp=192.7 ooCC Mp=192.7 Bp=111.9 ooCC Bp=111.9
ị ị
1 liên k t ế ππ không đ nh ch 1 liên k t ế không đ nh ch
ỗ ỗ < 1.278 Å < 1.49 Å 1.21 ÅÅ < 1.278 Å < 1.49 Å 1.21
HOOH O=O O33 HOOH O=O O
1.278 ÅÅ 1.278
●●●● OO
11711700
77
OO
OO
Department of Inorganic Chemistry - HUT
UV
-
O 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
Ozone (Greek ozein, “to smell”), pale blue, highly poisonous gas with a strong odor. Ozone is considered a pollutant at ground level, but the ozone layer of the upper atmosphere protects life on Earth from the Sun’s harmful ultraviolet radiation. O 2
+ O O
O 3
2
240 360 ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈﾈ 160 240
-
Tử ngoại gần Tử ngoại gần
88
Department of Inorganic Chemistry - HUT
ạ ạ
ơ ơ
ọ ọ +
+
2
3
ho t tính hóa h c cao h n O OO33 ho t tính hóa h c cao h n O 22 = 2Ag O Ag O O 2 +
=
+
PbS
O 4 2
O PbSO 4 4 =
3 +
+
+
H O I
2
2
2
2
+ KI O 3
KOH O 2
2
ủ ủ
ượ ượ
ố ố +
+
e
u b c cháy u b c cháy =
Phá h y nhanh chóng cao su, làm r Phá h y nhanh chóng cao su, làm r e
=
H
V
) 1.229
(
H
V
(
)
2.07
o O OH /
o O O / 2 3
2
-
99
=
e
=
e
OH (
V ) 0.401
V
OH (
) 1.24
o O OH /
2
o O O / 2 3
- - -
190225 nm 190225 nm
=
+
CF Cl Cl
Freon-CFCl33, CF, CF22ClCl22 Freon-CFCl n+ h CF Cl 2
2
2
+
+
3
+
+
= Cl O ClO O 2 = ClO O Cl O 2 =
+ O O
O 22
3
1010
http://www.ccpo.odu.edu/SEES/ozone/oz_class.htm
+
+
3
2 +
+
= NO O NO O 2 = NO O NO O 2
=
2 + O O
3
O 22
Nobel prize for Chemistry – 1995 Nobel prize for Chemistry – 1995
1111
Paul Crutzen – 1933 – Nertheland Paul Crutzen – 1933 – Nertheland Mario Molina – 1943 US Mario Molina – 1943 US Frank Rowland – 1927 US Frank Rowland – 1927 US
= 0
H
D
OXIDE XnnOOmm OXIDE X = O k O k ( )
( )
247
kJ mol /
2
=
= 0
-
H
1 2 + O k ( ) 2
2 e O k ( )
656
kJ mol /
D
=
= 0
-
H
+ ( ) 2
2 e O k ( )
903
kJ mol /
O k 2
1 2
1212
D
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxit axit (anhidrit axit)-tan Oxit axit (anhidrit axit)-tan trong nước tạo thành axit trong nước tạo thành axit
Oxit lưỡng tính-vừa tan trong Oxit lưỡng tính-vừa tan trong axit vừa tan trong bazo axit vừa tan trong bazo
Oxit bazo-tan trong nước Oxit bazo-tan trong nước tạo thành bazo tạo thành bazo
1313
Oxit trơ-không tạo muối Oxit trơ-không tạo muối
Oxit axit (anhidrit axit)-tan Oxit axit (anhidrit axit)-tan trong nước tạo thành axit trong nước tạo thành axit
N O SO Cl O 7
2 2 3 5
+ SO H O
2
3
H SO 2 4
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
+
+
=
[
]
Na Sb OH
2
5
(
)
H O 2
6
NaOH =
2 +
1414
2
Sb O SiO 5 2 Sb O 5 2 + SiO 2
NaOH Na SiO H O 2
3
2
2
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxit bazo-tan trong nước Oxit bazo-tan trong nước tạo thành bazo tạo thành bazo
Li O Na O CaO 2
2
BaO + Na O H O
NaOH
2
2
2
22
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
K
> 10
2
+
- -
O
OH 2
H O 2
MgO NiO
+
+
=
NiO
HCl NiCl H O
2
1515
2
2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxit lưỡng tính-vừa tan trong Oxit lưỡng tính-vừa tan trong axit vừa tan trong bazo axit vừa tan trong bazo
As O 4
Al O ZnO Cr O 3 +
2 6
2
SnO PbO + ZnCl H O 2
2
+
(cid:0) (cid:0) (cid:0) 3 ZnO 2 HCl
[
]
ZnO
+ NaOH H O
Na Zn OH
2
(
)
2
2
4
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
Oxit trơ-không tạo muối Oxit trơ-không tạo muối
1616
2N O CO
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxit của kim loại mạnh là các oxit bazo. Oxit của kim loại mạnh là các oxit bazo.
