Mga katangian ng d-elemento ng pangkat VI. Pangkalahatang katangian ng mga elemento ng VI A subgroup Mga Elemento 6a ng subgroup
Ang mga elemento ng pangunahing subgroup ng pangkat VI ay nagtataglay ng karaniwang pangalan ng pangkat na "chalcogens". Ang kanilang mga atomo ay electronic counterparts, dahil mayroon silang parehong istraktura ng panlabas na electronic layer (ns 2 np 4).
mga p-elemento, hindi metal (maliban sa polonium)
Valency II, IV; VI
Oxidation states -2, +2, +4, +6 (oxygen ay isang exception)
Valence states ng mga atoms ng sulfur subgroup
Sa hindi nasasabik na mga atomo, mayroong 2 hindi magkapares na mga electron na nakikilahok sa pagbuo ng mga ionic o covalent na bono sa iba pang mga atomo (B \u003d II).
Ang pakikipag-ugnayan sa mas maraming EO atoms, sulfur, selenium, at tellurium (pati na rin ang Po) ay maaaring pumasa sa mga nasasabik na estado, na sinamahan ng paglipat ng mga electron sa mga bakanteng d-orbital.
Sa kasong ito, ang bilang ng mga hindi pares na mga electron ay tataas sa 4 o 6, bilang isang resulta kung saan ang mga atomo ay maaaring magpakita ng B na katumbas ng IV at VI.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng oxygen at iba pang mga elemento ng subgroup
Sa O atoms, ang mga valence electron ay matatagpuan sa ika-2 antas ng enerhiya, na mayroon lamang s- at p-orbitals. Ibinubukod nito ang posibilidad ng paglipat ng mga atomo ng O sa mga nasasabik na estado, samakatuwid ang oxygen sa lahat ng mga compound ay nagpapakita ng isang pare-parehong B = II.
Ang pagkakaroon ng mataas na EO (pangalawa lamang sa fluorine), ang mga atomo ng oxygen ay palaging negatibong sinisingil sa mga compound (s.o. = -2 o -1). Exception - fluoride NG 2 at O 2 F 2
Mga simpleng sangkap
Ang mga simpleng sangkap na nabuo ng mga elemento ng subgroup na ito ay umiiral sa anyo ng iba't ibang mga pagbabago sa allotropic:
O 2 - oxygen, O 3 - ozone
S - plastic, monoclinic, rhombic
Se - pula, malasalamin, kulay abo
Te - mala-kristal, walang hugis
Bilang karagdagan sa gas na oxygen at ozone, ang lahat ng iba pang mga simpleng sangkap sa ordinaryong temperatura ay mga solido.
Mga compound na may hydrogen (chalcogen hydrogens) H 2 E
H 2 S - hydrogen sulfide, H 2 Se - hydrogen selenide, H 2 Te - hydrogen telluride
Mga walang kulay na gas na may hindi kanais-nais na amoy. Napakalason. Malakas na pagbabawas ng mga ahente. Ang mga may tubig na solusyon ay nagpapakita ng mga katangian ng mga mahinang acid.
Ang pinakamahalagang koneksyon sa C.O. +4
SO 2 (g.) Se) 2 (tv.), TeO 2 (tv.) - mga acid oxide
H 2 SO 3 - sulfurous acid, H 2 SeO 3 - selenious acid, H 2 TeO 3 - telluric - mahina acids, pagbabawas ng mga ahente.
Ang mga katangian ng acid ay humihina. Ang kakayahan sa pagbawi ay nabawasan.
Ang pinakamahalagang koneksyon sa C.O. +6
SO 3 (l.) Se) 3 (tv.), TeO 3 (tv.) - mga acid oxide
H 2 SO 4 - sulfuric acid, H 2 SeO 4 - selenic acid - malakas na acids, H 2 TeO 4 - orthotelluric - mahina acid.
Mga asin: sulfates, selenates, tellurates.
Ang mga elemento ng pangkat na 6-A ay kinabibilangan ng: oxygen (8 O), sulfur (16 S), selenium (34 Se), tellurium (52 Te) at polonium (84 Po). Ang pangalan ng pangkat na "Chalcogenes" ay literal na isinalin bilang "pagsilang ng mga asin" mula sa Griyego. "Chalkos" - tanso at "genos" - genus, pinagmulan. Sa likas na katangian, ang mga chalcogen ay talagang madalas na matatagpuan sa anyo ng mga tansong compound (maliban sa oxygen) - ito ay mga sulfide, tansong selenides. Copper(II) sulfide Copper(I) selenide
Ø Kapag lumilipat mula sa oxygen patungo sa polonium, tumataas ang laki ng atom, humihina ang mga di-metal na katangian, at tumataas ang mga metal: ang oxygen at sulfur ay karaniwang hindi metal, ang selenium at tellurium ay mga metalloid na may mga di-metal na katangian, ang polonium ay isang metal. Ø Ang enerhiya ng ionization ng mga atomo sa parehong serye ay bumababa E 0 → E +, na nangangahulugan ng pagtaas sa mga katangian ng pagbabawas (ang kakayahang mag-abuloy ng isang elektron). Ø Dahil sa mataas na electron density at malakas na interelectronic repulsion, ang electron affinity energy para sa oxygen ay mas mababa kaysa sa lahat ng iba pang elemento ng 6-A group. Bilang resulta, ang S 2 anion ay mas matatag kaysa sa mga katulad na anion ng selenium at tellurium, at ang O 2 anion ay halos hindi umiiral sa isang libreng anyo. Ø Ang pagbaba ng electronegativity sa serye mula sa oxygen hanggang sa polonium ay nangangahulugan ng pagbaba sa antas ng polarity ng mga covalent bond sa serye ng mga chalcogens.
Kung mas mataas ang enerhiya ng bono, mas malakas ang bono at mas matatag ang koneksyon. Dahil sa mataas na electron density at interelectronic repulsion forces, ang isang solong bono sa pagitan ng mga atomo ng oxygen (O - O) ay ang hindi bababa sa matatag. Sa kabaligtaran, ang pagbuo ng isang dobleng bono para sa oxygen ay higit na kanais-nais, dahil ang enerhiya ng isang dobleng bono ay mas mataas kaysa sa enerhiya ng dalawang solong bono.
Mga anyo ng pagkakaroon ng mga compound 6 -A ng pangkat E Prost. in-in H 2 E EO 3 H 2 EO 4 CO O O 2 H 2 O - - -2, -1, 0, +1, +2 S S H 2 S SO 3 H 2 SO 4 -2, 0, + 2, +4, +6 Se Se H 2 Se Se. O 3 H 2 Se. O 4 -2, 0, +2, +4, +6 Te Te H 2 Te Te. O 3 H 2 Te. O 4 -2, 0, +2, +4, +6 Po Po H 2 Po Po. O 3 -2, 0, +2, +4, +6 -
Ang electronic configuration ng unexcited atom ay 1 s 22 p 4. Sa karamihan ng mga compound, ito ay nagpapakita ng isang estado ng oksihenasyon ng -2, ngunit ang mga compound na may mga estado ng oksihenasyon ng -1 ay kilala; 0; +1; +2; +4. Ang pinakakaraniwang elemento sa crust ng lupa (58%). 3 stable isotopes ang natagpuan: 168 O (99.759%), 178 O (0.037%), 18 O (0.204%). 8 Higit sa 1400 mineral na naglalaman ng oxygen ay kilala.
