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p區(qū)元素（元素周期表中IIIA族元素~0族元素）

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p區(qū)元素

元素周期表中IIIA族元素~0族元素

p區(qū)元素包括元素周期表中IIIA族元素~0族元素。IIIA族元素又稱為硼族元素，包括硼B(yǎng)、鋁Al、鎵Ga、銦In、鉈Tl等元素IVA族元素又稱作碳族元素，包括碳C、硅Si、鍺Ge、錫Sn、鉛Pb等元素VA族元素又稱作氮族元素，包括氮N、磷P、砷As、銻Sb、鉍Bi等元素VIA族元素又稱為氧族元素，包括氧O、硫S、硒Se、碲Te、釙Po等元素VIIA族元素又稱鹵素，包括氟F、氯Cl、溴Br、碘I、砹At等元素；0族元素，又稱為稀有氣體或惰性氣體，包括氖Ne、氬Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn等元素（不包括氦，氦為s區(qū)元素）。

基本信息

中文名	p區(qū)元素
外文名	elements of area p
學(xué)科	無(wú)機(jī)化學(xué)
包括	IIIA族元素~0族元素

p區(qū)元素概述

原子半徑

p區(qū)元素包括了除氫以外的所有非金屬元素和部分金屬元素。p區(qū)元素的原子半徑在同一族中，自上而下逐漸增大，獲得電子的能力、元素的非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。這些變化規(guī)律在第ⅢA～ⅤA族中表現(xiàn)得很突出。除第ⅦA和0族外，p區(qū)元素都由明顯的非金屬過(guò)渡到金屬元素。第二周期中的元素與同族其它元素相比，化學(xué)性質(zhì)有較大的差別。

電子構(gòu)型

p區(qū)元素的價(jià)電子構(gòu)型為ns np ，它們大多都有多種氧化態(tài)。ⅢA～ⅤA族元素自上而下，低氧化態(tài)化合物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，高氧化態(tài)化合物的穩(wěn)定性則逐漸減弱。

例如，ⅣA族中的Si(Ⅳ)的化合物很穩(wěn)定，Si(Ⅱ)的化合物則不穩(wěn)定；Ge(Ⅳ)的化合物較Ge(Ⅱ)化合物稍穩(wěn)定些；Pb(Ⅳ)的化合物很不穩(wěn)定，而Pb(Ⅱ)的化合物則較穩(wěn)定，Pb(Ⅳ)容易得到電子變?yōu)镻b(Ⅱ)，表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性。這種同一族元素自上而下低氧化態(tài)化合物較高氧化態(tài)化合物越來(lái)越穩(wěn)定的現(xiàn)象叫做惰性電子對(duì)效應(yīng)。

一般認(rèn)為，隨著原子序數(shù)的增加，外層ns軌道中的這對(duì)電子越來(lái)越不容易參與成鍵，顯示出一定的惰性。因此高氧化態(tài)化合物易獲得2個(gè)電子而形成ns 電子結(jié)構(gòu)。

氫化物穩(wěn)定性

p區(qū)元素在許多化合物中以共價(jià)鍵結(jié)合。除In和Tl以外，p區(qū)元素形成的氫化物都是共價(jià)型的。同一族中氫化物的穩(wěn)定性自上而下逐漸減弱。

如穩(wěn)定性：NH>PH>AsH>SbH>BiH。

第二周期元素的反常性

按照一般的規(guī)律，同一族中元素單鍵鍵能自上而下依次遞減，但第二周期元素則反常。例如，氮、氧、氟的單鍵鍵能分別小于第三周期元素磷、硫、氯的單鍵鍵能。

造成這一反常現(xiàn)象的原因是：N、O、F原子半徑小，兩原子成鍵時(shí)鍵長(zhǎng)較短，原子中未參與成鍵的電子之間有明顯的排斥作用，從而削弱了共價(jià)單鍵的強(qiáng)度。

第四周期元素性質(zhì)的異樣性

從第四周期起，在s區(qū)元素和p區(qū)元素之間插入了d區(qū)元素，使第四周期p區(qū)元素的有效核電荷顯著增大，對(duì)核外電子的吸引力增強(qiáng)，原子半徑比同周期s區(qū)元素顯著地減小。因此p區(qū)第四周期元素（Ga、Ge、As、Se、Br）的性質(zhì)在同族中表現(xiàn)出異樣性。

