第 16 族:氧族(硫族元素)
第 16 族包含氧、硫、硒、碲、钋和人工合成的元素鉝。每个原子有六个外层电子,距离完整的八隅体还差两个,所以较轻的成员通常得到两个电子或形成两个键。氧是地壳中含量最多的元素,位居这一列之首。
六个外层电子:ns² np⁴
每种元素的电子排布都以 ns² np⁴ 结尾,如氧([He] 2s² 2p⁴)和硫([Ne] 3s² 3p⁴)。得到两个电子形成带 2− 电荷的离子,如氧离子 O²⁻ 和硫离子 S²⁻,而共用两个电子则形成水(H₂O)和硫化氢(H₂S)这样的分子。
氧几乎总是 −2 价,但硫、硒和碲还可以达到 +4 和 +6 价,如在二氧化硫(SO₂)和硫酸(H₂SO₄)中。位于底部的钋形成 +2 和 +4 价的化合物。
沿族向下的变化趋势
电负性从氧的 3.44(仅次于氟)降到硫的 2.58、碲的 2.1 和钋的 2.0。氧是在 54.36 K 熔化的气体,而硫在 388.36 K 熔化,硒在 494 K,碲在 722.66 K。密度从硫的 2.07 g/cm³ 升到碲的 6.24 g/cm³ 和钋的 9.196 g/cm³。
元素的性质随着这些数值而变化:氧、硫和硒是非金属,碲是类金属,钋是放射性金属。
你在哪里会遇到第 16 族
你呼吸氧气,它构成了水的大部分质量和地壳近一半的质量。硫被用来制造硫酸,并使轮胎用的橡胶变硬,含硫化合物使臭鸡蛋和臭鼬喷出的液体有了气味。硒是巴西坚果中含有的微量营养素,碲用于薄膜太阳能电池板和可重写光盘。
造矿元素与一种危险的金属
硫族元素(chalcogen)这个名称的意思是“成矿元素”,因为许多金属矿石是氧化物或硫化物。钋由玛丽·居里和皮埃尔·居里于 1898 年发现,以波兰命名,具有极强的放射性,毒性极大。鉝(116)以劳伦斯利弗莫尔国家实验室命名,每次只能制造出少数几个原子,所以它的性质是预测的,而不是测量的。
第 16 族:沿族向下的性质变化
点击列标题可排序。
| 8 | 氧 | O | 6 | −2 | 3.44 | 152 | 54.36 K (-218.8 °C) | 1.429 g/L |
| 16 | 硫 | S | 6 | −2 | 2.58 | 180 | 388.36 K (115.2 °C) | 2.07 g/cm³ |
| 34 | 硒 | Se | 6 | −2 | 2.55 | 190 | 494 K (220.9 °C) | 4.81 g/cm³ |
| 52 | 碲 | Te | 6 | −2 | 2.1 | 206 | 722.66 K (449.5 °C) | 6.24 g/cm³ |
| 84 | 钋 | Po | 6 | +2, +4 | 2 | 197 | 527 K (253.9 °C) | 9.196 g/cm³ |
| 116 | 鉝 | Lv | 6 | — | — | — | — | — |