氧族元素通性

氧族元素通性 王振山

氧族元素指周期系第ⅥA 族元素，它包括氧（O ）、硫（S ）、硒（Se ）、碲（Te ）、钋(Po)五个元素。除O 之外的S ，Se ，Te ，Po 又称硫族元素。其中氧是地壳中含量最多的元素，约占总质量的48.6%；硫在地壳中的含量只有0.052%，居元素丰度第16位，但在自然界的分布很广。

氧元素在地球上的丰度最高，达58%(以mol 计)，16O(993759%)，17O(0.037%)，

18

O(0.204%)；14O ，15O ，19O 为人工合成的同位素，t 1/2为数十秒。

元素在地壳中的存在形式比较复杂，只有少数能以单质存在，例如，氧和硫在自然界大量以游离态单质状态存在，其余均为化合物。化合物主要有氧化物和硫化物两大类。地质学上称前者为亲石元素，后者为亲硫元素。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。（S 有四种同位素: 32, 33, 34, 35）

氧族元素通性

氧族元素（ⅥA 族）：O 、S 、Se 、Te 、Po ，非金属、准金属、金属。

氧族元素的一些基本性质表

从表可以看出，氧族元素的性质变化趋势与卤素相似。氧族元素的金属性、原子半径、离子半径、熔点、沸点随原子序数增加而增大；电负性、电离能随原子序数增加而减小。 氧族元素原子的价层电子构型均为ns 2np 4，有获得2个电子达到稀有气体稳定结构的趋势。当氧族元素原子和其他元素化合时，如果电负性相差很大，则可以有电子的转移。例如，氧可以和大多数金属元素形成二元离子化合物，硫、硒、碲只能和低价态的金属形成离子型的化合物。当氧族元素和高价态的金属或非金属化合时，所生成的化合物主要为共价化合物。 氧和硫的性质相似，都活泼。氧能与许多元素直接化合，生成氧化物，硫也能与氢、卤素及几乎所有的金属起作用，生成相应的卤化物和硫化物。不仅氧和硫的单质的化学性质相似，它们的对应化合物的性质也有很多相似之处。

一、氧族元素

1、原子结构和元素的性质 ⑴、原子结构

*原子结构三要素：原子的电子层结构，原子半径，有效核电荷数。 ⑵、元素的性质 ①、元素性质的递变

②、硫分族（硫、硒、碲）

*元素的金属性与非金属性的含义（孤立的原子在化学反应中的性能）。例如，元素的非金属性强弱，是指元素的原子得电子能力的强弱。 *原子结构、元素在周期表中的位置、元素的性质，三者之间的关系。

③、氧族元素的非金属活泼性弱于卤素

氧族元素的原子获得两个电子形成简单阴离子X 2-的倾向，比卤素原子形成X -的倾向要小得多。例如，S 元素的非金属性[*氧元素的电负性(Pauling)=3.44,仅次于氟(3.98)；

氯（3.16）,硫（2.58）。] ２、成键特征：

⑴、本族元素价电子层结构为：ns 2np 4nd 0如SF 6，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O 2-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。

⑵、氧的成键特点： ①、Ｏ原子

a 、离子键Ｏ2-如：Ｎa 2Ｏ(与电负性较小的元素)，

b 、共价键(与其电负性相近的元素)，

c 、O

O ＜F S ＜Cl

＜

原子电负性大、半径小，生成双键(CO 2)，d 、O 原子可以与其它原子以三重键结合(CO ，NO)， e 、可以作为配位原子形成配合物。f 、O 原子可以把两个自旋相反的单电子归并，空出一个2P 轨道接受外来配位电子而成键；另外氧的孤电子对反馈到中心原子空的d 轨道形成d-p 反馈∏键(PO 43-，SO 42-) ②、O 2分子

a 、O 22-，—O —O —过氧化物，Na 2O 2，K 2O 2)

b 、O 2-(超氧化物，KO 2)

c 、O 2+,生成二氧基阳离子化合物，2O 2+F 2+2AsF 5=2O 2+[AsF 6]-，O 2+Pt+3F 2=O 2+[PtF 6]-ee 思考：O 2+,O 2,O 2-,O 22-的分子轨道表示式及键级③、O 3分子 离子键O 3-，KO 3臭氧化钾。

⑶、单线态氧及性质：S=1：2S+1=3；S=0：S+1=1。S 自旋量子数的合量

通常所说的单线态氧就是指1△g(1O 2)，单线态氧的生成可以通过光敏化法，微波放电法，化学方法。

敏化剂(基态)→敏化剂T 1(激发态)，敏化剂T 1+3O 2 能量传递敏化剂+1O 2A(有机作用物) +1O 2→AO 2(产物)

在化学方法中最常用的是H 2O 2－ClO -法：H 2O 2+ClO -→1O 2+H 2O+Cl - 单线态氧在有机体的代谢中会不断的生成与猝灭，并且在多种生理及病理生理过程中起作用。（好坏两方面）

⑷、与卤族元素相比：本族元素：价电子排布式n s 2n p 4，比ⅦA 元素相应的原子在p 轨道上少一个电子。因此，本族元素的原子获得两个电子形成X 2-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(E A2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(OF 2)，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。〔S→Te ：+2，+4，+6。(S→Te 正氧化态化合物稳定性逐渐增加)〕成键特点：①、O 、Ｓ以-２价形式形成离子型化合物。②、同过渡元素，非金属元素化合成共价化合物。③、Ｏ有-２（H 2O ）、-１（H 2O 2）、+２（OF 2） ⑷、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SCl 2、SF 2、TeCl 2、TeBr 2。对共价型氧化物则为-2氧化数，如：H 2O 、Cl 2O 、H 2S 。

sp

杂化态

E ns

np

nd 基态

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TeF 4

、TeCl 4、TeBr 4、TeI 4、SeF 4。

E ns

np

nd

激发态1

杂化态1

d