例如，在ⅤA族中，不存在砷的氯化物AsCl，這與P和Sb能形成高氧化態(tài)的氯化物不同。在第ⅦA族元素的含氧酸中，溴酸、高溴酸的氧化性均較氯酸、高氯酸強(qiáng)。

第五、六周期元素同樣有d電子（第六周期元素還有f電子），這對(duì)元素性質(zhì)同樣產(chǎn)生影響，四、五、六周期元素的性質(zhì)仍然會(huì)有規(guī)律性的變化，但變化的幅度遠(yuǎn)不如s區(qū)元素那樣大。

氟、氯、溴、碘及其化合物

周期表中的ⅦA族元素，包括氟（Fluorine）、氯（Chlorine）、溴（Bromine）、碘（Iodine）和砹（Astatine）等五種元素，通稱為鹵族元素（halogens group）。因它們都能直接和金屬化合生成鹽類，例如NaCl，故得名，希臘原文意為“成鹽元素”。砹是人工合成的放射性元素，不穩(wěn)定，對(duì)它的性質(zhì)研究尚少，但確知砹和碘性質(zhì)相近。

鹵族元素的一些主要性質(zhì)列于下表。從表中可見(jiàn)，鹵素的原子半徑等都隨原子序數(shù)增大而增大，而電離能、電負(fù)性等隨原子序數(shù)增大而減小。

p區(qū)元素

鹵素的價(jià)層電子構(gòu)型均為nsnp，容易獲得一個(gè)電子成為一價(jià)負(fù)離子。和同周期元素相比，鹵素的非金屬性是最強(qiáng)的。非金屬性從氟到碘依次減弱。碘確稍有某些金屬性，可以生成碘鹽，如I(CHCOO)、I(ClO)。

鹵素是非常活潑的非金屬，能和活潑金屬生成離子化合物，幾乎能和所有的非金屬及金屬反應(yīng)，生成共價(jià)化合物。

鹵素在化合物中常見(jiàn)的氧化數(shù)為－1。除氟以外，鹵素與電負(fù)性比它強(qiáng)的元素（主要是氧）化合時(shí)，還可以形成正的氧化數(shù)，如+1、+3、+5和+7。其氧化數(shù)之間的差值之所以為2，是因?yàn)樗鼈兊脑又杏行﹥r(jià)電子已經(jīng)成對(duì)，若要形成化學(xué)鍵，一定要先將成對(duì)電子拆開，這可使氧化數(shù)增加2。

氧、硫及其化合物

周期表中的ⅥA族元素，包括氧（Oxygen）、硫（Sulfur）、硒（Selenium）、碲（Tellurium）、釙（Polonium）五個(gè)元素，通稱為氧族元素。其中氧是地殼中含量最多的元素，豐度以質(zhì)量計(jì)高達(dá)46.6%。硒、碲是稀有元素。釙是放射性元素。

氧族元素的一些主要性質(zhì)列于下表。

p區(qū)元素

從表中可以看出，氧族元素的性質(zhì)變化趨勢(shì)與鹵素相似。氧和硫是典型的非金屬元素，硒和碲是準(zhǔn)金屬元素，而釙是金屬元素。

氧族元素原子的價(jià)層電子構(gòu)型為nsnp，有獲得2個(gè)電子達(dá)到稀有氣體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)。

氧族元素原子和其他元素化合時(shí)，如果電負(fù)性相差很大，則可以有電子的轉(zhuǎn)移。例如，氧可以和大多數(shù)金屬形成二元離子化合物，硫、硒、碲只能形成少數(shù)離子型的化合物。

氧族元素和高價(jià)態(tài)的金屬或非金屬化合時(shí)，所生成的化合物主要為共價(jià)化合物。

氧族元素與電負(fù)性比它們大的元素化合時(shí)，可呈現(xiàn)+2、+4、+6氧化數(shù)。

氧族元素都有同素異形體，例如，氧有普通氧和臭氧兩種單質(zhì)；硫有斜方硫、單斜硫和彈性硫。

氧和硫的性質(zhì)相似，都活潑。它們對(duì)應(yīng)化合物的性質(zhì)也有很多相似之處。

氮、磷、砷、銻、鉍及其化合物

周期表中的ⅤA族元素，包括氮（Nitrogen）、磷（Phosphorus）、砷（Arsenic）、銻（Antimony）、鉍（Bismuth）五種元素，通稱為氮族元素。氮以游離狀態(tài)存在于空氣中。砷、銻、鉍是親硫元素，它們?cè)谧匀唤缰兄饕粤蚧锏V的形式存在。