Mga tampok ng istraktura ng oxygen atom 1) Walang mababang-enerhiya d-sublevel; 2) Mataas na electronegativity (lugar pagkatapos ng fluorine), hindi makapag-donate ng higit sa 2 electron (lahat ng iba pang elemento ng subgroup ay nagpapakita ng pinakamataas na estado ng oksihenasyon +6) 3) Maliit na atomic radius
Ang istraktura ng molecule ng oxygen 1) 12 electron ng panlabas na antas ng enerhiya ay matatagpuan sa 8 molecular orbitals (MO); 2) Ang mga orbital ng oxygen atoms ay malapit sa enerhiya, kaya walang non-bonding orbitals ang nabuo; 3) 8 electron ay matatagpuan sa bonding orbitals at 4 electron sa loosening, kaya ang bond order ay (8 – 4)/2 = 2; 4) Ang pagkakaroon ng 2 hindi magkapares na mga electron sa pag-loosening ng π * orbitals ay nagbibigay ng mga paramagnetic na katangian ng molekula ng oxygen.
Mga pisikal na katangian ng oxygen 1) Ang diatomic molecule ay ang pinaka-matatag, dahil ang dissociation energy O = O ay 494 k. J / mol, habang ang O - O bond ay 210 k. J / mol lamang; 2) Ang mga molekula ng oxygen ay mahina ang polarized, kaya ang mga intermolecular bond sa pagitan ng mga ito ay mahina. Tm. = -218 °С Тboil. \u003d -183 ° С. 3) Hindi gaanong natutunaw sa tubig (5 volume sa 100 volume ng tubig sa 0 °C). 4) Ang likido at solidong oxygen ay naaakit ng magnet, dahil ang mga molekula nito ay may paramagnetic na katangian. 5) Ang solid oxygen ay asul, at ang likidong oxygen ay asul.
Mayroong 3 allotropic modification ng oxygen O 2, O 3 (ozone) at O 4 - hindi matatag na tetraoxygen.
Allotropic modifications of oxygen Isang mala-bughaw na gas na may katangian na masangsang na amoy. Ang molekula ng ozone ay polar. Bahagyang natutunaw sa tubig Tm. = -193 °С Тboil. = -112 ° С
Mga kemikal na katangian ng oxygen 1) Isang malakas na ahente ng oxidizing. 2) Direktang hindi nakikipag-ugnayan lamang sa mga inert na gas, halogen, pilak, ginto at mga metal na pangkat ng platinum (maliban sa osmium). Gold (III) oxide Au - dilaw O - pula
Pagkuha ng oxygen 1) Biological na pinagmulan ng oxygen: 6 H 2 O + 6 CO 2 hν C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 400 -500 ° C 2) Decomposition ng potassium chlorate (bertolet salt): KCLO 3 3 O 2 + 2 KCl 3) Pagkabulok ng potassium permanganate: KMn. O 4 210 -240 ° С K 2 Mn. O4 + Mn. O 2 + O 2
Mga compound ng oxygen (-2) Ang molekula ng tubig ay may tetrahedral (hindi patag) na istraktura. Ang oxygen atom ay nasa estado. sp 3 hybridization Ang VS method ay hindi nagpapaliwanag kung bakit ang isa sa dalawang lone electron pairs (LEP) ay mas aktibo kaysa sa isa
Ang istraktura ng molekula ng tubig (paraan ng MO) v Dalawang 1 s atomic orbitals (isa mula sa bawat hydrogen atom), isang 2 s orbital at tatlong 2 p orbital ng oxygen atom ay nakikibahagi sa pagbuo ng molekula ng tubig. Sa kabuuan, 8 mga electron ang matatagpuan sa 6 na molecular orbitals ng isang molekula ng tubig. v Ang interaksyon (nagpapatong) ng 1 s orbitals ng dalawang hydrogen atoms na may 2 s at 2 px orbitals ng oxygen atom ay humahantong sa pagbuo ng 4 MO, kung saan dalawa ang nagbubuklod (2 a 1, 1 b 1) at 2 loosening ( 4 a 1, 2 b isa). v Ang enerhiya ng mga nagbubuklod na orbital ay pinangungunahan ng mas mababang enerhiyang AOs (oxygen), habang ang enerhiya ng mga antibonding orbital ay pinangungunahan ng mas mataas na enerhiyang AOs (hydrogen). v 2 pz-orbital ng oxygen at 1 s-orbital ng isa sa mga hydrogen ay bahagyang nagsasapawan at bumubuo ng mahinang nagbubuklod na orbital (3 a 1). v Ang orbital 2 py ng oxygen atom ay patayo sa eroplano ng magkakapatong na mga orbital, hindi nagsasapawan ng 1 s-orbital sa. H at, samakatuwid, ay bumubuo ng isang non-bonding 1 b 2 orbital.
Ang istraktura ng molekula ng tubig (paraan ng MO) Sa kabuuan, 2 nagbubuklod, 2 hindi nagbubuklod at 2 lumuluwag na MO ay nabuo sa molekula ng tubig. 8 electron ay nakaayos sa mga pares sa 2 bonding at 2 non-bonding orbitals.
Ang istraktura ng tubig (paraan ng MO) MO 2 a 1, 1 b 1 electron ay bumubuo ng mga O-H bond, at ē, na matatagpuan sa mga non-bonding orbital (3 a 1, 1 b 2), ay tumutugma sa libreng EP ng molekula ng tubig. Gayunpaman, ang MO 3 a 1 at 1 b 2 ay naiiba sa lokalisasyon at enerhiya. Ang 1 b 2 ay naisalokal sa oxygen atom at may purong p-character. Ang 3 a 1 ay may mas mababang enerhiya at na-delocalize, dahil nabuo ito sa partisipasyon ng AO at. H at O. Ang lokalisasyon ng 1 b 2 sa oxygen atom ay humahantong sa katotohanan na ang negatibong singil sa molekula ng tubig ay puro malapit sa oxygen atom, at malapit sa hydrogen atom - positibo. Kaya ang polarity ng molekula ng tubig (μ = 1.84 D).
Mga bono ng hydrogen sa isang molekula ng tubig Mga kahihinatnan ng polarity ng mga molekula ng tubig: 1) Ang kakayahang bumuo ng mga intermolecular hydrogen bond; 2) Mataas na punto ng pagkatunaw at kumukulo (0 °C at 100 °C) 3) Malakas na pag-igting sa ibabaw
Boiling point ng chalcogens H 2 O Tbp. , ° С H 2 S 100 -60 H 2 Se H 2 Te -42 -2
Ang mga hydrogen bond sa isang molekula ng yelo Ang mga kristal ng yelo ay may heksagonal na istraktura. Ang bawat molekula ng tubig ay konektado sa tatlong kalapit na molekula sa pamamagitan ng mga bono ng hydrogen. Ang bawat molekula ng tubig ay bumubuo ng 4 na hydrogen bond gamit ang parehong NEP. Sa panahon ng pagtunaw, isang hydrogen bond ang nasira (sa 0 °C, 15% hydrogen ay nasira. St.). Sa kasong ito, ang ilan sa mga molekula ay nakapasok sa loob ng balangkas, na nagpapaliwanag ng katotohanan: sa 4 °C, ang density ng tubig ay pinakamataas.
Oxides Alinsunod sa likas na katangian ng elemento sa isang positibong estado ng oksihenasyon, natural na nagbabago ang likas na katangian ng mga oxide sa mga panahon at grupo ng periodic system. Sa mga panahon, bumababa ang epektibong negatibong singil sa mga atomo ng oxygen at nagaganap ang isang posterior transition mula sa basic hanggang amphoteric oxide hanggang sa acidic.
Pakikipag-ugnayan ng mga oxide sa tubig Sa isang serye ng mga acidic oxide, acidic na mga katangian at ang kakayahang makipag-ugnayan sa pagtaas ng tubig sa panahon, na kung saan ay nakumpirma sa pamamagitan ng pagbaba sa potensyal na ∆G 0298.
