氧族元素-課件

氧族元素氧族元素是指元素周期表中第VIA族元素，包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)和釙(Po)。什么是氧族元素定義氧族元素是指元素周期表中第VIA族（第16族）的元素。成員氧族元素包括氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）和釙（Po）。特點(diǎn)它們的最外層電子層都有6個(gè)電子，化學(xué)性質(zhì)相似，都具有非金屬的性質(zhì)，但金屬性隨原子序數(shù)的增加而增強(qiáng)。氧族元素的基本特性1非金屬元素氧族元素都是非金屬元素，化學(xué)性質(zhì)比較活潑。2氧化性強(qiáng)氧族元素的原子容易獲得電子形成陰離子，具有較強(qiáng)的氧化性，尤其氧氣。3存在形式多樣氧族元素以單質(zhì)和化合物兩種形式存在于自然界中。4重要作用氧族元素對(duì)生命活動(dòng)，工業(yè)生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。氧族元素周期表位置周期表第六主族氧族元素位于元素周期表的第六主族，從上到下依次為氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、釙（Po）。性質(zhì)變化趨勢(shì)非金屬性逐漸減弱原子半徑逐漸增大電負(fù)性逐漸減小氧族元素的發(fā)現(xiàn)歷程氧氣的發(fā)現(xiàn)氧氣是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的氧族元素。英國(guó)化學(xué)家約瑟夫·普里斯特利在1774年利用加熱氧化汞的方法制得了氧氣。硫的發(fā)現(xiàn)硫是古代就已知的元素之一，早在公元前2000年就已經(jīng)被人們用來(lái)制作火藥和硫磺。硒的發(fā)現(xiàn)1817年，瑞典化學(xué)家永斯·雅各布·貝采利烏斯在硫酸廠的殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)了硒。碲的發(fā)現(xiàn)1782年，奧地利礦物學(xué)家弗朗茨·約瑟夫·穆勒·馮·賴興施泰因在金礦中發(fā)現(xiàn)了碲。釙的發(fā)現(xiàn)1898年，瑪麗·居里和皮埃爾·居里在研究瀝青鈾礦時(shí)發(fā)現(xiàn)了釙。氧氣的性質(zhì)和用途無(wú)色無(wú)味氧氣是無(wú)色無(wú)味的氣體，在常溫常壓下不易溶于水。助燃性氧氣可以支持燃燒，是重要的助燃劑。生命必需氧氣是所有生物生存所必需的物質(zhì)。工業(yè)用途氧氣被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，例如鋼鐵冶煉和化工生產(chǎn)。臭氧的性質(zhì)和作用性質(zhì)臭氧是一種無(wú)色氣體，有特殊氣味，比氧氣更易分解。臭氧在常溫下易分解成氧氣，是一種強(qiáng)氧化劑。作用臭氧在大氣層中形成臭氧層，吸收大部分太陽(yáng)紫外線，保護(hù)地球上的生命。臭氧具有殺菌消毒、凈化空氣和水體的作用，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。硫的性質(zhì)和用途物理性質(zhì)硫是一種黃色固體，不溶于水，但溶于二硫化碳。硫的熔點(diǎn)為115.21℃，沸點(diǎn)為444.6℃。化學(xué)性質(zhì)硫是一種非金屬元素，具有氧化性和還原性。硫可以與氧氣、氫氣、鹵素等多種元素發(fā)生反應(yīng)。用途硫是重要的工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化工、橡膠、醫(yī)藥等行業(yè)。硫還可以用于生產(chǎn)硫酸、硫化橡膠、硫化染料等。硒的性質(zhì)和應(yīng)用11.硒的性質(zhì)硒是一種非金屬元素，呈灰黑色固體，在自然界中以多種形式存在，例如硒化物和硒酸鹽。22.硒的應(yīng)用硒在工業(yè)上廣泛應(yīng)用，例如生產(chǎn)玻璃、顏料、橡膠、半導(dǎo)體材料等。33.硒在生物體中的作用硒是人體必需微量元素之一，參與了多種酶的活性，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力等作用。44.硒的補(bǔ)充可以通過(guò)食用富含硒的食物，如巴西堅(jiān)果、魚(yú)類、肉類等，來(lái)補(bǔ)充硒。碲的性質(zhì)和用途銀白色金屬碲是銀白色、易碎的半金屬，在常溫下為固態(tài)，熔點(diǎn)為450℃，沸點(diǎn)為989.9℃。良好的半導(dǎo)體碲具有良好的半導(dǎo)體性能，可用于制造太陽(yáng)能電池、傳感器和晶體管。重要的合金元素碲可加入鉛中制成耐腐蝕、耐磨損的鉛合金，廣泛用于制作汽車(chē)電池、軸承和管道等。其他應(yīng)用碲還可用于制造陶瓷、玻璃、橡膠等材料，以及在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域。