第三週期的元素,由 \(\ce{Na}\) 至 \(\ce{Cl}\),均能和氧形成氧化物,而且,部分第三週期元素可形成多種氧化物。
第三週期元素 | \(\ce{Na}\) | \(\ce{Mg}\) | \(\ce{Al}\) | \(\ce{Si}\) | \(\ce{P4}\) | \(\ce{S8}\) | \(\ce{Cl2}\) |
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第三週期元素的氧化物 | \(\ce{Na2O}\) | \(\ce{MgO}\) | \(\ce{Al2O3}\) | \(\ce{SiO2}\) | \(\ce{P4O6}\)、\(\ce{P4O10}\) | \(\ce{SO2}\)、\(\ce{SO3}\) | \(\ce{Cl2O}\)、\(\ce{Cl2O7}\) |
例如,白磷 \(\ce{(P4)}\) 能在空氣中自燃,生成三氧化二磷 \(\ce{(P4O6)}\) 和五氧化二磷 \(\ce{(P4O10)}\)。兩種生成物的比例,取決於參與反應的氧的量。
在氧有限的情況下,白磷與氧反應生成三氧化二磷。
\[\ce{ P4(s) + 3O2 (g) -> P4O6 (s) }\]在氧過量的情況下,白磷與氧反應生成五氧化二磷。
\[\ce{ P4(s) + 5O2 (g) -> P4O10 (s) }\]又如,硫 (\(\ce{S8}\)) 有兩種常見的氧化物,二氧化硫 (\(\ce{SO2}\)) 和三氧化硫 (\(\ce{SO3}\))。它們是在不同的條件下生成的。
硫在空氣中燃燒,只會生成二氧化硫。
\[\ce{ S(s) + O2 (g) -> SO2 (g) }\]在鉑或氧化釩(V)作為催化劑的條件下,二氧化硫與氧反應生成三氧化硫。
\[\ce{ 2SO2(g) + O2 (g) ->[\ce{Pt/V2O5}] 2SO3 (g) }\]比較在形成處於最高氧化態的氧化物的過程中,與 \(1 \text{ mol}\) 第三週期元素的原子相結合的氧原子的數目,我們會發現:由 \(\ce{Na}\) 至 \(\ce{Cl}\),與 \(1 \text{ mol}\) 第三週期元素的原子相結合的氧原子的摩爾數,有規律地遞增。
第三週期元素 | \(\ce{Na}\) | \(\ce{Mg}\) | \(\ce{Al}\) | \(\ce{Si}\) | \(\ce{P4}\) | \(\ce{S8}\) | \(\ce{Cl2}\) |
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處於最高氧化態的氧化物 | \(\ce{Na2O}\) | \(\ce{MgO}\) | \(\ce{Al2O3}\) | \(\ce{SiO2}\) | \(\ce{P4O10}\) | \(\ce{SO3}\) | \(\ce{Cl2O7}\) |
與 \(1.0 \text{ mol}\) 該元素的原子相結合的氧原子的摩爾數 | \(0.5 \text{ mol}\) | \(1.0 \text{ mol}\) | \(1.5 \text{ mol}\) | \(2.0 \text{ mol}\) | \(2.5 \text{ mol}\) | \(3.0 \text{ mol}\) | \(3.5 \text{ mol}\) |