Superoxides Ang attachment ng isang electron sa isang oxygen molecule ay nagiging sanhi ng pagbuo ng isang superoxide ion O 2 -. Ang O 2 derivatives ay tinatawag na superoxides, na kilala para sa mga pinaka-aktibong alkali metal (potassium, rubidium, cesium). Ang mga superoxide ay nabuo sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan ng mga simpleng sangkap: K + O 2 \u003d KO 2. Ang hindi pares na elektron ng O 2 ion - tinutukoy ang paramagnetism ng superoxides at ang pagkakaroon ng kulay sa kanila. Ang mga superoxide ay napakalakas na oxidizing agent. Marahas silang tumutugon sa tubig upang maglabas ng hydrogen.
Ang mga pangkat ng V at A ng periodic system ay kinabibilangan ng: oxygen 8O, Sulfur 16S, Selenium 34Se, tellurium 52Te at radioactive Polonium 84Ro. Ang karaniwang pangalan ng mga elementong ito na "chalcogens" (isinalin mula sa Greek - yaong nagsilang ng mga tansong ores) ay dahil sa ang katunayan na sa likas na katangian ang mga elemento ng subgroup na ito (maliban sa oxygen) ay madalas na matatagpuan sa anyo ng mga compound ng tanso: sulfide, selenides, at iba pa.
Sa pagbaba ng enerhiya ng ionization sa serye O - S - Se - Te - Po, ang mga katangian ng chalcogens ay nagbabago mula sa non-metallic hanggang sa metal: ang oxygen at sulfur ay tipikal na non-metal, Selenium at tellurium ay metalloids, Polonium ay isang metal.
Sa ground state, ang mga chalcogen atoms ay may panlabas na layer na electronic configuration na ns2np4, na may pare-parehong bilang ng mga valence electron, kung saan ang dalawa ay hindi ipinares. At ito na sa mga simpleng compound ay humahantong sa alternatibong posibilidad ng pagbuo ng alinman sa isang maramihang bono sa pagitan ng dalawang atomo sa molekula ng E2, o isang solong bono sa mga istruktura ng chain. Dahil sa mataas na density ng elektron at malakas na interelectron repulsion, ang electron affinity ng oxygen at ang lakas ng E–E single bond ay mas mababa kaysa sa sulfur, selenium, at Tellurium. Nagagawa ng oxygen na bumuo ng malakas na pπ-pπ na mga bono sa iba pang mga atomo, halimbawa, sa oxygen (O2, O3), carbon, nitrogen, phosphorus. Para sa asupre at mga analogue nito, ang mga solong bono ay masigasig na kanais-nais. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng kababalaghan ng catenation (ang kakayahan ng mga atomo ng mga elemento na pagsamahin sa mga singsing o kadena).
Ang oxygen, tulad ng iba pang mga elemento ng ikalawang panahon, ay naiiba sa mga katangian mula sa mga elemento ng subgroup nito. Ang mga katangian ng sulfur ay mas katulad ng sa Selenium at Tellurium kaysa sa oxygen at Polonium.
Ang oxygen, na walang bakanteng d-orbital, ay bivalent sa karamihan ng mga compound, habang ang ibang mga chalcogen ay may kakayahang bumuo ng hanggang anim na valence bond. Kapag dumadaan mula sa oxygen hanggang Polonium, ang laki ng mga atomo at ang kanilang posibleng mga numero ng koordinasyon ay tumataas, habang ang halaga ng enerhiya ng ionization at electronegativity ay bumababa. Ang electronegativity ng oxygen ay pangalawa lamang sa fluorine. Ang mga compound kung saan ang oxygen ay nagpapakita ng oxidation state na +2 ay malakas na oxidizing agent at napaka-unstable. Ang lahat ng iba pang chalcogens ay nagpapakita ng mataas na estado ng oksihenasyon (6). Ang katatagan ng E + 6 ay bumababa mula sa asupre hanggang Polonium, kung saan ang mga compound na may estado ng oksihenasyon na +4, +2 ay matatag (na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagtaas ng lakas ng bono sa pagitan ng 6s2 na mga electron at ng nucleus).
3.2 Ang pagiging likas
Ang oxygen ay ang pinaka-masaganang elemento sa crust ng lupa (ang nilalaman nito ay 49% ng kabuuang masa nito). Ang oxygen ay matatagpuan sa tubig, silica, limestone, marmol, basalt, bauxite, hematite, at marami pang mineral at bato. Ang kapaligiran ng mundo ay naglalaman ng humigit-kumulang 21% (sa dami) ng oxygen sa anyo ng isang simpleng sangkap - oxygen O2. Ang atmospheric oxygen ay may biological na pinagmulan at nabuo sa mga berdeng halaman sa panahon ng photosynthesis.
Ang iba pang mga chalcogens ay hindi gaanong karaniwan. Ang kanilang nilalaman (wt.%) Bumababa sa pagtaas ng serial number: S - 0.0048; Se—8 10-5; Iyon ay 1 10-6; Ro - 2 10-14. Ang sulfur, selenium at tellurium ay puro sa mga deposito ng ore, kung saan ang mga ito ay higit na pinagsama sa mga metal. Ang isang makabuluhang bahagi ng sulfur ay nasa katutubong estado nito (volcanic sulfur), o sa anyo ng mga sulfides at sulfates. Ang pinakamahalagang sulfur mineral ay: FeS2 (pyrite o iron pyrites) ZnS (zinc blende) HgS (cinnabar) PbS (lead luster); CuFeS2 (chalcopyrite), CaSO4 · 2 H2O (gypsum), Na2SO4 · 10H2O (mirabilite), atbp. Maraming sulfur ang matatagpuan sa langis at petrolyo gas at lumilikha ng gawa ng tao (pipeline corrosion) at mga problema sa kapaligiran. Ang asupre ay bahagi ng mga protina. Ang selenium at tellurium, mga bihirang elemento sa kalikasan, ay matatagpuan bilang mga impurities sa mga katulad na natural na sulfur compound. Ang polonium, bilang isang produkto ng pagkabulok ng uranium, ay nakapaloob sa uranium ore (ang kalahating buhay para sa 210Ро ay 138.4 araw).
3.3 Mga katangiang pisikal at alotropy
Ang elementong oxygen ay umiiral sa libreng anyo ng dalawang allotropic modification - oxygen O2 at hindi gaanong matatag na ozone O3. Ang oxygen ay isang walang kulay na gas, walang amoy at walang lasa, bahagyang mas mabigat kaysa sa hangin. Ang mga natutunaw at kumukulo na punto ay -183 ° C at -219 ° C, ayon sa pagkakabanggit. Ang solubility sa tubig sa 0 ° C ay 4.89 volume bawat 100 volume ng tubig. Ang ozone ay nabuo sa itaas na kapaligiran sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation at sa panahon ng paglabas ng kidlat. Ang ozone ay isang walang kulay na gas, Tm. = -193 ° С, Тb.p. \u003d -112 ° C, natutunaw sa tubig (sa 0 ° C - 1.82 volume bawat 100 volume ng tubig. Hindi tulad ng oxygen, ang ozone ay may katangian na masangsang na amoy.
Para sa asupre, maraming allotropic modification ang kilala. Ang pinaka-matatag ay rhombic (α-sulfur) at monoclinic (β-sulfur), na binubuo ng cyclic S8 molecule na matatagpuan sa mga site ng rhombic at monoclinic crystal lattice. Ang rhombic sulfur ay matatag sa temperatura ng silid - isang solid, mababang natutunaw na mala-kristal na substansiya, mapusyaw na dilaw ang kulay, halos hindi matutunaw sa tubig, natutunaw sa mga organikong solvent. Kapag pinainit sa humigit-kumulang 96°C, ito ay nagiging monoclinic (mahabang maliwanag na dilaw na kristal). Kung ang tinunaw na asupre ay ibinuhos sa malamig na tubig, ang madilim na kayumangging plastik na asupre ay nabuo (mga molekula na may bukas na mga kadena, mga saradong molekula S4, S6).
