氧族元素





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氧族元素是元素周期表上的ⅥA族元素(IUPAC新规定:16族)。


这一族包含氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)、鉝(Lv)六种元素,其中釙、鉝为金属,碲為類金屬,氧、硫、硒是典型的非金属元素。在标准状况下,除氧单质为气体外,其他元素的单质均为固体。


在和金属元素化合时,氧、硫、硒、碲四种元素通常显-2氧化态;但当硫、硒、碲处于它们的酸根中时,最高氧化态可达+6。


一些过渡金属常以硫化物矿的形式存在于地壳中,如FeS2、ZnS等。




目录






  • 1 物理性质


  • 2 化学性质


  • 3 化合物


  • 4 参见


  • 5 参考资料





物理性质


氧族元素主要性质的比较










































































名称



元素符号



原子半径(nm)



主要化合价



状态(标况)



单质密度(克/立方厘米)



单质熔点(℃)



单质沸点(℃)


O 0.074 0,-2 气体 1.43 -218.4 -183
S 0.103 0,+2,+4,+6 固体 2.07 112.8 444.6
Se 0.116 0,+2,+4,+6 固体 4.81 217 684.9
Te 0.143 0,+2,+4,+6 固体 6.25 452 1390
Po 0.190 0,+2,+4 固体 11.34 254 962
Lv 0.228(推測) 0,+2,+4(推測)
固体(推測)
14(推測) 220(推測) 800(推測)


化学性质
















































































元素名称 在空气中燃烧 被发烟硝酸或王水氧化 和硫反应 和卤素反应[1]
和氰化钾(KCN)反应 和浓碱反应 和盐酸反应 其他
氧气在放电下生成臭氧,臭氧在受热下或有催化剂存在下变成氧气 不反应 生成二氧化硫 放电情况下反应 无资料 不反应 无资料
发出蓝色火焰,生成二氧化硫
生成硫酸
室温或中温下反应 生成硫氰酸钾(KSCN) 生成硫化物和亚硫酸盐
不反应 和浓硫酸共热生成二氧化硫[註 1];溶于发烟硫酸,伴随着SO2的生成,溶液变蓝,但久置或加热溶液颜色会改变[註 2];溶于SbF5生成S8(SbF6)2 [註 3];在FSO3H中用F2S2O6对硫选择性氧化,生成S16(FSO3)2 [註 4][2]
发出蓝色火焰,生成二氧化硒
生成亚硒酸
723K生成红色的Se4S4(通式为SenS8-n,n=1~7) 室温或中温下反应(不和碘反应,只能简单地吸附)[註 5]
生成硒氰酸钾(KSeCN) 生成硒化物和亚硒酸盐,酸化时析出硒 不反应 溶于发烟硫酸、HSO3F、液态三氧化硫中分别产生绿色、黄色和红色的溶液[註 6];和SbF5熔融生成含聚合阳离子的化合物如Se4(Sb2F11)2
发出蓝色火焰,生成二氧化碲
生成亚碲酸(溶于8mol/L的硝酸生成碱式硝酸碲(2TeO2·HNO3)) 生成TeS7,高压下可共结晶成Te7S10
室温或中温下反应[註 5]
生成碲化鉀(K2Te)[註 7]
生成碲化物和亚碲酸盐,酸化时析出碲 有空气存在下缓慢溶解 溶于发烟硫酸、HSO3F、液态三氧化硫中分别产生绿色、黄色和红色的溶液[註 6]和AsF5熔融生成含聚合阳离子的化合物如Te4(AsF6)2
燃烧生成二氧化钋 生成硝酸钋(Po(NO3)4)和各种碱式硝酸钋
不反应 室温或中温下反应 不详 不详 生成二氯化钋,迅速氧化成四氯化钋[註 8]
溶于硫酸生成含有简单阳离子的硫酸盐
不詳 不詳 不詳 不詳 不詳 不詳 不詳 不詳

注释:




  1. ^ 方程式为:S+2H2SO4→Δ3SO2↑+2H2O{displaystyle {ce {S + 2H2SO4 ->[Delta] 3SO2 ^ + 2H2O}}}{displaystyle {ce {S + 2H2SO4 ->[Delta] 3SO2 ^ + 2H2O}}}


  2. ^ 硫溶于发烟硫酸生成了环状阳离子(如S82+等)而使溶液变成蓝色,但若要分离出含有硫的环状阳离子的晶体,那会很困难。值得一提的是,硫溶于发烟硫酸后形成的溶液因为含有少量的Sn2+游离基的原因,而具有弱的顺磁性


  3. ^ 反应方程式为:S8+3SbF5⟶S82++2SbF6−+SbF3{displaystyle {ce {S8 + 3SbF5 -> S8^2+ + 2SbF6^- + SbF3}}}{displaystyle {ce {S8 + 3SbF5 -> S8^2+ + 2SbF6^- + SbF3}}};S82+离子是蓝色的,它存在着以下平衡:S162+↽2S82+↽4S42+{displaystyle {ce {S16^2+ <=> 2S8^2+ <=> 4S4^2+}}}{displaystyle {ce {S16^2+ <=> 2S8^2+ <=> 4S4^2+}}}


  4. ^ 反应方程式为:2S8+F2S2O6⟶S162++2FSO3−{displaystyle {ce {2S8 + F2S2O6 -> S16^2+ + 2FSO3^-}}}{displaystyle {ce {2S8 + F2S2O6 -> S16^2+ + 2FSO3^-}}};S162+离子是红色的。


  5. ^ 5.05.1 这些氧化物不单涉及元素的常见氧化态1、2、4和6,还包括表观氧化数小于1的低卤化物。


  6. ^ 6.06.1 展现出颜色是因为溶液中生成了环状聚合阳离子如Se42+、Se82+和Te42+


  7. ^ 和熔融的氰化钾反应。


  8. ^ 生成的二氯化钋由于钋的α辐射分解溶剂产生臭氧,将钋(II)氧化成钋(IV)。



化合物


氧族元素的二元化合物见下表:







参见



  • 元素周期表

  • 元素的族



参考资料




  1. ^ 张青莲. 《无机化学丛书》第五卷:氧硫硒分族. 北京: 科学出版社. 1991年11月: P326. ISBN 7-03-002238-6. 


  2. ^ 张青莲. 《无机化学丛书》第五卷:氧硫硒分族. 北京: 科学出版社. 1991年11月: P166–168. ISBN 7-03-002238-6. 













左方一族:

氧族元素
第16族(ⅥA)

右方一族:

氮族元素

卤素






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