過(guò)氧化物M2O2中含有過(guò)氧離子O22-或[—O—O—]2-。其分子軌道式如下:
[KK(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)4]
成鍵和反鍵π軌道大致抵銷,由填充σ2px軌道的電子形成一個(gè)σ鍵,鍵級(jí)為1。
堿金屬最常見(jiàn)的過(guò)氧化物是過(guò)氧化鈉,實(shí)際用途也較大。將鈉加熱至熔化,通入一定量的除去CO2的干燥空氣,維持溫度在453~473K之間,鈉即被氧化為Na2O;進(jìn)而增加空氣流量并迅速提高溫度至573~673K,即可制得Na2O2(淡黃色粉末):
4Na+O2=(453~473K)2Na2O
2Na2O+O2=(573~673K)2Na2O2
Na2O2與水或稀酸反應(yīng)而產(chǎn)生H2O2,H2O2立即分解放出氧氣:
Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH
Na2O2+H2SO4=H2O2+Na2SO4
2H2O2=2H2O+O2↑
所以Na2O2可用作氧化劑、漂白劑和氧氣發(fā)生劑。Na2O2與CO2反應(yīng),也能放出氧氣:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
利用這一性質(zhì),Na2O2在防毒面具、高空飛行和潛艇中用作CO2的吸收劑和供氧劑。
過(guò)氧化鈉在堿性介質(zhì)中是一種強(qiáng)氧化劑,例如在堿性溶液中,它可以把As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ)的化合物,把Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ)的化合物等。在分析化學(xué)中,常用它來(lái)氧化分解(堿熔)某些礦物。例如,它能將硫、錳、鉻、釩、錫等成分氧化成可溶的含氧酸鹽,而自試樣中分離出來(lái),因此常用作分解礦石的熔劑。例如
Cr2O3+3Na2O2=2Na2CrO4+Na2O
MnO2+Na2O2=Na2MnO4
由于Na2O2有強(qiáng)堿性,熔融時(shí)不能采用瓷制器皿或石英器皿,宜用鐵、鎳器皿。由于它有強(qiáng)氧化性,熔融時(shí)遇到棉花、炭粉或鋁粉會(huì)發(fā)生爆炸,使用時(shí)應(yīng)十分小心。
堿土金屬的過(guò)氧化物以BaO2較為重要。在773~793K時(shí),將氧氣通過(guò)氧化鋇即可制得:
2BaO+O2=(773~793K)2BaO2
BaO2與稀酸反應(yīng)生成H2O2,這是H2O2的實(shí)驗(yàn)室制法:
BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2
過(guò)氧化鋇還可作供氧劑、引火劑等。
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