Ang polymorphism ng selenium at tellurium ay nauugnay sa paraan kung saan ang mga molecular chain at cycle ay nakaimpake sa mga kristal. Ang mga pulang monoclinic na pagbabago ng selenium (α, β, γ) na nabuo sa panahon ng pagkikristal ng mga solusyon sa selenium sa carbon disulfide ay binubuo ng mga cyclic na molekulang Se8. Ang amorphous red selenium ay namuo mula sa mga may tubig na solusyon nito sa ilalim ng pagkilos ng mga ahente ng pagbabawas. Ang pinaka-thermodynamically stable grey hexagonal modification ng selenium ay may metallic luster (Tm. = 200 ° C). Ito ay nabuo sa pamamagitan ng pag-init ng lahat ng iba pang mga pagbabago at binubuo ng unbranched helical polymer chain Sen.
Para sa tellurium, isang heksagonal na pagbabago lamang ang kilala (Tm. = 452 ° C), katulad ng selenium. Mayroong mahinang intermolecular bond sa pagitan ng mga chain, kaya ang selenium at tellurium ay natutunaw sa medyo mababang temperatura. Dahil sa istrukturang ito, ang selenium at tellurium ay bumubuo ng tuluy-tuloy na serye ng mga solidong solusyon na may random na paghalili ng mga Se atom at pagkatapos ay sa helical chain.
Ang metal na polonium ay umiiral sa anyo ng dalawang mala-kristal na pagbabago: mababang temperatura na kubiko at mataas na temperatura na heksagonal. Para sa parehong mga pagbabago, ang isang pagtaas sa electrical resistance, tipikal para sa mga metal, ay sinusunod sa pag-init.
Sa serye ng O - S - Se - Te - Po, na may pagtaas sa radius ng mga atomo, tumataas ang intermolecular interaction, na humahantong sa pagtaas ng mga natutunaw at kumukulo na punto. Ang oxygen at sulfur ay tipikal na dielectrics, ang selenium at tellurium ay mga semiconductors, at ang polonium ay isang conductor.
3.4 Mga paraan para sa pagkuha ng mga simpleng sangkap
Sa industriya, ang oxygen ay ginawa sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig, pati na rin sa pamamagitan ng multi-stage distillation ng liquefied air (dahil ang kumukulong punto ng oxygen (-183 ° C) ay mas mataas kaysa sa kumukulo na punto ng nitrogen (-195.8 ° C).
Ang oxygen ng napakataas na kadalisayan ay nakukuha ng mga reaksyon: 2BaO + O2 2BaO2; 2BaO22BaO + О2
Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang oxygen ay nakukuha: 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 2KCl + 3O2 2NaNO3 2NaNO2 + O2 2 H2O2 2 H2O + O2 2 HgO 2 Hg + O2.
Ang sulfur sa industriya ay mas madaling makuha mula sa mga deposito sa ilalim ng lupa sa pamamagitan ng paraan ng minahan o sa pamamagitan ng pagtunaw nito mula sa bato sa ilalim ng pagkilos ng mainit na singaw ng tubig.
Mula sa mga natural na gas na naglalaman ng hydrogen sulfide, ang sulfur ay ginawa sa pamamagitan ng pag-oxidize nito sa sulfur dioxide SO2 at pagkatapos ay pagre-react sa SO2 sa H2S sa pagkakaroon ng iron at aluminum oxide catalysts:
SO2 + H2S → 3S + H2O.
Ang pyrite ay isa ring mahalagang pinagmumulan ng pagkuha ng asupre:
FeS2 → FeS + S.
Ang pangunahing pinagmumulan ng selenium at tellurium ay mga nalalabi (sludge) pagkatapos ng electrolytic purification ng tanso, basura mula sa sulfate at pulp at paper production, ores, kung saan ang mga elementong ito ay nasa anyo ng chalcogenides.
Sa industriya, ang putik na naglalaman ng selenium at tellurium ay sumasailalim sa oxidative roasting na may soda sa 650 ° C:
Ag2Se + Na2CO3 + O2 → 2Ag + Na2SeO3 + CO2;
Cu2Te + Na2CO3 + 2O2 → 2CuO + Na2TeO3 + CO2.
Ang paghihiwalay ng selenium at tellurium ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamot na may solusyon ng sulfuric acid, habang ang tellurium ay namuo sa anyo ng hydrated oxide (na natutunaw sa mga parang at electrolytically nabawasan sa tellurium), at ang selenious acid H2SeO3 ay nananatili sa solusyon, kung saan ang pulang selenium ay namuo sa ilalim ng pagkilos ng SO2.
Ang metal na polonium ay nakukuha sa pamamagitan ng thermal decomposition ng polonium sulfide o polonium dioxide sa vacuum, na sinusundan ng sublimation ng metal, gayundin ang pagbabawas ng PoO2 na may hydrogen (o ang pagbabawas ng PoBr2 na may dry ammonia sa 2000C).
3.5 Mga kemikal na katangian ng oxygen at mga compound nito
Karamihan sa mga metal at non-metal ay pinagsama sa oxygen upang bumuo ng mga oxide:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3;
4P + 5O2 → P4O10;
S + O2 → SO2.
Ang oxygen ay hindi direktang tumutugon lamang sa mga inert na gas, halogens (maliban sa fluorine), pilak, ginto at platinum na mga metal (maliban sa osmium). Ang reaktibiti ng oxygen ay lubos na nakadepende sa temperatura at pagkakaroon ng tubig. Sa ilang mga kaso, ang rate ng pakikipag-ugnayan ay napakataas na ang isang pagsabog ay nangyayari (halimbawa, H2, CH4, CO). Ang paputok ay mga pinaghalong hangin na may alikabok ng karbon, harina at iba pang mga pinong dispersed substance.
Ang Ozone ay isang malakas na oxidizing agent dahil sa atomic oxygen na nabuo sa panahon ng pagkabulok nito: O3 → O2 + O ∙.
Sa kapaligiran ng ozone, maraming mga organikong sangkap ang kusang nag-aapoy, madali itong nag-oxidize ng tanso, pilak, at mercury; Sa ilalim ng impluwensya ng ozone, ang mga sulfide ay na-convert sa mga sulfate. Sa laboratoryo, ito ay ginawa sa pamamagitan ng pagpasa ng tahimik na mga paglabas ng kuryente sa pamamagitan ng oxygen. Ang isang katangiang reaksyon sa ozone ay asul na almirol na yodo na papel:
O3 + 2KI + → I2 + O2 + 2KOH.
Sa mga compound, ang oxygen ay nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon +2, +1, -1, -2.
Katangiang estado ng oksihenasyon: 2. Ang mahahalagang compound ng oxygen na may estado ng oksihenasyon na -2 ay mga oxide. Ang mga oxide ng lahat ng elemento ay kilala maliban sa tatlong inert gas - hindi, Ne, Ar.
Sa mga panahon, mayroong unti-unting paglipat mula sa mga pangunahing oksido hanggang sa mga acid. Kaya para sa mga elemento ng ikatlong yugto: Na2O, MgO Al2O3 SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7 Basic oxides Amphoteric oxide Acid oxides Ang mga pangunahing oxide ay bumubuo ng mga base na may tubig: MgO + H2O → Mg (OH) 2; acidic - mga acid: SO3 + H2O → H2SO4. Ang mga basic at acidic oxide ay tumutugon sa isa't isa upang bumuo ng mga asin: MgO + SO3 → MgSO4.