釙的性質(zhì)和應(yīng)用放射性釙是一種強(qiáng)放射性元素，釋放出α粒子，具有極強(qiáng)的穿透力。核能應(yīng)用釙可用于核電池、核武器制造等領(lǐng)域。靜電消除釙的α粒子可以電離空氣，消除靜電。安全風(fēng)險(xiǎn)釙具有極高的放射性，必須嚴(yán)格控制其使用和儲(chǔ)存。氧族元素的化學(xué)反應(yīng)氧族元素的化學(xué)反應(yīng)多種多樣，涵蓋了氧化還原反應(yīng)、酸堿反應(yīng)、配合反應(yīng)等。這些反應(yīng)在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。1氧化還原反應(yīng)氧族元素作為強(qiáng)氧化劑，參與氧化還原反應(yīng)，例如氧氣與金屬反應(yīng)生成氧化物。2酸堿反應(yīng)氧族元素的氧化物可以與水反應(yīng)生成酸，例如二氧化硫溶于水生成亞硫酸。3配合反應(yīng)氧族元素可以與一些金屬離子形成配合物，例如硫酸根離子與金屬離子形成硫酸鹽。氧族元素的化合物氧化物氧族元素可以與多種元素形成氧化物，例如二氧化碳(CO2)和二氧化硫(SO2)。硫化物硫族元素可以與其他元素形成硫化物，例如硫化氫(H2S)和硫化鋅(ZnS)。含氧酸氧族元素可以形成含氧酸，例如硫酸(H2SO4)和硒酸(H2SeO4)。鹽類氧族元素的化合物可以與金屬形成鹽類，例如硫酸鈉(Na2SO4)和硒酸鉀(K2SeO4)。氧化還原反應(yīng)1電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)的核心是電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。一個(gè)原子或離子失去電子被氧化，另一個(gè)原子或離子得到電子被還原。2氧化劑和還原劑氧化劑是能使其他物質(zhì)氧化，自身被還原的物質(zhì)；還原劑是能使其他物質(zhì)還原，自身被氧化的物質(zhì)。3氧化數(shù)變化氧化還原反應(yīng)中，元素的氧化數(shù)發(fā)生變化，氧化數(shù)升高表明元素被氧化，氧化數(shù)降低表明元素被還原。常見(jiàn)氧族元素化合物水H2O是生命之源。它是地球上最豐富的化合物，在各種化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。二氧化硫SO2是一種無(wú)色氣體，具有刺激性氣味。它可用于生產(chǎn)硫酸，但也是空氣污染物。二氧化碳CO2是一種無(wú)色無(wú)味的氣體。它是溫室氣體之一，也是植物光合作用的原料。硫化氫H2S是一種無(wú)色、有毒氣體，具有臭雞蛋的味道。它是工業(yè)生產(chǎn)中重要的原料。氧氣在生活中的重要性1呼吸作用人類和動(dòng)物都需要氧氣才能呼吸。2燃燒氧氣是燃燒的重要條件，促進(jìn)燃燒。3醫(yī)療醫(yī)院使用氧氣治療呼吸系統(tǒng)疾病。4工業(yè)氧氣用于許多工業(yè)領(lǐng)域，例如冶金和焊接。大氣中的臭氧層臭氧層位于平流層，距離地面約15-35公里。臭氧層能吸收大部分來(lái)自太陽(yáng)的紫外線輻射，保護(hù)地球上的生物免受紫外線的傷害。臭氧層是地球生命的重要保護(hù)層，其破壞會(huì)造成皮膚癌、白內(nèi)障等疾病，以及影響植物生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。硫和硒在生物中的作用硫的作用硫是許多蛋白質(zhì)和酶的組成部分，參與蛋白質(zhì)折疊和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。硫還參與體內(nèi)能量代謝，如輔酶A的合成和電子傳遞鏈。硒的作用硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的組成部分，具有抗氧化作用，可保護(hù)細(xì)胞免受自由基的損傷。硒還參與免疫功能，如調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活性。硫和硒的相互作用硫和硒在體內(nèi)協(xié)同作用，共同參與多種生理功能，如蛋白質(zhì)合成、免疫調(diào)節(jié)和抗氧化作用。碲及其化合物的應(yīng)用光電器件碲是一種重要的半導(dǎo)體材料，用于制造太陽(yáng)能電池、光電探測(cè)器、紅外探測(cè)器等光電器件。薄膜太陽(yáng)能電池碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池具有成本低、效率高、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在太陽(yáng)能利用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。合金材料碲可以與其他金屬形成多種合金，例如碲鉛合金，用于制造高溫電阻絲、熱電材料等。納米材料碲化物納米材料在催化、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，例如，碲化鎘量子點(diǎn)可以作為熒光探針，用于生物成像和生物檢測(cè)。