氧族元素檢視原始碼討論檢視歷史
| 氧族元素 |
 |
|
中文名稱；氧族元素 外文名稱；Chalcogen 別名；ⅥA族元素 成員；氧、硫、硒、碲、釙、鉝 |
氧族元素是位於元素周期表上ⅥA族元素，包含氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、釙（Po）、鉝（Lv）六種元素，其中釙、鉝為金屬，碲為準金屬，氧、硫、硒是典型的非金屬元素。[1]
基本信息
物理性質
熔點沸點依次遞增（除釙外都是分子晶體，所以熔沸點隨相對分子質量增大而增高。）
氧族元素
氧族元素是元素周期表上的ⅥA族元素。這一族包含氧（O）、硫（S）、硒（Se）、碲（Te）、釙（Po）、鉝（Lv）六種元素，其中釙為金屬，碲為類金屬，氧、硫、硒是典型的非金屬元素。在標準狀況下，除氧單質為氣體外，其他元素的單質均為固體。在和金屬元素化合時，氧、硫、硒、碲四種元素通常顯-2氧化態；但當硫、硒、碲處於它們的酸根中時，最高氧化態可達+6。一些過渡金屬常以硫化物礦的形式存在於地殼中，如FeS2、ZnS等。
簡介
氧族元素 Chalcogen
在標準狀況下，除氧單質為氣體外，其他元素的單質均為固體。化合物中，氧、硫、硒、碲四種元素通常顯-2氧化態，穩定性從氧到碲降低；硫、硒、碲最高氧化態可達+6。 氧、硫、硒的單質可以直接與氫氣化合，生成氫化物。
此外，氧族元素間也可形成氧族元素互化物，但很多性質與氧族元素單質並不相似。
原子結構
相同點
·原子最外層有6個電子
·反應中易得到2個電子
·表現氧化性
不同點
·除氧外其它氧族元素d軌道可參與成健，形成配位數為6的絡合物
·核電荷數依次增大
·電子層數依次增大
·原子半徑依次增大，得電子能力依次減弱,氧化性依次減弱.
氧氣通常條件下是呈無色、無臭和無味的氣體，密度1.429克/升，1.419克/立方厘米（液），1.426克/立方厘米（固），熔點-218.4℃，沸點-182.962℃，在-182.962℃時液化成淡藍色液體，在-218.4℃時凝固成雪狀淡藍色。固體在化合價一般為0和-2。電離能為13.618電子伏特。除惰性氣體外的所有化學元素都能同氧形成化合物。大多數元素在含氧的氣氛中加熱時可生成氧化物。有許多元素可形成一種以上的氧化物。氧分子在低溫下可形成水合晶體O₂.H₂O和O₂.H₂O₂，後者較不穩定。氧氣在空氣中的溶解度是：4.89毫升/100毫升水（0℃），是水中生命體的基礎。氧在地殼中豐度占第一位。乾燥空氣中含有20.946%體積的氧；水有88.81%重量的氧組成。除了O16外，還有O17和O18同位素。
硫
單質物理性質：
通常為淡黃色晶體，它的元素名來源於拉丁文，原意是鮮黃色。單質硫有幾種同素異形體，菱形硫（斜方硫）和單斜硫
是現在已知最重要的晶狀硫。它們都是由S8環狀分子組成。
密度 熔點 沸點 存在條件
菱形硫(S8) 2.07克/立方厘米 112.8℃ 444.674℃ 200℃以下
單斜硫(S8) 1.96克/厘米3 119.0℃ 444.6℃ 200℃以上
硫單質導熱性和導電性都差。性鬆脆，不溶於水,易溶於二硫化碳(彈性硫只能部分溶解)。無定形硫主要有彈性硫，是由熔態硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩定，可轉變為晶狀硫(正交硫),正交硫是室溫下唯一穩定的硫的存在形式。
化學性質:
化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。化學性質比較活潑，能與氧、金屬、氫氣、鹵素（溴和碘除外）及已知的大多數元素化合。還可以與強氧化性的酸、鹽、氧化物，濃的強鹼溶液反應。它存在正氧化態，也存在負氧化態，可形成離子化合物、共價化合成物和配位共價化合物。
硒
稀散元素之一。在已知的六種固體同素異形體中，三種晶體（α單斜體、β單斜體，和灰色三角晶）是最重要的。也以三種非晶態固體形式存在；紅色和黑色的兩種無定形玻璃狀的硒。前者性脆，密度4.26克/厘米3；後者密度4.28克/厘米3。第一電離能為9.752電子伏特。硒在空氣中燃燒發出藍色火焰，生成二氧化硒（SeO₂）。也能直接與各種金屬和非金屬反應，包括氫和鹵素。不能與非氧化性的酸作用，但它溶於濃硫酸、硝酸和強鹼中。溶於水的硒化氫能使許多重金屬離子沉澱成為微粒的硒化物。硒與氧化態為+1的金屬可生成兩種硒化物，即正硒化物（M2Se）和酸式硒化物（MHSe）。正的鹼金屬和鹼土金屬硒化物的水溶液會使元素硒溶解，生成多硒化合物（M2Sen），與硫能形成多硫化物相似。
碲