Kapag ang mga alkali metal ay nakikipag-ugnayan sa oxygen, ang mga peroxide ay nabuo, kung saan ang oxygen ay may estado ng oksihenasyon na 1: 2Na + O2 → Na2O2. Sa mga peroxide, ang hydrogen peroxide H2O2 ay ang pinakamalaking praktikal na kahalagahan. Ang H2O2 ay nahahalo sa tubig sa anumang ratio. Sa pagsasagawa, 3% at 30% H2O2 solution ang ginagamit (30% hydrogen peroxide ay tinatawag na perhydrol). Ang 80% hydrogen peroxide ay nakuha sa pamamagitan ng electrolysis ng isang solusyon ng H2SO4 na may konsentrasyon na hindi bababa sa 50% o sa pamamagitan ng pagkilos ng dilute sulfuric acid sa barium peroxide sa 0°C. Ang H2O2 sa mga may tubig na solusyon ay umiiral sa anyo ng isang dihydrate, ito ay isang mahinang acid, ang tambalan ay hindi matatag, nabubulok kapag pinainit at sa liwanag na may paglabas ng oxygen: 2 H2O2 → 2 H2O + O2. Ang hydrogen peroxide ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga katangian ng redox, ngunit nangingibabaw ang mga katangian ng oxidizing.
Halimbawa, KNO2 + H2O2-1 → KNO3 + H2O-2 oxidizer Ag2O + H2O2-1 → 2Ag + O20 + H2O reducing agent Ang ari-arian ng mga peroxide upang makipag-ugnayan sa carbon dioxide ay ginagamit sa mga gas mask at submarine:
2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2
Bilang karagdagan, kapag nakikipag-ugnayan sa mga metal na alkali, lalo na: potasa, rubidium, cesium, superoxide ay nabuo (halimbawa, K2O4), kung saan ang oxygen ay may estado ng oksihenasyon na -1/2. Kapag ang mga alkali metal ay nakikipag-ugnayan sa ozone, ang mga ozonides (halimbawa, KO3) ay nabuo, kung saan ang oxygen ay may estado ng oksihenasyon na -1/3. .
Ang oxygen ay nagpapakita ng positibong estado ng oksihenasyon na +1 at +2 lamang kapag nakikipag-ugnayan sa fluorine at fluoride (F2O2, OF2).
3.6 Mga kemikal na katangian ng sulfur, selenium, tellurium at polonium
Sa serye mula S hanggang Po, ang mga katangian ng metal ay pinahusay, binabawasan ang pagtaas ng aktibidad.
Pakikipag-ugnayan sa mga simpleng sangkap:
Sa temperatura ng silid, ang sulfur ay tumutugon lamang sa mercury, ngunit ang aktibidad ng kemikal nito ay tumataas nang malaki kapag pinainit (ang pagkasira ng mga bono ng S-S ay pinadali). Sa ilalim ng mga kundisyong ito, ito ay direktang tumutugon sa maraming simpleng sangkap. Ang sulfur ay isang medyo malakas na ahente ng oxidizing, ngunit maaari rin itong magpakita ng pagbabawas ng mga katangian (kaugnay ng mga elemento na may mataas na electronegativity - oxygen, halogens).
Ang natapong mercury ay maaaring kolektahin ng pinong giniling na asupre: Hg + S → HgS.
Kapag pinainit, ang selenium, tellurium at polonium ay madaling pinagsama sa oxygen, hydrogen, halogens, at gayundin sa mga metal, katulad ng sulfur: Se + H2 → H2Se Se + Na → Na2Se
Te + O2 → TeO2 Te 2 Cl2 → TeCl4
Sa isang fluorine na kapaligiran, S, Se, Upang masunog upang bumuo ng hexafluoride EF6. Bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng asupre na may murang luntian, na makabuluhang nagpapabilis kapag pinainit, nabuo ang S2Cl2, SCl2. Para sa bromine, S2Br2 lamang ang kilala; ang sulfur iodide ay hindi matatag. Ang selenium at tellurium ay bumubuo ng ECl4 sa ilalim ng mga kondisyong ito.
Pakikipag-ugnayan sa tubig:
Ang sulfur at selenium ay hindi nakikipag-ugnayan sa tubig, ang tellurium ay tumutugon sa tubig sa temperatura na 100-1600C: Te + 2H2O → TeO2 + 2H2
Pakikipag-ugnayan sa alkalis:
Ang sulfur, selenium, tellurium ay nakikipag-ugnayan sa alkalis habang kumukulo (disproportionation reaction):
3E + 6KOH → 2K2E + K2EO3 + 3H2O.
Sa alkali melts, sila ay na-oxidized sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon:
2Se + 4KOH + 3O2 → 2K2SeO4 + 2H2O.
Pakikipag-ugnayan sa mga acid:
Ang sulfur at selenium ay hindi tumutugon sa may tubig na mga solusyon ng mga acid, bagaman sila ay natutunaw sa puro sulfuric at nitric acid:
3 S + 4 HNO3 (conc.) → 3 SO2 + 4 NO + 2H2O;
Se + 4 HNO3 (conc.) → 2 H2SeO3 + 4NO2 + 2H2O.
Ang Tellurium ay hindi rin gumagalaw sa mga non-oxidizing acid. Ang diluted na nitric acid ay nag-oxidize nito sa teluric acid H2TeO3, concentrated nitric acid sa oxohydroxonitrate, at hypochlorous acid sa orthoteluric acid H6TeO6.
Ang polonium ay madaling natutunaw sa mga acid upang bumuo ng divalent salts (pink), na mabilis na nag-oxidize sa tetravalent polonium compounds (dilaw).
Katangiang estado ng oksihenasyon sa mga compound: 2, +2, +4, +6.
Ang estado ng oksihenasyon -2 ay tipikal para sa mga hydrogen compound ng chalcogens, pati na rin ang kanilang mga asin na walang oxygen.
Ang mga hydrides ng lahat ng chalcogens ay kilala, maliban sa polonium hydride, na nakuha lamang sa mga natitirang dami at hindi praktikal na nailalarawan.
Sa serye ng H2S-H2Se-H2Te, dahil sa pagtaas ng laki ng mga chalcogen atoms, tumataas ang haba ng bono ng H-E, bumababa ang enerhiyang nagbubuklod, enerhiya ng pagbuo at thermodynamic na katatagan ng mga molekulang H2E, tumataas ang intermolecular interaction, at, nang naaayon, ang pagkatunaw. at pagtaas ng mga punto ng kumukulo.
Ang lahat ng H2E hydride ay mga nakakalason na gas na may hindi kanais-nais na amoy.
Sa pagsasagawa, ang H2S ay ginawa sa pamamagitan ng pagkilos ng dilute acids sa metal sulfides. Halimbawa:
FeS + HCl → FeCl2 + H2S.
Ang H2S ay isang napakalakas na ahente ng pagbabawas.
Ang mga bagay na pilak at tanso sa hangin o sa tubig na naglalaman ng hydrogen sulfide ay nabubulok dahil sa pagbuo ng mga katumbas na sulfide: 4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O
Ang selenide at teluride (H2Se, H2Te) ng hydrogen ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkilos ng tubig o mga acid sa selenides at telurides ng ilang mga metal:
Al2Te3 + 6H2O → 2Al(OH) 3 + 3H2Te.
Sa may tubig na mga solusyon, mabilis silang na-oxidized ng atmospheric oxygen:
2H2E + O2 → 2H2O + 2E (kung saan ang E ay Se o To).
Ang tubig ng chalcogen ay nasusunog sa hangin na may pagbuo ng mga dioxide, at sa kakulangan ng isang ahente ng oxidizing, posible rin ang pagbuo ng mga simpleng sangkap.
2H2E + O2 → 2H2O + 2 EO2.
Kapag natunaw sa tubig, ang H2E ay bumubuo ng kaukulang mga mahinang dibasic acid. Ang kakayahang mag-dissociate, ang lakas ng mga acid at pagbabawas ng mga katangian ay tumaas sa seryeng H2S, H2Se, H2Te.
