氧族元素的氫化物

维基百科,自由的百科全书
跳到导航 跳到搜索
水,硫化氢和硒化氢,3个典型的氧族元素氫化物

氧族元素的氫化物二元氢化物英语Binary compounds of hydrogen,为氧族元素原子:,和原子形成的化合物。是最早發現的这类化合物, 有一个氧原子和二个氢原子,也是地球表面最常见的氧族元素氫化物。[1]

含有一個氧族元素的雙氫化合物[编辑]

氧族元素最主要的氫化物(包括水在內)其化學式為H2X,X代表氧族元素。這些化合物是三原子化合物,其構型是角形分子構型,具有极性。水是地球生物中必需要的物質[2],在地球表面有70.9%是水。其他的氧族雙氫化合物多半有劇毒性,有類似蛋或蔬菜腐壞的惡臭。硫化氫是在缺氧環境下分解的常見產物,有類似的氣味,硫化氫也是火山气体。雖然硫化氫有毒性,不過人體仍會產生少量的硫化氫,作為细胞信号传送用。

水可以溶解其他的氧族雙氫化合物(至少可以溶解到分子量小於等於碲化氫的化合物),形成性溶液,這種溶液的酸性比卤化氢要弱,不過有類似的趨勢,其酸性都隨氧族元素原子量增加而變大,在水中的形式也類似(將水變成水合氢离子H3O+,溶質變成XH離子)。目前還不知道钋化氫和水是否會形成酸性溶液,或是類似金屬氫化物的物質(參見砹化氫)。

化合物 水溶液 化学式 幾何 pKa 模型
H2O H2O 2D labelled.svg 13.995 Water molecule 3D.svg
硫化氫 氫硫酸 H2S Hydrogen-sulfide-2D-dimensions.svg 7.0 Hydrogen-sulfide-3D-vdW.svg
硒化氫 氫硒酸 H2Se Hydrogen-selenide-2D-dimensions.svg 3.89 Hydrogen-selenide-3D-vdW.svg
碲化氫 氫碲酸 H2Te Hydrogen-telluride-2D-dimensions.svg 2.6 Hydrogen-telluride-3D-vdW.svg
钋化氢 氫釙酸 H2Po ? Polonium-hydride-3D-vdW.svg

以下是這些化合物的一些特性[3]

性质 H2O H2S H2Se H2Te H2Po
熔點(°C) 0.0 −85.6 −65.7 −51 −35.3
沸點(°C) 100.0 −60.3 −41.3 −4 36.1
−285.9 +20.1 +73.0 +99.6 ?
氣態分子的鍵角(H–X–H) 104.45° 92.1° 91° 90° 90.9°(預測)[4]
解離常數(HX, K1 1.8 × 10−16 1.3 × 10−7 1.3 × 10−4 2.3 × 10−3 ?
解離常數(X2−, K2 0 7.1 × 10−15 1 × 10−11 1.6 × 10−11 ?

含有二個氧族元素的雙氫化合物[编辑]

這類的化合物化學式為H2X2,比較不穩定,容易分解為氧族元素以及氧族元素的雙氫化合物。例如:2 H2O2→2 H2O+O2

這類化合物中最重要的是過氧化氫H2O2,淺藍色,幾近無色的液體,其揮發性比水低,但密度及粘度比水高。過氧化氫是重要的化合物,可以在不同酸鹼值下氧化或是還原其他物質,可以形成過氧金屬錯合物和過氧酸錯合物,也參與許多蛋白質的酸/鹼反應。低濃度的過氧化氫會用在家庭中,例如作為消毒劑或是頭髮漂白。不過高濃度溶液英语High-test peroxide就有高度危險性。

化合物 化學式 鍵長 模型
过氧化氢
H2O2
Wasserstoffperoxid.svg
Hydrogen-peroxide-3D-vdW.png
二硫化氫
H2S2
Hydrogen disulfide bonds.png
Hydrogen-disulfide-3D-vdW.png
二硒化氫[5]
H2Se2
Hydrogen-diselenide-3D-vdW.png
二碲化氫[6]
H2Te2

以下是一些相關的性質:

性质 H2O2 H2S2 H2Se2 H2Te2
熔點(°C) -0.43 −89.6 ? ?
沸點(°C) 150.2 (分解) 70.7 ? ?

参见[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ CIA – The world factbook. Central Intelligence Agency. [18 August 2016]. 
  2. ^ About the International Decade for Action 'Water for Life' 2005-2015. 
  3. ^ Greenwood and Earnshaw, pp. 766–7
  4. ^ Sumathi, K.; Balasubramanian, K. Electronic states and potential energy surfaces of H2Te, H2Po, and their positive ions. Journal of Chemical Physics. 1990, 92 (11): 6604–6619. Bibcode:1990JChPh..92.6604S. doi:10.1063/1.458298. 
  5. ^ Goldbach, Andreas; Saboungi, Marie-Louise; Johnson, J. A.; Cook, Andrew R.; Meisel, Dan. Oxidation of Aqueous Polyselenide Solutions. A Mechanistic Pulse Radiolysis Study. J. Phys. Chem. A. 2000, 104 (17): 4011–4016. Bibcode:2000JPCA..104.4011G. doi:10.1021/jp994361g. 
  6. ^ Hop, Cornelis E. C. A.; Medina, Marco A. H2Te2 Is Stable in the Gas Phase. Journal of the American Chemical Society. 1994, 1994 (116): 3163–4. doi:10.1021/ja00086a072.