氧族元素 - Wikiwand
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氧族元素

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16族元素在周期表中的位置
氢(非金属) 氦(惰性气体)
锂(碱金属) 铍(碱土金属) 硼(类金属) 碳(非金属) 氮(非金属) 氧(非金属) 氟(卤素) 氖(惰性气体)
钠(碱金属) 镁(碱土金属) 铝(贫金属) 硅(类金属) 磷(非金属) 硫(非金属) 氯(卤素) 氩(惰性气体)
钾(碱金属) 钙(碱土金属) 钪(过渡金属) 钛(过渡金属) 钒(过渡金属) 铬(过渡金属) 锰(过渡金属) 铁(过渡金属) 钴(过渡金属) 镍(过渡金属) 铜(过渡金属) 锌(过渡金属) 镓(贫金属) 锗(类金属) 砷(类金属) 硒(非金属) 溴(卤素) 氪(惰性气体)
铷(碱金属) 锶(碱土金属) 钇(过渡金属) 锆(过渡金属) 铌(过渡金属) 钼(过渡金属) 锝(过渡金属) 钌(过渡金属) 铑(过渡金属) 钯(过渡金属) 银(过渡金属) 镉(过渡金属) 铟(贫金属) 锡(贫金属) 锑(类金属) 碲(类金属) 碘(卤素) 氙(惰性气体)
铯(碱金属) 钡(碱土金属) 镧(镧系元素) 铈(镧系元素) 镨(镧系元素) 钕(镧系元素) 钷(镧系元素) 钐(镧系元素) 铕(镧系元素) 钆(镧系元素) 铽(镧系元素) 镝(镧系元素) 钬(镧系元素) 铒(镧系元素) 铥(镧系元素) 镱(镧系元素) 镥(镧系元素) 铪(过渡金属) 钽(过渡金属) 钨(过渡金属) 铼(过渡金属) 锇(过渡金属) 铱(过渡金属) 铂(过渡金属) 金(过渡金属) 汞(过渡金属) 铊(贫金属) 铅(贫金属) 铋(贫金属) 钋(贫金属) 砹(类金属) 氡(惰性气体)
钫(碱金属) 镭(碱土金属) 锕(锕系元素) 钍(锕系元素) 镤(锕系元素) 铀(锕系元素) 镎(锕系元素) 钚(锕系元素) 镅(锕系元素) 锔(锕系元素) 锫(锕系元素) 锎(锕系元素) 锿(锕系元素) 镄(锕系元素) 钔(锕系元素) 锘(锕系元素) 铹(锕系元素) 𬬻(过渡金属) 𬭊(过渡金属) 𬭳(过渡金属) 𬭛(过渡金属) 𬭶(过渡金属) 鿏(预测为过渡金属) 𫟼(预测为过渡金属) 𬬭(预测为过渡金属) (过渡金属) (预测为贫金属) 𫓧(贫金属) 镆(预测为贫金属) 𫟷(预测为贫金属) 鿬(预测为卤素) 鿫(预测为惰性气体)
氮族  卤素
IUPAC族编号 16
以元素的命名 氧族元素
CAS族编号
(US, pattern A-B-A)
VIA
旧IUPAC族编号
(Europe, pattern A-B)
VIB

↓ 周期
2
(O)
8 非金属
3
(S)
16 非金属
4
(Se)
34 非金属
5
(Te)
52 类金属
6 (Po)
84 贫金属
7 𫟷 (Lv)
116 贫金属

图例
原始核素英语primordial element
放射性元素
原子序颜色:

固体液体气体

氧族元素是指元素周期表上第16ⅥA族)的元素,位于氮族元素卤素之间。氧族元素包含(O)、(S)、(Se)、(Te)、(Po)、𫟷(Lv),其中氧、硫、硒为非金属,碲为类金属,钋和𫟷则为贫金属。此外,钋和𫟷皆具有高度的放射性,且𫟷属于人造元素。在标准状况下,除氧单质气体外,其他元素的单质均为固体。由于氧和本族其他元素的化学性质差异较大,因此除氧之外的本族元素又合称为硫族元素

本族元素大多有着许多种同素异形体,例如硫有20种以上,氧有9种,钋有2种,而硒至少有5种。

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FeS2ZnS等。

物理性质

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克/升 -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,+6 固体 11.34 254 962
𫟷 Lv 0.228(推测) 0,+2,+4(推测)[1] 固体(推测) 14(推测)[1] 220(推测) 800(推测)

化学性质

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[2] 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[注 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[注 2];溶于SbF5生成S8(SbF6)2 [注 3];在FSO3H中用F2S2O6对硫选择性氧化,生成S16(FSO3)2 [注 4][3]
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)[注 5] 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[注 6];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[注 5] 生成碲化钾(K2Te)[注 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、HSO3F、液态三氧化硫中分别产生绿色、黄色和红色的溶液[注 6]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[注 8] 溶于硫酸生成含有简单阳离子硫酸盐
𫟷 不详 不详 不详 不详 不详 不详 不详 不详

注释:

  1. ^ 方程式为:
  2. ^ 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
  3. ^ 反应方程式为:;S82+离子是蓝色的,它存在着以下平衡:
  4. ^ 反应方程式为:;S162+离子是红色的。
  5. ^ 5.0 5.1 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。
  6. ^ 6.0 6.1 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+
  7. ^ 和熔融的氰化钾反应。
  8. ^ 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)。

化合物

氧族元素的二元化合物见下表:

参见

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 Haire, Richard G. Transactinides and the future elements. Morss; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (编). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements 3rd. Dordrecht, The Netherlands: Springer Science+Business Media. 2006. ISBN 1-4020-3555-1. 
  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年11月: P326. ISBN 7-03-002238-6. 
  3. ^ 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
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氧族元素
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