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)、Lv(Lv)六种元素,其中钋为金属,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 |
[编辑] 物理性质
氧族元素主要性质的比较
|
元素名称 |
主要化合价 |
单质沸点(℃) |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 氧 | O | 0.074 | 0,-2 | 气体 | 1.43 | -218.4 | -183 |
| 硫 | S | 0.103 | 0,+2,+4,+6 | 固体 | 2.07 | 112.8 | 444.6 |
| 硒 | Se | 0.116 | 0,+2,+4,+6 | 固体 | 4.81 | 217 | 684.9 |
| 碲 | Te | 0.143 | 0,+2,+4,+6 | 固体 | 6.25 | 452 | 1390 |
| 钋 | 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) |
[编辑] 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 | 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 | — |
| 硫 | 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(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] |
| 硒 | 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)(1) | 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(4);和SbF5熔融生成含聚合阳离子的化合物如Se4(Sb2F11)2等 |
| 碲 | 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(4)和AsF5熔融生成含聚合阳离子的化合物如Te4(AsF6)2等 |
| 钋 | 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的硫酸盐 |
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。
[编辑] 参见
[编辑] 参考资料
- ^ 张青莲. 《无机化学丛书》第五卷:氧硫硒分族. 北京: 科学出版社. 11 1991: P326. ISBN 7-03-002238-6.
- ^ 张青莲. 《无机化学丛书》第五卷:氧硫硒分族. 北京: 科学出版社. 11 1991: 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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