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氧族元素的性质及相关反应
作者:(未知) 申领版权
2010年10月21日 共有 1820 次访问 【添加到收藏夹】 【我要附加题目
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    氧族元素通性
    
    周期系ⅥA族包括氧、硫、硒、碲、钋(O,S,Se,Te,Po)五种元素统称氧族元素,除O之外的S,Se,Te,Po又称硫族元素。氧和硫在自然界大量以游离态单质状态存在,硒、碲则有稀有元素,单质为准金属,通常以硒化物,碲化物存在硫化矿床中;钋则是典型金属元素,是一种放身性元素,存在于含铀和钍的矿床中。
    
    1.原子结构和氧化态
    
    本族元素价电子层结构为ns2np4,均有获得2个电子的趋势,故常见氧化数为-2。大多数金属氧化物是离子型的,含有O2-离子,而S,Se,Te形成的化合物离子性超过50%的为数则很少,因此在这些元素形成的化合物中,多为共价化合物。与卤族元素相比,本族元素的原子获得两个电子形成X2-的倾向较卤素原子形成X-的倾向小得多,因为氧族元素的原子结合第二个电子是需要吸收能量的(EA2为正值)。本族除O之外,S,Se,Te形成化合物时,还可有 2, 4, 6 等氧化数,氧则仅与F这种电负性最大的元素形成化合物时有 2氧化数(OF2),其原因是O的电负性大,且价电子层为n=2,只能容纳8个电子,要将电子拆单成键,使氧化数高于 2,就需将电子激发到较高能层,这就需要过高的能量,而硫族元素则电负性相对较小,又有价层d轨道的利用,它们可以拆开成对电子而生成4个或6个价键。
    
    形成共价单键的成键方式:
    
    
    
    电子构型四面体,分子角型; 2氧化数,如SCl2、SF2、TeCl2、TeBr2。对共价型氧化物则为-2氧化数,如:H2O、Cl2O、H2S。
    
    
    
    孤对电子通常占据赤道平面上的一个位置;电子构型三角双锥,分子构型畸变的四面体,形成 4氧化数,如TeF4、TeCl4、TeBr4、TeI4、SeF4。
    
    
    
    电子构型八面体,分子构型亦为八面体, 6氧化数,如SF6。
    
    与卤素含氧酸一样,在S,Se,Te的含氧酸及其盐中,中心原子采取SP3杂化,形成d- pπ 配键,但其中碲酸H6TeO6则与碘酸类似,中心原子也取sp3d2杂化,为正八面体结构。
    
    2.重要性质递变规律
    
    (1)原子共价半径,离子半径(-2, 6),单质的熔沸点从O-Te递增,非极性分子色散力随分子量递增(S,Se,Te为多原子分子)。
    
    (2)I1、EA1、EA2、χ(电负性)从O-Te递减,但O的EA1与F在卤素中类似,出现反常。
    
    (3)单质的键离解能书中指单键,O-O键反常地小,与其r特别小有关(因分子组成原子数不同,不作比较)。
    
    (4)单质的氧化性,见P444 电势图
    
    φ°A(V) O2/H2O 1.23 S/H2S 0.14 Se/H2Se -0.99 Te/H2Te -0.69
    
    φ°B(V) O2/OH- 0.401 S/S2- -0.476 Se/Se2- 0.78 Te/Te2- -0.92
    
    可见从O2-Te呈降低趋势
    
    (5)从O2-Po,非金属性——金属性
    
    3.与卤族元素通性的比较
    
    (1)同族从上——下,元素性质变化规律类似。
    
    (2)族间比较
    
    同周期氧族元素与卤素相比,电子层数不变,但从左——右有效核电数Z*e增加,r减小,得电子趋势增大,因此同周期的氧族元素的I1,EA1均较卤族元素小,(单质)氧化力减弱,非金属性减弱。
    
    从同族性质变化来看,虽然两族都是从上——下,非金属性减弱,但氧族的化性递变更明显:O2为典型非金属,而Po为金属。
    
    (3)在同族元素中,O与F具有类似性,即均是n=2,次外层(内层)只有2个电子,价层无d轨道,半径特别小,故与本族其它元素相比,出现一些异常,如EA1反常,氧化力特别强,等等。
    
    (4)氧与硫的相似性小,而与卤素在性质上有颇多相似,如形成的金属化合物大多为离子型化合物等。
    
    (5)本族所有元素都存在不止一种的同素异形体,而卤素则无此特点。 
    
    
   

 

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