Ang hydrosulfide acid at ang mga asin nito ay kumikilos bilang mga ahente ng pagbabawas, nag-o-oxidize sa libreng sulfur, sulfur dioxide, polythionates, sulfuric acid. I2 + H2S → 2HI + S; H2S + 4 Cl2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HCl.
Ang sulfur ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng polysulfanes H2Sn (n = 2-8), sila ay hindi matatag at madaling na-oxidized at hindi katimbang sa H2S at S.
Sa mga sulfide, tanging ang mga asing-gamot ng alkali, alkaline earth metal at ammonium ang natutunaw. Ang Sulfides MnS, FeS, CoS, NiS, ZnS ay hindi gaanong natutunaw sa tubig, natutunaw sa malakas na non-oxidizing acid; Ang CdS, CuS, PbS, Sb2S3, As2S3, SnS, SnS2 (dahon na ginto) ay ganap na hindi matutunaw. Maraming sulfide ang may kulay. Ang mga sulfide ay nakukuha sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan ng mga simpleng sangkap, pagkakalantad sa mga metal na hydrogen sulfide o sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga hydroxy acid. Ang mga hindi matutunaw na sulfide ay maaaring makuha sa pamamagitan ng exchange reaction: СdSO4 + H2S → CdS ↓ + H2SO4. Ang mga sulfide, lalo na ang mga natutunaw, ay malakas na mga ahente ng pagbabawas.
Bilang karagdagan, ang sulfur, selenium at tellurium ay may kakayahang bumuo ng polysulfides, polyselenides at polytelurides.
3.7 oxygenated chalcogen compounds
+4 estado ng oksihenasyon
Sulfur (IV) oxide SO2 - sulfur dioxide, walang kulay, na may napaka-badong amoy. Ang SeO2, TeO2, PoO2 ay mga solido. Kasabay nito, ang SO2, SeO2 ay mga acidic oxide, ang TeO2 ay isang amphoteric oxide, ang PoO2 ay isang pangunahing oksido.
Ang SO2, TeO2, SeO2 ay nagpapakita ng mga katangian ng redox:
2SO2 + O2 → 2 SO3 (SO2 ay isang reducing agent)
2H2S + SO2 → 2H2O + S (SO2 ay isang oxidizing agent).
Ang SO2 ay ang pinakamalaking pang-industriya na kahalagahan, na ginawa ng reaksyon: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.
Ang SO2 ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsunog ng sulfur S + O2 → SO2.
Sa laboratoryo - sa ilalim ng pagkilos ng puro H2SO4 sa mga pag-file ng tanso:
Ang SO2 ay isang tipikal na acidic oxide: ito ay tumutugon sa mga pangunahing oxide at hydroxides upang bumuo ng mga sulfites: Na2O + SO2. → Na2SO3.
Kapag natunaw ang SO2 sa tubig, nabubuo ang sulfite (o sulfurous) acid.
SO2 + H2O → H2SO3.
Ito ay isang dibasic acid ng katamtamang lakas, na umiiral lamang sa mga dilute na solusyon, nag-oxidize sa H2SO4 sa hangin. 2H2SO3 + O2 → 2H2SO4. Ang sulfurous acid ay nagpapakita ng mga katangian ng redox (ngunit ang pagbabawas ng mga katangian ay higit na katangian nito): pagbabawas ng mga katangian: H2SO3 + Cl2 + H2O → H2SO4 + 2HCl; oxidizing properties: H2SO3 + 2 H2S → 3S + 3H2O.
Ang H2SO3 ay bumubuo ng mga medium salt - sulfites at acidic - hydrosulfites. Ang mga sulfite ng mga aktibong metal ay nabubulok kapag pinainit upang bumuo ng mga sulfide at sulfate: 4Na2SO3 → Na2S + 3Na2SO4.
Nagagawang ibalik ng mga sulfite ang libreng asupre:
Na2SO3 + S → Na2S2O3. sodium thiosulfate
Sa seryeng H2SO3 → H2SeO3 → H2TeO3, bumababa ang lakas ng mga acid, at bumababa rin ang mga nagpapababang katangian. Ang mga katangian ng oxidizing ay pinaka-binibigkas sa H2SeO3.
+6 estado ng oksihenasyon
Kabilang sa trioxide, ang sulfur (VI) oxide SO3 - sulfuric anhydride - ang pinakamahalaga - isang transparent na likido, na nakuha sa pamamagitan ng pag-oxidize ng SO2 sa temperatura na 400 - 6000C sa pagkakaroon ng isang katalista (V2O5):
2SO2 + O2 → 2SO3.
Ito ay nabuo din sa panahon ng thermal decomposition ng sulfates at pyrosulfate:
Na2S2O7 → SO3 + Na2SO4.
Ang SO3 ay isa sa mga pinaka-reaktibong sulfur compound. Nagpapakita ng mga katangian ng oxidizing, halimbawa:
SO3 + C → 2SO2 + CO2.
Kapag ang SO3 ay natunaw sa tubig, isang malakas na sulfate (sulfuric) acid ang nabuo.
Ang anhydrous sulfuric acid H2SO4 ay isa sa pinakamahalagang produkto ng industriya ng kemikal. Ito ay isang walang kulay na oily substance na may density na 1.84 g/cm3. Ang sulpuriko acid ay halo-halong tubig sa anumang ratio, ang prosesong ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init, ang halo ay maaari ring pakuluan, splash (samakatuwid, ito ay kinakailangan upang magdagdag ng acid sa tubig, at hindi vice versa). Ang puro sulfuric acid ay ginagamit bilang dehumidifier gas desiccant.
Ito ay mina sa pamamagitan ng contact at nitrous na pamamaraan. Sa paggawa ng sulfuric acid, ang SO3 ay natutunaw hindi sa tubig, ngunit sa isang puro solusyon ng sulfuric acid, dahil ang gas na SO3, kapag natunaw sa tubig, ay tumutugon sa singaw ng tubig sa ibabaw ng tubig, na bumubuo ng isang makabuluhang bahagi ng H2SO4 sa ang anyo ng ambon. Ang solusyon ng SO3 sa H2SO4 ay teknikal na tinatawag na oleum. Sa industriya, ang oleum ay minahan na naglalaman ng 20-65% SO3. Upang makakuha ng puro H2SO4, ang oleum ay hinahalo sa sulfuric acid at naglalaman ng ilang tubig.
Sa paraan ng pakikipag-ugnay para sa paggawa ng sulfuric acid, ang mga sumusunod na proseso ay nangyayari:
Stage I: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2;
II yugto: 2SO2 + O2 → 2SO3 (V2O5 catalyst)
Stage III: SO3 + H2SO4 → H2S2O7 (oleum)
Stage IV: H2S2O7 + H2O → 2H2SO4.
Nitrous na paraan:
SO2 + NO2 → SO3 + NO;
SO3 + H2O → H2SO4 (≈75%)
2NO + O2 → 2NO2 (bumalik sa reaksyon).
Ang puro sulfuric acid ay isang medyo malakas na ahente ng oxidizing.
Nagagawa ng mga aktibong metal (Mg, Zn) na bawasan ang puro H2SO4 sa H2S, S o SO2.
4Zn + 5H2SO4 → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
Binabawasan ng Cu, Ag, Hg ang H2SO4 hanggang SO2:
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O.
Sa ilalim ng pagkilos ng puro acid sa Fe, Mn, Te, V, Cr, Al, atbp., Ang passivation ay nangyayari - ang mga oxide film ng mga metal na may mataas na antas ng oksihenasyon ay nabuo.