氮族元素的一些主要性質(zhì)列于下表。

p區(qū)元素

從表中可以看出，本族元素從氮到鉍隨著原子序數(shù)的增大，元素的非金屬性遞減，金屬性遞增。氮、磷是典型的非金屬元素，而砷和銻為準(zhǔn)金屬元素，鉍為金屬元素。

氮族元素的價(jià)電子層結(jié)構(gòu)為nsnp，與鹵素和氧族元素相比，形成正氧化數(shù)化合物的趨勢(shì)較明顯。它們和電負(fù)性較大的元素結(jié)合時(shí)，氧化數(shù)主要為+3和+5。在氮族元素中，按As－Sb－Bi的順序，隨著核電荷的增加ns價(jià)電子的穩(wěn)定性增加，即依As－Sb－Bi的順序，元素表現(xiàn)為+3的特性逐漸增強(qiáng)，常稱此現(xiàn)象為“惰性電子對(duì)效應(yīng)”。故Bi(Ⅴ)具有很強(qiáng)的氧化性。

氮族元素的原子與其他元素原子化合時(shí)，主要以共價(jià)鍵結(jié)合，而且氮族元素原子越小，形成共價(jià)鍵的趨勢(shì)越大。在氧化數(shù)為－3的二元化合物中，只有活潑金屬的氮化物和磷化物是離子型的。

碳、硅、錫、鉛及其化合物

周期表中的ⅣA族元素，包括碳（Carbon）、硅（Silicon）、鍺（Germanium）、錫（Tin）、鉛（Lead）五個(gè)元素，通稱碳族元素。

碳元素在地殼中約占0.03%，但它卻是地球上分布最廣、化合物最多的元素。碳存在二種同素異形體，金剛石、石墨，由于它們的晶體結(jié)構(gòu)不同，所以性質(zhì)上迥然不同。1985年，碳的球形多面體原子簇C以及C、C、C、C、C、C、C、……C、C等的相繼問(wèn)世，使碳又多了一類同素異形體——富勒烯（Fullerenes）。

硅元素約占地殼的四分之一，硅在自然界主要以SiO和硅酸鹽的形式存在，構(gòu)成了礦物界的主體。

鍺是稀有元素。單質(zhì)鍺是主要的半導(dǎo)體材料。錫和鉛是常見(jiàn)元素。

碳族元素由上而下從典型的非金屬元素碳、硅過(guò)渡到典型的金屬元素錫和鉛。

碳族元素的價(jià)層電子構(gòu)型為nsnp，能夠形成氧化數(shù)為+2、+4的化合物。碳、硅主要形成氧化數(shù)為+4的化合物；碳有時(shí)還能形成氧化數(shù)為－4的化合物。錫氧化數(shù)為+2的化合物具有強(qiáng)還原性。而由于“惰性電子對(duì)效應(yīng)”， Pb氧化數(shù)為+4的化合物有強(qiáng)氧化性，易被還原為Pb，所以鉛的化合物以+2氧化數(shù)為主。

硼、鋁及其化合物

周期表中的ⅢA族元素，包括硼（Boron）、鋁（Aluminum）、鎵（Gallium）、銦（Indium）、鉈（Thallium）五個(gè)元素，通稱硼族元素。本節(jié)主要討論硼和鋁。

硼族元素原子的價(jià)層電子構(gòu)型為nsnp。它們的最高氧化數(shù)為+3。硼、鋁一般只形成氧化數(shù)為+3的化合物。從鎵到鉈，由于“惰性電子對(duì)效應(yīng)”，氧化數(shù)為+3的化合物的穩(wěn)定性降低，而氧化數(shù)為+1的化合物的穩(wěn)定性增加，故Tl（Ⅲ）具有強(qiáng)的氧化性。

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