氧族元素

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氧族元素元素周期表上的ⅥA族元素(IUPAC新规定:16族)。

这一族包含(O)、(S)、(Se)、(Te)、(Po)、Lv(Lv)六种元素,其中钋及Lv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。

物理性质[编辑]

氧族元素主要性质的比较

元素名称

元素符号

原子半径nm

主要化合价

状态(标况)

单质密度/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 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[编辑]

元素名称 在空气中燃烧 发烟硝酸王水氧化 和硫反应 卤素反应[1] 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) 生成硫化物亚硫酸盐 不反应 和浓硫酸共热生成二氧化硫(5);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(6);溶于SbF5生成S8(SbF6)2 (7);在FSO3H中用F2S2O6对硫选择性氧化,生成S16(FSO3)2 (8)[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(不和反应,只能简单地吸附)(1) 生成硒氰酸钾(KSeCN) 生成硒化物亚硒酸盐,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(4);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(1) 生成碲化鉀(K2Te)(2) 生成碲化物亚碲酸盐,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(4)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(3) 溶于硫酸生成含有简单阳离子硫酸盐

注释:
(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。
(2)和熔融的氰化钾反应。
(3)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)。
(4)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+
(5)方程式为:S+2H2SO4—Δ→3SO2↑+2H2O
(6)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
(7)反应方程式为:S8+3SbF5→S82++2SbF6-+SbF3;S82+离子是蓝色的,它存在着以下平衡:S162+<==>2S82+<==>4S42+(S42+是黄色的)(注:“<==>”表示可逆符号)。
(8)反应方程式为:2S8+F2S2O6→S162++2FSO3-;S162+离子是红色的。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  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. 1991.11: 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. 1991.11: 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