Ang puro H2SO4 ay may kakayahang mag-oxidize ng C, P, S:
2 H2SO4 + C → CO2 + 2SO2 + 2H2O;
5 H2SO4 + 2P → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O.
Ang hydrogen bromide at hydrogen iodide sa ilalim ng pagkilos ng puro H2SO4 ay na-oxidized sa mga libreng halogens:
8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O.
Ang dilute sulfuric acid ay hindi nagpapakita ng kapansin-pansing mga katangian ng oxidizing.
Hindi tulad ng puro H2SO4, ang dilute na H2SO4 ay tumutugon lamang sa mga metal na nasa serye ng boltahe hanggang sa hydrogen:
H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2 .
Mga asin ng sulfuric acid - sulfates, natutunaw nang maayos sa tubig. May posibilidad silang bumuo ng mga hydrates. Ang BaSO4, SrSO4, PbSO4 ay hindi gaanong natutunaw. Ang mga sulpate ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na thermal stability, nabubulok sa malakas na pag-init na may paglabas ng metal oxide, SO2 at O2.
Ang hydrogen sulfate, kapag pinainit, ay bumubuo ng pyrosulfate o disulfate, mga asing-gamot ng disulfate acid:
2NaHSO4 → Na2S2O7 + H2O;
Na2S2O7 → Na2SO4 + SO3.
Ang Selenic anhydride SeO3 ay isang puting hygroscopic substance na katulad sa maraming katangian sa SO3. Ang SeO3 ay isang napakalakas na ahente ng oxidizing. Kapag natunaw sa tubig, ito ay bumubuo ng selenic acid H2SeO4. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng oxidizing selenous acid na may puro solusyon ng hydrogen peroxide:
H2SeO3 + H2O2 → H2SeO4 + H2O.
Ang TeO3 ay isang puting hindi matatag na solidong compound, hindi katulad ng SO3 at SeO3, ito ay halos hindi nagha-hydrate, ngunit mabilis na nakikipag-ugnayan sa alkalis upang bumuo ng mga telurative. Ang pagbabawas ng mga katangian ng TeO3 ay hindi gaanong binibigkas kaysa sa SeO3.
Ang Telluric acid ay synthesized sa pamamagitan ng oksihenasyon ng tellurium dioxide o tellurium, pati na rin sa pamamagitan ng exchange reactions. Ang Orthoteluric acid H6TeO6 ay isang walang kulay na mala-kristal na solido, lubos na natutunaw sa tubig.
Sa seryeng SO42- → SeO42- → H5TeO6-, ang isang nonmonotonic na pagbabago sa thermodynamic stability at oxidizing ability ay naobserbahan: ang selenic acid at ang mga salt nito ay thermodynamically less stable. Ang mga katangian ng oxidizing ay pinaka-binibigkas sa H2SeO4: naglalabas ito ng chlorine na may puro HCl, natutunaw ang tanso at kahit ginto nang walang pag-init 2 Au + 6 H2SeO3 → Au2 (SeO4) 3 + H2SeO3 + 3 H2O.
Ang sulfur ay bumubuo ng isang malaking halaga ng mga oxygenated acid, kung saan ang pormal na estado ng oksihenasyon ng asupre ay +2, +5 at mga katulad nito. Bilang karagdagan sa mga acid na tinalakay sa itaas, kinakailangang tandaan ang thiosulfate acid H2S2O3, dithionic at polythionic acids H2S2O6 at H2SnOn, peroxodisyrcane H2S2O8, peroxomonosyrchane H2SO5, halosulfonic acids HSO3X. Maginhawang isaalang-alang ang lahat ng mga acid na ito bilang resulta ng isang pormal na pagpapalit sa H2SO4 ng panghuling oxygen atom o hydroxyl group ng isang isoelectronic group.
Halimbawa, ang thiosulfate acid ay isang hindi matatag na compound na nabubulok sa pamamagitan ng reaksyon:
H2S2O3 → S ↓ + SO2 + H2O
Ang mga asing-gamot nito - thiosulfates - ay malakas na mga ahente ng pagbabawas:
Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl.
Ang reaksyong ito ay ang batayan para sa paggamit ng thiosulfate sa industriya upang mabawasan ang labis na chlorine sa proseso ng pagpapaputi ng mga tela ("antichlor"). Ang sodium thiosulfate ay ginagamit sa iodometric titration:
I2 + 2Na2SO3 → 2NaI + Na2S4O6 sodium tetrathionate.
Ang Thiosulfate ay nabubulok ng mga acid:
Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + S ↓ + SO2 + H2O
Lektura 2
TEMA : GROUP ITEMS VI B
Mga tanong na pinag-aralan sa lecture:
- pangkalahatang katangian d elemento ng pangkat VI.
- Paghahanap sa kalikasan at pagkuha ng chromium, molibdenum at tungsten.
- Mga pisikal na katangian ng mga metal.
- Mga kemikal na katangian ng chromium, molibdenum at tungsten.
- Ang pinakamahalagang compound ng mga elemento ng chromium subgroup: a) compounds
E (P); b) mga koneksyon E (Sh); c) mga compound E ( VI).
- Chromium peroxide.
gilid subgroup VI Ang pangkat ay kinakatawan ng mga sumusunod na elemento: C r, Mo at W . Lahat sila ay d -mga elemento, dahil ang mga ito ay binuo gamit ang mga electron d - sublevel ng pre-external na antas. Ang mga valence electron ng mga elementong ito ay ang mga electron ng panlabas S -sublevel at preexternal d - sublevel - 6 na electron lamang.
Electronic na pagsasaayos ng panlabas na antas at pre-panlabas d-sublevel: С r 3 d 5 4 S 1 ; Mo 4 d 5 5 S 1 ; W 5 d 4 6 S 2 .
d ang mga elemento ng ika-6 na pangkat ay nakakuha ng ika-4 na puwesto sa kanilang dekada d mga elemento, kaya d ang sublevel ay dapat maglaman ng 4 na electron, at ang panlabas na antas ay dapat maglaman ng dalawa s electron, tulad ng sinusunod para sa tungsten. Para sa chromium at molibdenum, mayroong isang "pambihirang tagumpay" ng isa s electron mula sa panlabas na antas hanggang sa pre-outer d sublevel, bilang resulta ng bawat isa d ang orbital ay sasakupin ng isang elektron, na tumutugma sa pinaka-matatag na estado ng atom.
│││││ │ (n 1) d → ││││││ (n 1) d
nS │↓│ nS ││
Talahanayan 3
Mga pangunahing parameter ng mga atomo ng mga elemento pangkat VI B
|
Atomic radius r a , nm |
Ion radiusr E 6+ , nm |
E E o → E + , eV |
Ar |
kemikal aktibidad |
|
|
C r |
0,127 |
0,035 |
6,76 |
│bawasan- │ suray-suray |
|
|
0,137 |
0,065 |
7,10 |
|||
|
0,140 |
0,065 |
7,98 |
Sa pagsusuri sa mga datos na ito, masasabi nating may karaniwan para sa lahat d -mga pattern ng elemento: ang radii ng mga atom mula sa itaas hanggang sa ibaba sa subgroup ay tumataas, ngunit bahagyang lamang. Dahil ang masa ng mga atomo sa parehong hilera ay tumataas nang malaki, ito ay humahantong sa isang densification ng mga shell ng elektron sa molibdenum at lalo na sa tungsten. Mas mahirap na kunin ang isang elektron mula sa naturang siksik na istraktura, kaya ang enerhiya ng ionization ay tumataas kapag dumadaan mula sa chromium hanggang tungsten, bilang isang resulta kung saan ang aktibidad ng kemikal ng mga elemento ay bumababa mula sa itaas hanggang sa ibaba sa subgroup. Dahil sa ang katunayan na ang molibdenum at tungsten ay may humigit-kumulang na parehong atomic at ionic radii, ang kanilang mga katangian ay mas malapit sa isa't isa kaysa sa chromium.
