氧族元素 是指元素週期表 上第16族 (ⅥA族 )的元素 ,位于氮族元素 和鹵素 之间。氧族元素包含氧 (O)、硫 (S)、硒 (Se)、碲 (Te)、釙 (Po)、鉝 (Lv),其中氧、硫、硒為非金屬 ,碲為類金屬 ,釙和鉝則為貧金屬 。此外,釙和鉝皆具有高度的放射性 ,且鉝屬於人造元素 。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 。由於氧和本族其他元素的化學性質 差異較大,因此除氧之外的本族元素又合稱為硫族元素 。
本族元素大多有著許多種同素異形體 ,例如硫有20種以上,氧有9種,釙有2種,而硒至少有5種。
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 ]
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 (℃)
氧
O
0.074
0,-2
气体
1.43克/升
-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,+6
固体
11.34
254
962
鉝
Lv
0.228(推測)
0,+2,+4(推測) [1]
固体 (推測)
14(推測) [1]
220(推測)
800(推測)
化学性质 [ 编辑 ]
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[2]
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[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FSO3 H中用F2 S2 O6 对硫选择性氧化,生成S16 (FSO3 )2 [註 4] [3]
硒
发出蓝色火焰,生成二氧化硒
生成亚硒酸
723K生成红色的Se4 S4 (通式为Sen S8-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、HSO3 F、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 (Sb2 F11 )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Te7 S10
室温或中温下反应[註 5]
生成碲化鉀 (K2 Te)[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、HSO3 F、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 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 [註 8]
溶于硫酸生成含有简单阳离子 的硫酸盐
鉝
不詳
不詳
不詳
不詳
不詳
不詳
不詳
不詳
注释:
化合物 [ 编辑 ]
氧族元素的二元化合物见下表:
参考文獻 [ 编辑 ]
^ 1.0 1.1 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. (编) Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media . 2006. ISBN 1-4020-3555-1 .
^ 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 .
^ 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