Phi kim điển hình tạo oxit axit. Phi kim điển hình tạo oxit axit.
Kim loại và phi kim yếu tạo oxit lưỡng tính. Kim loại và phi kim yếu tạo oxit lưỡng tính.
Nguyên tố tạo nhiều oxit thì tính axit tăng Nguyên tố tạo nhiều oxit thì tính axit tăng
dần và tính bazo giảm dần theo số oxi hóa. dần và tính bazo giảm dần theo số oxi hóa.
Oxit axit tác dụng oxit bazo tạo thành muối. Oxit axit tác dụng oxit bazo tạo thành muối.
1717
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Một số dạng oxit đặc biệt Một số dạng oxit đặc biệt
PEOXIT PEOXIT SUPEOXIT SUPEOXIT OZONIT OZONIT
18
, BaO22 PEOXIT: Na22OO22, BaO PEOXIT: Na
-
-
2 O 2
(cid:0) (cid:0) (cid:0) -
1,49 A
2 gg gg � � O O : : � � � � gg gg
+
2
2
Na O 2 2
H O 2
+ NaOH H O 2
2
19
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
, RbO22 SUPEOXIT: KO22, RbO SUPEOXIT: KO
-
-
(cid:0) (cid:0) (cid:0) -
O 2
1,26 A
� � K O O : : � � � � gg gg
+
+
+
KOH
6
4
4
4
H O 2
H O O 2 2
2
KO 2
20
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
Ozonit: KO33, RbO Ozonit: KO
, RbO33, NH, NH44OO33
g O
-
-
N
O
O 3
O
� � � � O � �
� � � � � �
+
+
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
KOH
4
2
4
KO 3
H O 2
O 5 2
21
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
X(OH)nn HYDROXIT – OmmX(OH) HYDROXIT – O
Hidroxit = oxit.nH
Hidroxit = oxit.nH22O.O.
==
Ca(OH)22 Ca(OH)
CaO.H22OO CaO.H
Zn(OH)2 Zn(OH)2
==
ZnO.H22OO ZnO.H
==
4H4H33POPO44
PP44OO1010.6H.6H22OO
Hidroxit bazo là hidroxit tương ứng với oxit bazo. Hidroxit bazo là hidroxit tương ứng với oxit bazo.
2222
Hidroxit axit là hidroxit tương ứng với oxit axit. Hidroxit axit là hidroxit tương ứng với oxit axit. Hidroxit lưỡng tính là hidroxit tương ứng với oxit Hidroxit lưỡng tính là hidroxit tương ứng với oxit Department of Inorganic Chemistry - HUT
lưỡng tính.
lưỡng tính.
Độ mạnh của hidroxit axit Độ mạnh của hidroxit axit
tăng theo giá trị m trong tăng theo giá trị m trong
phân tử phân tử
X(OH)nn OOmmX(OH) Pauling Pauling m = 0 m = 0
axit yếu axit yếu
H-O-Cl H-O-Cl
m = 1m = 1
axit trung bình axit trung bình
O=N-O-H O=N-O-H
H
O
-
axit mạnh m m ≥ 2≥ 2axit mạnh
=
N
O
[
O
HOI HOBr HOCl
2323
Các axit cùng giá trị m Các axit cùng giá trị m Độ mạnh axit tăng dần theo χχ Độ mạnh axit tăng dần theo
Department of Inorganic Chemistry - HUT
)
2
X(OH)nn HYDROXIT – OmmX(OH) HYDROXIT – O Fe OH ( Ba OH (
Ca OH (
Sr OH (
3 )
)
)
Fe OH ) ( Mg OH (
)
2
2
2 2 Độ mạnh bazo tăng dần Độ mạnh bazo tăng dần
Tính chất bazo của hidroxit bazo phụ thuộc vào số oxi hóa, Tính chất bazo của hidroxit bazo phụ thuộc vào số oxi hóa,
bán kính ion, độ âm điện nguyên tố trung tâm X. bán kính ion, độ âm điện nguyên tố trung tâm X.
Tính chất bazo tăng khi số oxi hóa và độ âm điện của X Tính chất bazo tăng khi số oxi hóa và độ âm điện của X
2424
giảm, bán kính của ion trung tâm tăng giảm, bán kính của ion trung tâm tăng
Department of Inorganic Chemistry - HUT
X(OH)nn HYDROXIT – OmmX(OH) HYDROXIT – O Trong chu kỳ Trong chu kỳ
MgO
Na O 2
SiO 2
P O 4
SO 3
10
NaOH Mg OH
(
)
Al O 2 3 Al OH (
)
2
3
Cl O 7 2 H SiO H PO H SO HClO 4 4
3
3
2
4
2
Tính bazo giảm dần, tính axit tăng dần Tính bazo giảm dần, tính axit tăng dần
Xét các nguyên tố ứng số oxi hóa cao nhất Xét các nguyên tố ứng số oxi hóa cao nhất
2525
Department of Inorganic Chemistry - HUT
X(OH)nn HYDROXIT – OmmX(OH) HYDROXIT – O Trong nhóm Trong nhóm BeO Be OH
(
) MgO Mg OH
2 )
(
2
n n ầ ầ d d g g n n ă ă t t o o z z a a b b h h n n í í t t , ,
CaO Ca OH
(
)
2
i i
SrO Sr OH BaO Ba OH
( (
) 2 )
2626
2
í í
n n ầ ầ d d m m ả ả g g t t i i x x a a h h n n T T
Department of Inorganic Chemistry - HUT
HYDRO PEOXIT – H22OO22 HYDRO PEOXIT – H
2727
Department of Inorganic Chemistry - HUT
ớ ớ
ế ế ử ử . .
