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 6(VIb) 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

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
t_пл, °C	-218,4	112,8	117	450	254
t_кип, °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:

He - 1s²;
Ne - 1s²2s²2p⁶;
Ar - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶;
Kr - [Ar]3d¹⁰4s²4p⁶;
Xe - [Kr]4d¹⁰5s²5p⁶;

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:

O₂ - кислород, газ без цвета и запаха;
S - сера, кристаллы желтого цвета;
Se, Te, Po - твердые вещества с металлическим блеском.

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:

H₂O - вода;
H₂S - сероводород;
H₂Se - селеноводород;
H₂Te - теллуроводород.

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

При растворении в воде халькогеноводороды образуют следующие кислоты:

H₂S - сероводородная кислота;
H₂Se - селеноводородная кислота;
H₂Te - теллуроводородная кислота.

Кислотные свойства усиливаются от H₂S к H₂Te.

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

Кислотным оксидам соответствуют кислоты:

H₂SO₃ и H₂SO₄ - сернистая и серная кислота;
H₂SeO₃ и H₂SeO₄ - селенистая и селеновая кислота;
H₂TeO₃ и H₂TeO₄ - теллуристая и теллуровая кислота.

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