有結晶形和無定形兩種同素異形體。電離能9.009電子伏特。結晶碲具有銀白色的金屬外觀，密度6.25克/厘米3，熔點452℃，沸點1390℃，硬度是2.5（莫氏硬度）。不溶於同它不發生反應的所有溶劑，在室溫時它的分子量至今還不清楚。無定形碲（褐色），密度6.00克/厘米3，熔點449.5±0.3℃，沸點989.8±3.8℃。碲在空氣中燃燒帶有藍色火焰，生成二氧化碲；可與鹵素反應，但不與硫、硒反應。溶於硫酸、硝酸、氫氧化鉀和氰化鉀溶液。易傳熱和導電。
元素來源：碲是稀散金屬之一，有兩種同素異形體，一種為結晶形、具有銀白色金屬光澤；另一種為無定形，為黑色粉末。結晶形碲的熔點為449.8℃，密度為6.24克/厘米3。性脆。碲的化學性質與硒相似，在空氣或氧中燃燒生成二氧化碲，發出藍色火焰；易和鹵素劇烈反應生成碲的鹵化物，在高溫下不與氫作用。
從電解銅的陽極泥和煉鋅的煙塵等中回收製取。
釙
密度9.4克/立方厘米。熔點254℃，沸點962℃。所有釙的同位素都是放射性的。已知有兩種同位素異形體：α-Po為單正方體；β-Po為單菱形體。在約36℃時，發生α-Po轉化為β-Po的相變。金屬、質軟。物理性質似鉈、鉛、鉍。化學性質近似碲。溶於稀礦酸和稀氫氧化鉀。釙的化合物易於水解並還原。化合價已有+2和+4價，也有+6價存在。釙是世界上最稀有的元素。
釙同位素中最普遍、最易得的是釙-210，其半衰期僅有138天，其放射性比鐳大近5000倍。釙-210危險性很大，在操作時即便是很小量也要格外小心謹慎。
·能與大多數金屬反應；
·均能與氫化合生成氣態氫化物；
·均能在氧氣中燃燒；
·最高價氧化物對應的水化物為酸；
·都具有非金屬性。因為非金屬性相近，經常有性質相似的取代產物，如氧氰與硫氰、硒氰，醇與硫醇，酚與硫酚，羧酸與硫代羧酸，硫代酸（硫代硫酸，硫代碳酸，硫代磷酸都是相應酸中氧被硫取代）與硒代酸等。
遞變性
·氣態氫化物的穩定性逐漸減弱；（由高溫穩定的水到常溫分解的碲化氫）
·氣態氫化物的還原性逐漸增強；
·氣態氫化物水溶液的酸性逐漸增強；（電離度由水的百萬分之一，氫硫酸的約0.1%，氫硒酸的約3%，氫碲酸的約50%遞變明顯）
·同價態氧化物對應水化物酸性逐漸減弱；（硫酸，硒酸是強酸，碲酸酸性與碳酸相當，亞硫酸為中強酸，亞硒酸弱酸、亞碲酸為不溶於水弱酸，氫氧化釙（Ⅳ）為兩性膠體）
·非金屬性逐漸減弱；
·氧化物的鹼性逐漸增強，並開始出現兩性（硫、硒、碲的4價氧化物酸性越來越弱，二氧化釙為兩性）
化合物
常見的氧族元素的化合物有：氧化物、硫化物、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硒酸鹽、碲酸鹽。下文將列舉出一些常見的化合物。
二氧化硫
二氧化硫（化學式：SO₂）是最常見的硫氧化物。無色氣體，有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一。火山爆發時會噴出該氣體，在許多工業過程中也會產生二氧化硫。由於煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。若把SO₂進一步氧化，通常在催化劑如二氧化氮的存在下，便會生成硫酸。
二氧化硫可以通過硫的燃燒取得：S+O2==點燃==SO2；也可以通過銅和濃硫酸反應製得：Cu+2H₂SO4(濃)—Δ→CuSO4+SO2↑+2H2O。實驗室則用稀硫酸和亞硫酸鈉製備：H₂SO4+Na₂SO3==Na2SO4+SO₂↑+H₂O.
SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。可以與水作用得到二氧化硫水溶液，即「亞硫酸」（中強酸），但溶液中不存在亞硫酸分子。SO2與鹼反應形成亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽。以與氫氧化鈉的反應為例，產物是 Na2SO3還是 NaHSO3，取決於二者的用量關係。二氧化硫和鹼性氧化物反應生成鹽。
SO2有還原性，可以和氧化性物質如氯氣反應：SO2+Cl2==SO2Cl2，在有水存在時，則：SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl；二氧化硫可以被氧氣氧化生成三氧化硫。二氧化硫可以被硝酸、高錳酸鉀、溴等氧化。
SO2也有氧化性，可以和還原性物質反應，如：2H2S+SO2==2H2O+3S.
SO2在水溶液中不穩定，隔絕空氣加熱可發生歧化反應：3SO2+2H2O==2H2SO4+S
SO2有漂白性，它的漂白作用是由於與某些有色物質生成不穩定的無色物質，但這種無色物質容易分解使物質恢復原來的顏色，但這只是暫時的，如被二氧化硫漂白的品紅加熱可以恢復顏色。工業上用二氧化硫漂白紙張，所以，紙張久置後，會逐漸變黃，這是因為失去了二氧化硫的緣故。SO2的漂白屬於化學變化。
液態的SO2可以發生自偶電離：2SO2→SO(2+)+SO3(2-)。
參考來源