ГлавнаяХимияХалькогены

Химия - это просто

Популярно о химии
Что такое химия
Периодическая таблица:
· · Металлы
· · Неметаллы
· · Атомы 1(Ia) группы
· · Атомы 2(IIa) группы
· · Атомы 4(IVb) группы
· · Атомы 5(Vb) группы
· · Атомы 13(IIIa) группы
· · Атомы 14(IVa) группы
· · Атомы 15(Va) группы
· · Атомы 16(VIa) группы
· · Атомы 17(VIIa) группы
· · Атомы 18(0) группы
· · Переходные металлы
ОБЩАЯ ХИМИЯ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Окислительно-восстановительные реакции

Атомы элементов 16(VIa) группы (халькогены)


Элемент O S Se Te Po
Порядковый номер 8 16 34 52 84
Атомная масса (относительная) 15,9994 32,066 78,96 127,6 208,9
Плотность (н.у.), г/см3 1,42897 2,070 4,79 6,24 9,196
tпл, °C -218,4 112,8 117 450 254
tкип, °C -182,96 444,674 585 990 962
Энергия ионизации, кДж/моль 1313,1 999,6 940,9 869,3 813
Электронная формула [He]2s22p4 [Ne]3s23p4 [Ar]3d104s24p4 [Kr]4d105s25p4 [Xe]4f145d106s26p4
Электроотрицательность (по Поллингу) 3,44 2,58 2,55 2,1 2,0

Электронные формулы инертных газов:

атом кислорода
Рис. Строение атома кислорода.

атом серы
Рис. Строение атома серы.

В 16 группу (VIa группу по старой классификации) периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева входят 5 элементов: кислород, сера, селен, теллур, полоний. Первые три элемента являются неметаллами; теллур проявляет металлические свойства; полоний является металлом.

Элементы, входящие в группу кислорода, еще называют халькогены ("образующие руды").

Простые вещества, образуемые халькогенами:

У всех халькогенов на внешнем энергетическом уровне находится 6 электронов: 2 (спаренных) на s-подуровне и 4 (два спаренных и два неспаренных) на p-подуровне + свободная орбиталь d-подуровня (исключение составляет кислород, не имеющий d-орбитали, см. Кислород и его соединения).

Наличие свободной d-орбитали значительно расширяет валентные возможности халькогенов.

В невозбужденном состоянии халькогены для завершения своего внешнего энергетического уровня принимают два электрона, проявляя степень окисления -2 (H2S; Na2S).

Переходя в возбужденное состояние (что требует относительно небольших энергозатрат), атом халькогена "перебрасывает" один из спаренных p-электронов на d-подуровень, что дает ему возможность образовывать сразу 4 ковалентные связи, проявляя степень окисления +4 (SO2; H2SO3).

Атомы халькогенов могут "перебрасывать" в возбужденном состоянии сразу два электрона на свободный d-подуровень (1 s-электрон и 1 p-электрон), что дает им возможность образовывать сразу 6 ковалентных связей, проявляя степень окисления +6 (SO3; H2SO4).

Поскольку в невозбужденном состоянии атомы халькогенов имеют 2 неспаренных электрона на p-подуровне, то характерная валентность их равна 2, а для кислорода - это постоянная валентность. Это обстоятельство объясняется отсутствием у кислорода на внешнем энергетическом уровне d-подуровня. Что касается остальных электронов, расположенных на втором энергетическом уровне, для их перехода на следующий энергетический уровень требуется очень много энергии.

У остальных халькогенов спаренные электроны, расположенные на s- и p-орбиталях, могут достаточно легко возбуждаться с переходом на d-подуровни, что приводит к увеличению кол-ва неспаренных электронов, и, соответственно, валентности элементов.

Все халькогены являются окислителями, но не такими сильными, как галогены - атомы халькогенов присоединяют по два электрона в соединениях с водородом и атомами металлов,проявляя отрицательную степень окисления -2:

Ca+2O-2, Al2+3S3-2, H2+1Se-2, H2+1Te-2

Окислительная способность халькогенов уменьшается по направлению от кислорода к теллуру.

Халькогенид-ионы являются восстановителями, поскольку могут только отдавать электроны, при этом восстановительная способность увеличивается по направлению от кислорода к теллуру.

Соединения халькогенов с водородом:

Все халькогеноводороды являются газами при н.у., исключение составляет только вода.

При растворении в воде халькогеноводороды образуют следующие кислоты:

Кислотные свойства усиливаются от H2S к H2Te.

Оксиды халькогенов: SO2, SO3, SeO2, SeO3, TeO2, TeO3.

Кислотным оксидам соответствуют кислоты:

Увеличение силы кислот идет снизу-вверх от H2TeO4 к H2SO4.

В кислотных оксидах и в кислотах халькогены проявляют степени окисления +4 и +6.

В начало страницы