釙及其化合物的用途核能領(lǐng)域釙-210具有放射性，能釋放出能量，用于核電池。釙-210能量密度高，可用于太空探測(cè)器。其他應(yīng)用釙-210可用于制造靜電消除器。釙-214可用于治療癌癥，但由于危險(xiǎn)性高，實(shí)際應(yīng)用較少。氧族元素在工業(yè)中的應(yīng)用化學(xué)工業(yè)氧氣作為重要的氧化劑，廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶煉、石油化工等領(lǐng)域。電子工業(yè)硫、硒、碲等元素用于制造各種電子器件和半導(dǎo)體材料。制造業(yè)氧族元素廣泛用于生產(chǎn)各種材料，如玻璃、陶瓷、橡膠等。氧族元素在新能源領(lǐng)域的作用11.鋰離子電池氧族元素如硫和硒可以作為鋰離子電池正極材料，提高電池容量和循環(huán)壽命。22.燃料電池氧族元素如氧氣是燃料電池的重要組成部分，提供氧化反應(yīng)所需的氧化劑。33.太陽(yáng)能電池氧族元素如碲和硒可以應(yīng)用于薄膜太陽(yáng)能電池，提高光電轉(zhuǎn)換效率。44.氫能氧族元素如氧氣可以作為氫能儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)妮d體，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。環(huán)境保護(hù)中氧族元素的應(yīng)用污染治理氧族元素在治理環(huán)境污染方面發(fā)揮重要作用。例如，臭氧可以用于水處理和空氣凈化，去除有害物質(zhì)。硫和硒在處理重金屬污染方面也有應(yīng)用。硫酸鹽可以用于去除廢水中的重金屬離子。資源利用氧族元素可以用于回收利用資源。例如，硫酸可以用于從廢舊電池中回收金屬。氧族元素還可以用于制造環(huán)保材料，例如硫化橡膠和硒化鎘太陽(yáng)能電池板。氧族元素在醫(yī)療衛(wèi)生中的應(yīng)用醫(yī)療氧氣氧氣是生命維持的關(guān)鍵，醫(yī)療中用于治療呼吸系統(tǒng)疾病和創(chuàng)傷。消毒殺菌臭氧具有強(qiáng)氧化性，可以殺滅細(xì)菌和病毒，用于醫(yī)療器械消毒和空氣凈化。藥物治療硫和硒等元素，用于治療多種疾病，例如硫磺軟膏治療皮膚病，硒補(bǔ)充劑預(yù)防心血管疾病。氧族元素在材料科學(xué)中的應(yīng)用硫化橡膠硫與橡膠反應(yīng)生成硫化橡膠，提高橡膠的強(qiáng)度和彈性，廣泛應(yīng)用于輪胎、密封圈等。碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池具有光電轉(zhuǎn)換效率高、成本低、可制備大面積薄膜等優(yōu)勢(shì)，成為未來(lái)太陽(yáng)能電池的重要發(fā)展方向。氧化錫透明導(dǎo)電薄膜氧化錫具有優(yōu)異的透明導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于液晶顯示器、觸摸屏、太陽(yáng)能電池等。氧族元素在日常生活中的用途氧氣氧氣是生命必需品，用于呼吸，燃燒，以及醫(yī)療領(lǐng)域。硫硫用于制造火柴，輪胎，橡膠，以及農(nóng)業(yè)肥料。硒硒是人體必需微量元素，用于制造洗發(fā)水，護(hù)膚品，以及防曬霜。碲碲用于制造太陽(yáng)能電池，半導(dǎo)體，以及光學(xué)器件。氧族元素知識(shí)點(diǎn)總結(jié)11.氧族元素的定義氧族元素包括氧、硫、硒、碲、釙。22.氧族元素的性質(zhì)氧族元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的增加而發(fā)生變化，非金屬性逐漸減弱。33.氧族元素的用途氧氣是生命必需的，硫廣泛應(yīng)用于化工行業(yè)，硒和碲在電子工業(yè)和材料科學(xué)中發(fā)揮重要作用。44.氧族元素的環(huán)境影響二氧化硫排放會(huì)造成酸雨，釙是放射性元素，對(duì)環(huán)境和人體有害。氧族元素的實(shí)驗(yàn)演示通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示可以更直觀地理解氧族元素的性質(zhì)和反應(yīng)特點(diǎn)。例如，可以演示氧氣的助燃性，硫的燃燒反應(yīng)，以及鹵素與氧族元素的反應(yīng)等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生可以更深刻地理解氧族元素的化學(xué)性質(zhì)，并培養(yǎng)他們對(duì)化學(xué)的興趣。氧族元素在未來(lái)的發(fā)展方向新型材料開(kāi)發(fā)氧族元素在未來(lái)可能會(huì)應(yīng)用于高性能材料的制備，例如具有優(yōu)異性能的陶瓷、合金等。納米科技領(lǐng)域氧族元素在納米材料的設(shè)計(jì)與制備中具有巨大潛力，可以開(kāi)發(fā)出具有特定功能的納米材料。新能源領(lǐng)域氧族元素可以用于開(kāi)發(fā)新型電池和儲(chǔ)能材料，助力新能源的發(fā)展，例如高能