第 16 族:氧族(硫族元素)
第 16 族包含氧、硫、硒、碲、釙和人工合成元素鉝。每個原子都有六個最外層電子,離完整的八隅體差兩個,所以較輕的成員通常得到兩個電子或形成兩個鍵。氧是地殼中含量最多的元素,位居這一行之首。
六個最外層電子:ns² np⁴
每種電子組態都以 ns² np⁴ 結尾,如氧([He] 2s² 2p⁴)和硫([Ne] 3s² 3p⁴)。得到兩個電子會形成帶 2− 電荷的離子,如氧離子 O²⁻ 和硫離子 S²⁻,而共用兩個電子則形成水(H₂O)和硫化氫(H₂S)等分子。
氧幾乎總是 −2,但硫、硒和碲也能達到 +4 和 +6,如在二氧化硫(SO₂)和硫酸(H₂SO₄)中。位於底部的釙形成 +2 和 +4 的化合物。
沿著這一族往下的趨勢
電負度從氧的 3.44(僅次於氟)降到硫的 2.58、碲的 2.1 和釙的 2.0。氧是在 54.36 K 熔化的氣體,而硫在 388.36 K 熔化,硒在 494 K,碲在 722.66 K。密度從硫的 2.07 g/cm³ 攀升到碲的 6.24 g/cm³ 和釙的 9.196 g/cm³。
元素的特性隨著這些數字而改變:氧、硫和硒是非金屬,碲是類金屬,釙是具放射性的金屬。
你在哪裡會遇到第 16 族
你呼吸氧氣,它構成水的大部分質量,也占地殼質量的近一半。硫被轉化成硫酸,並使輪胎用的橡膠變硬,含硫化合物則賦予臭蛋和臭鼬噴霧的氣味。硒是巴西堅果中含有的微量營養素,碲則用於薄膜太陽能板和可重複寫入的光碟。
造礦者與一種危險的金屬
硫族元素(chalcogen)這個名稱的意思是「造礦者」,因為許多金屬礦石是氧化物或硫化物。釙由瑪麗和皮耶·居禮於 1898 年發現,以波蘭命名,具有強烈的放射性,毒性極強。鉝(116)以勞倫斯利佛摩國家實驗室命名,每次只製造出幾個原子,所以它的性質是預測的,而非測量得到的。
第 16 族:沿族向下的性質變化
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| 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 | 釙 | Po | 6 | +2, +4 | 2 | 197 | 527 K (253.9 °C) | 9.196 g/cm³ |
| 116 | 鉝 | Lv | 6 | — | — | — | — | — |