二氧化釙

二氧化釙 ，又稱氧化釙(IV)是一種無機化合物，化學式PoO₂。它是釙的三個氧化物之一，另外兩個是一氧化釙(PoO) 和 三氧化釙(PoO₃)。它在室溫下是淡黃色晶體。在低壓（例如真空）下，它會在 500 °C 以上分解成釙和氧。 它是釙最穩定的氧化物，也是一種氧族元素互化物（英語：interchalcogen）。^[5]

二氧化釙
系統IUPAC名 Polonium dioxide
識別
CAS號	7446-06-2
SMILES	O=[Po]=O
性質
化學式	PoO2
摩爾質量	240.98 g/mol[1] g·mol⁻¹
外觀	淡黃色晶體[1][2][3]
密度	8.9 g/cm3[1]
熔點	500 °C（773 K）（(分解)[1][2] 在 885 °C 下升華(氧存在下)[2][4]）
結構
晶體結構	螢石，皮爾遜符號 cF12
空間群	Fm3m (No 225)
晶格常數	a = 0.5637 nm[3]
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

結構和外觀

在室溫下，二氧化釙有着螢石結構。當加熱時，它會轉變成四方晶系。螢石結構的二氧化釙是淡黃色的，而四方晶系的是紅色的。 隨着溫度的升高，二氧化釙的顏色也越來越深，到了升華點 885 °C 時變成了巧克力色。^[2][3]Po4+
的離子半徑是 1.02 或 1.04 Å。因此， Po4+
/O2−
的半徑比是 0.73，是形成螢石結構所需的半徑比的下限，因此二氧化釙有兩種結構。 當剛製備時，二氧化釙總是呈四方晶系，在靜置或強烈冷卻後變為螢石結構。 ^[6]

天然存在

二氧化釙不存在於自然界。這是由於釙在自然界中的稀有度和形成二氧化物所需的溫度（250 °C）而不存在。^[2]

製備

二氧化釙可以由釙和氧在 250 °C 下化合而成。它也可以由氫氧化釙(IV) (PoO(OH)₂)， 二硫酸釙 (Po(SO₄)₂)，硒酸釙 (Po(SeO₄)₂)或四硝酸釙 (Po(NO₃)₄)的熱分解而成。^[2][4]

化學性質

在 200 °C的氫氣下，二氧化釙會緩慢還原成金屬釙。 這種還原在 250 °C 下的 氨或硫化氫中也會發生。 當二氧化釙在二氧化硫中加熱到 250 °C時，一種白色物質會因此產生，可能是亞硫酸釙。^[6] 當二氧化釙水解時，會形成亞釙酸（H₂PoO₃），並形成淺黃色沉澱。亞釙酸是兩性化合物，與酸和鹼反應。 ^[2][4]

二氧化釙和鹵化氫的反應可以形成四鹵化釙：^[2]

PoO₂ + 4 HF → PoF₄ + 2 H₂O

PoO₂ + 4 HCl → PoCl₄ + 2 H₂O

PoO₂ + 4 HBr → PoBr₄ + 2 H₂O

PoO₂ + 4 HI → PoI₄ + 2 H₂O

在反應中，二氧化釙表現的像二氧化碲，形成 Po(IV) 鹽。不過，氧族元素氧化物的酸性會隨着族往下而變弱，因此二氧化釙和氫氧化釙(IV) 比它們較輕的同類物有更弱的酸性。^[6] 舉個例子，SO₂、SO₃、SeO₂、SeO₃ 和 TeO₃是酸性的，不過TeO₂是兩性的。 PoO₂ 也是兩性的，甚至它帶有一點的鹼性。^[7]

二氧化釙和氫氧化鉀或硝酸鉀的反應形成亞釙酸鉀 (K₂PoO₃)：^[6]

PoO₂ + 2 KOH → K₂PoO₃ + H₂O

PoO₂ + 2 KNO₃ → K₂PoO₃ +2 NO

二氧化釙和亞釙酸根 (PoO2−
3)的關係類似於三氧化釙和 釙酸根 (PoO2−
4)的關係。

應用

除了學術研究以外，二氧化釙目前沒有用處。^[6]

危險性

所有釙化合物，包括二氧化釙，都是強放射性 的，需要存放於手套箱。 這個手套箱還必須封閉在與手套箱類似的另一個箱中，並保持在比手套箱稍低的壓力下，以防止放射性物質泄漏。 天然橡膠製成的手套不能提供足夠的防護來防止釙的輻射，手術手套是必要的。 氯丁橡膠制手套比天然橡膠手套有更高的抗放射性能力。^[6]