氧族元素的氫化物是二元氫化物，為氧族元素原子：氧、硫、硒、碲和釙，和氫原子形成的化合物。水是最早發現的這類化合物， 有一個氧原子和二個氫原子，也是地球表面最常見的氧族元素氫化物。[1]
含有一個氧族元素的雙氫化合物
氧族元素最主要的氫化物（包括水在內）其化學式為H2X，X代表氧族元素。這些化合物是三原子化合物，其構型是角形分子構型，具有極性。水是地球生物中必需要的物質[2]，在地球表面有70.9%是水。其他的氧族雙氫化合物多半有劇毒性，有類似蛋或蔬菜腐壞的惡臭。硫化氫是在缺氧環境下分解的常見產物，有類似屁的氣味，硫化氫也是火山氣體。雖然硫化氫有毒性，不過人體仍會產生少量的硫化氫，作為細胞信號傳送用。
水可以溶解其他的氧族雙氫化合物（至少可以溶解到分子量小於等於碲化氫的化合物），形成酸性溶液，這種溶液的酸性比鹵化氫要弱，不過有類似的趨勢，其酸性都隨氧族元素原子量增加而變大，在水中的形式也類似（將水變成水合氫離子H3O+，溶質變成XH−離子）。目前還不知道釙化氫和水是否會形成酸性溶液，或是類似金屬氫化物的物質（參見砹化氫）。
以下是這些化合物的一些特性[3]：
...| 性質 | H2O | H2S | H2Se | H2Te | H2Po |
|---|---|---|---|---|---|
| 熔點（°C） | 0.0 | −85.6 | −65.7 | −51 | −35.3 |
| 沸點（°C） | 100.0 | −60.3 | −41.3 | −4 | 36.1 |
| −285.9 | +20.1 | +73.0 | +99.6 | ? | |
| 氣態分子的鍵角（H–X–H） | 104.45° | 92.1° | 91° | 90° | 90.9°（預測）[4] |
| 解離常數（HX−, K1） | 1.8 × 10−16 | 1.3 × 10−7 | 1.3 × 10−4 | 2.3 × 10−3 | ? |
| 解離常數（X2−, K2） | 0 | 7.1 × 10−15 | 1 × 10−11 | 1.6 × 10−11 | ? |
含有二個氧族元素的雙氫化合物
這類的化合物化學式為H2X2，比較不穩定，容易分解為氧族元素以及氧族元素的雙氫化合物。例如：2 H2O2→2 H2O+O2。
這類化合物中最重要的是過氧化氫H2O2，淺藍色，幾近無色的液體，其揮發性比水低，但密度及粘度比水高。過氧化氫是重要的化合物，可以在不同酸鹼值下氧化或是還原其他物質，可以形成過氧金屬錯合物和過氧酸錯合物，也參與許多蛋白質的酸／鹼反應。低濃度的過氧化氫會用在家庭中，例如作為消毒劑或是頭髮漂白。不過高濃度溶液就有高度危險性。
以下是一些相關的性質：
| 性質 | H2O2 | H2S2 | H2Se2 | H2Te2 |
|---|---|---|---|---|
| 熔點（°C） | -0.43 | −89.6 | ? | ? |
| 沸點（°C） | 150.2 （分解） | 70.7 | ? | ? |
含有三個或以上的氧族元素的氫化物
所有直鏈型氧族元素氫化物都有一個通式 H2Xn。
比 H2O2 有更多氧原子的氫的氧化物都不穩定。[7] 過三氧化氫，含有三個氧原子， 在幾個反應中是一個短暫的不穩定中間體。 之後的兩個氫的氧化物：過四氧化氫和過五氧化氫也被合成了，有着高反應性。 過三氧化氫有一個假想異構體，其中兩個氫原子連接在三氧鏈的中心氧上，而不是在每個末端連接一個氫原子。（結構：O–-(OH22+)-O–） [8]
從 H2S 和 H2S2之後，很多多硫化氫，通式H2Sn (n = 3–8) 已被發現並且是穩定的。[9] 它們具有無支鏈的硫鏈，反映了硫對串聯的傾向。 從 H2S2開始， 所有的多硫化氫在常溫下都是液體。 H2S2 是無色的，而其它多硫化氫是黃色的。隨着 n 增加，它的顏色也越黃，密度、沸點和黏度也隨着增加。 它們的物理性質如下表：[10]
| 化合物 | 20 °C 下的密度 (g•cm−3) | 蒸氣壓 (mmHg) | 沸點 (°C) |
|---|---|---|---|
| H2S | 1.363 (g•dm−3) | 1740 (kPa, 21 °C) | -60 |
| H2S2 | 1.334 | 87.7 | 70 |
| H2S3 | 1.491 | 1.4 | 170 |
| H2S4 | 1.582 | 0.035 | 240 |
| H2S5 | 1.644 | 0.0012 | 285 |
| H2S6 | 1.688 | ? | ? |
| H2S7 | 1.721 | ? | ? |
| H2S8 | 1.747 | ? | ? |
但是，它們很容易被氧化，並且都是熱不穩定的，容易歧化成硫和硫化氫： [10]
- H2Sn → H2S + n − 1/8 S8
鹼可以催化這個反應。[10]
它們也會和亞硫酸鹽和氰化物 反應，形成硫代硫酸鹽和硫氰酸鹽。[10]
三硫化氫的另一種假想，已用電腦模擬的異構體，其中兩個氫原子連接在三硫鏈的中心硫上，而不是在每個末端都連接一個。（結構：S–-(SH22+)-S–）[8]硫代亞硫酸的兩個氧原子被硫取代後，會形成四硫化氫的異構體 ((HS)2S+–S–)，已被電腦模擬。[11] 硫代硫酸的三個氧原子被硫取代會產生五硫化氫的異構體，已通過電腦模擬出來了。[12]
更高價的釙氫化物可能存在。[13]
參見
參考資料
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