ữ ữ ơ ơ ướ ướ ớ ớ c m i t l c m i t l ọ ỷ ệ ọ ỷ ệ
ế ế
ạ ạ
2828
C u trúc b t đ i x ng. ấ ấ ố ứ ấ ấ ố ứ C u trúc b t đ i x ng. Đ phân c c liên k t OH l n. ế ự ộ ự ế ộ Đ phân c c liên k t OH l n. Momen l ự ớ ưỡ ự ớ ưỡ ng c c l n. Momen l ng c c l n. T n t ồ ạ ồ ạ i liên k t hidro gi a các phân t T n t i liên k t hidro gi a các phân t Ch t l ng, xanh nh t, h i nh t, tan trong n ạ ấ ỏ ạ ấ ỏ Ch t l ng, xanh nh t, h i nh t, tan trong n 1.1. Ít b n.ềÍt b n.ề ấ ấ 2.2. Tính ch t axit y u. Tính ch t axit y u. ử ế ử ế Tính kh y u. 3.3. Tính kh y u. Tính oxi hóa m nh. 4.4. Tính oxi hóa m nh.
Department of Inorganic Chemistry - HUT
0
,
+
-
2
2
=- 0
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
H O 2 2
H O O 2
2
, H
n OH MnO K CrO t h , 2 2 98.74
, 4 kJ mol /
D
Bảo quản râm, mát. Bảo quản râm, mát.
Thêm chất ức chế như H
Thêm chất ức chế như H22SOSO44, H, H33POPO44..
Môi trường kiềm thúc đẩy sự phân hủy. Môi trường kiềm thúc đẩy sự phân hủy.
29
Department of Inorganic Chemistry - HUT
12
K 1
+ H O H O
o
2
2
2
+ + H O HO 2
3
- (cid:0) -
2
+
+ HO H O
= 1.5 10 ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ C 20 == K ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ
2
2
+ 2 H O O 2
3
- -
ủ ủ
ị ị
ơ ơ
ạ ạ
Dung d ch loãng c a H Dung d ch loãng c a H
ướ ướ c c
có tính axit m nh h n n 22OO22 có tính axit m nh h n n
=
+
(
2
2
2
H O 2
+ H O Ba OH +
BaO 2 +
) 2 = BaO H SO BaSO H O 2
2
2
4
4
2
3030
ố ủ ố ủ là mu i c a axit H BaOBaO22 là mu i c a axit H
22OO22
Department of Inorganic Chemistry - HUT
Oxidant Oxidant εε
Fluorine Fluorine 3.03.0
Hydroxyl radical Hydroxyl radical 2.82.8
Ozone Ozone 2.12.1
12
K 1
- (cid:0) -
+ H O H O
o
2
2
2
+ + H O HO 2
3
Hydrogen peroxide Hydrogen peroxide 1.81.8
2
+
+ HO H O
= 1.5 10 ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ C 20 == K ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ
2
2
+ 2 H O O 2
3
- - Potassium permanganate 1.71.7 Potassium permanganate
Chlorine dioxide Chlorine dioxide 1.51.5
+
0
+
+
=
e
H
V
2
e 2
2
1.77
ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ
H O 2 2
H O 2
Chlorine Chlorine 1.41.4
0
+
+
e
=
V
HO H O e 2
OH 3
0.87
ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ
2
2
+
0
+
+
e
=
31
H
e
V
2
2
0.68
ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ ﾈ
O 2
- -
H O 2 2 Department of Inorganic Chemistry - HUT
+
+
=
I
2
2
Tính chất oxi hóa của H22OO22 Tính chất oxi hóa của H + H O K SO KI 4
+ H O H SO 4
2
2
2
2
2
2
=
4
black (
)
4
(white)
+ H O PbS 2
2
+ H O PbSO 4
2
(cid:0) (cid:0)
ấ ấ
+
ử ủ ử ủ 22OO22 Tính ch t kh c a H Tính ch t kh c a H + = H O O H O O 22
3
2
2
2
+
+
=
+
Z
5
2
3
2
8
5
H O 2 2
KMnO 4
H SO 2 4
+ MnSO K SO 4 4
2
+ H O O 2 3232
2