Sa mga compound, ang chromium at ang mga analogue nito ay nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon (CO) ng 0, +1, +2, +3, +4, +5 at +6. Pinakamataas na S.O. tumutugma sa bilang ng mga valence electron. Katangiang S.O. chromium +3 at sa mas mababang lawak +6 at +2. Molibdenum at tungsten, tulad ng iba pang 4 d- at 5d - mga elemento, ang pinakamataas na S.O. ay pinaka-katangian, iyon ay, +6. Kaya, para sa mga elemento ng subgroup Cr may karaniwan d mga elemento ng pattern: pagtaas sa grupo mula sa itaas hanggang sa ibaba steady S.O. Samakatuwid, ang oxidizing power ng mga compound kung saan ang mga elemento ay nagpapakita ng pinakamataas na S.O. ng +6 ay bumababa mula sa itaas hanggang sa ibaba sa subgroup, habang ang katatagan ng mga compound sa seryeng ito ay tumataas. Halimbawa, sa serye ng mga acid:
H 2 C rO 4 │ katatagan Cr +6 │ kapasidad ng oxidizing
H 2 MoO 4 │mo tumaas+6 │ bumababa
H 2 W O 4 │ W +6 │
↓ ↓
Para sa Cr, Mo, W ang pinakakaraniwang mga numero ng koordinasyon ay 6 at 4. Ang mga derivatives ay kilala rin, kung saan ang k.ch. Aking W umabot sa 8.
Mga Halimbawa: [ Cr (OH ) 4 ] - [ Cr (H 2 O ) 6 ] 3+
3- 2-
Kasabay nito, sa pagbuo ng mga koneksyon ay maaaring lumahok d -orbitals ng pre-outer level, pati na rin S - at mga p-orbital ng panlabas na antas.
Ang likas na katangian ng ugnayan ng mga elemento ng subgroup C r sa mga compound ay higit na tinutukoy ng S.O. elemento. Para sa Cr, Mo, W sa mababang S.O. (+1, +2) ang mga ionic bond ay katangian, at sa mataas na S.O. mga covalent bond. Alinsunod dito r+2 O pangunahing oksido, C r 2 +3 O 3 amphoteric, at C r +6 O 3 acidic. Katulad ng C r (OH) 2 base, C r (OH) 3 amphoteric hydroxide, N 2 C r O 4 acid.
Paghahanap sa kalikasan at pagkuha ng chromium, molibdenum at tungsten
Ang nilalaman ng chromium sa crust ng lupa ay 0.02% (mass), molybdenum 10-3 % (mass), tungsten 7 ∙ 10-3 % (masa). Ang pangunahing mineral ng chromium ay chromium iron ore. Fe (CrO 2 ) 2 (chromite). Ang molybdenum ay nangyayari bilang ang mineral na molybdenite Mo S2 (molybdenum luster), pati na rin ang mga molybdates: PvMoO 4 (wulfenite) at M gMoO 4 . Ang pinakamahalagang tungsten ores wolframite (halo FeWO 4 at M nWO 4 ), scheelite Ca WO 4 at stolcite Pv WO 4 .
Upang makakuha ng purong kromo, ang isang oksido ay unang nakuha Cr2O3 , na pagkatapos ay naibalik sa pamamagitan ng aluminothermic na pamamaraan:
Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr.
Para sa mga layunin ng metalurhiya, ang kromo ay nakuha sa anyo ng isang haluang metal na may bakal (ferrochromium). Upang gawin ito, ang chromium iron ore ay binabawasan ng karbon sa isang electric furnace.
Fe(CrO 2 ) 2 + 4C → Fe + 2Cr + 4CO.
Ang molybdenum at tungsten ay nakuha sa pamamagitan ng pag-convert ng mga mineral na nakalista sa itaas sa mga oxide, kung saan ang metal ay nababawasan ng hydrogen sa mataas na temperatura:
2 Mo S 2 + 7O 2 → 2MoO 3 + 4SO 2
MoO 3 + 3H 2 → Mo + 3H 2 O.
Mga pisikal na katangian ng mga metal
Sa anyo ng mga simpleng sangkap, ang chromium, molibdenum at tungsten ay kulay-abo-puting makintab na mga metal. Ang lahat ng mga ito ay matigas ang ulo, at ang tungsten ay ang pinaka-matigas ang ulo ng mga metal (T sq. = 3380 tungkol sa C).
Ang electrical conductivity ng mga metal sa paglipat mula sa chromium hanggang tungsten sa pangkalahatan ay tumataas at para sa molibdenum at tungsten ay humigit-kumulang 30% ng electrical conductivity ng pilak. Ang mga katangian ng mga metal ay lubhang apektado ng mga impurities. Kaya, ang teknikal na chromium ay isa sa pinakamahirap na metal, habang ang purong chromium ay ductile.
Mga kemikal na katangian ng chromium, molibdenum at tungsten
Reaktibiti sa isang hilera Cr Mo W kapansin-pansing bumababa. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang lahat ng tatlong metal ay kapansin-pansing nakikipag-ugnayan lamang sa fluorine:
Me + 3F 2 → MeF 6 (CrF 3 ).
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga metal na ito ay lumalaban sa atmospheric oxygen at tubig.
Sa isang serye ng mga karaniwang potensyal na elektrod ng mga metal, ang chromium ay bago ang hydrogen sa pagitan ng sink at bakal, ang molibdenum ay bago din ang hydrogen, ngunit hindi malayo mula dito, at ang tungsten ay pagkatapos ng hydrogen. Samakatuwid, inilipat ng chromium ang hydrogen mula sa dilute na HC l at H 2 SO 4.
C r + 2 HCl → CrCl 2 + H 2
Cr + H 2 SO 4 → CrSO 4 + H 2
Sa puro H 2 SO 4 at H NO 3 ang chromium ay na-passivated sa lamig. Kapag pinainit, dahan-dahang natutunaw ang chromium sa mga acid na ito.
2Cr + 6H 2 SO 4 conc. → Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.
Hydrochloric acid at dilute H 2 SO 4 sa Mo at W huwag magtrabaho. Ang molibdenum ay natutunaw lamang sa mainit na conc. H 2 KAYA 4 . Tungsten dissolves lamang sa isang mainit na pinaghalong hydrofluoric at nitric acids
E o + 2H N +5 O 3 + 8 HF → H 2 [E +6 F 8] + 2 N +2 O + 4 H 2 O, kung saan ang E \u003d Mo, W.
Sa mataas na temperatura, lalo na sa isang pinong hating estado, C r , Mo , W medyo madaling ma-oxidized ng maraming di-metal:
│ O 2 → Cr 2 O 3
│sa
│ S → CrS
│sa
Cr + │ Cl 2 → CrCl 3
│sa
│ N 2 → natutunaw ang c
│sa
│ C → c fusion
Sa kaso ng chromium, ang mga compound na may pinakamatatag na S.O. ay kadalasang nabuo. chromium (+3). Sa pakikipag-ugnayan nina Mo at W na may mga di-metal, bilang panuntunan, ang mga compound ay nabuo kung saan ang S.O. ang elemento ay +6.
Karaniwan sa mga elemento ng chromium subgroup ay ang kawalan ng pakikipag-ugnayan sa hydrogen.
Ang pinakamahalagang compound ng mga elemento ng chromium subgroup
ako .Compounds E (P), ibig sabihin, S.O. = +2.
1. Itim na chromium oxide (P) C rO napakahirap makuha. Ito ay nabuo sa panahon ng oksihenasyon ng chromium amalgam (iyon ay, walang oxide film) na may hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon: C r + ½ O 2 → CrO.
Kapag pinainit, nagpapatuloy ang oksihenasyon sa C r2O3.
CrO hindi matatag na koneksyon ng pangunahing karakter:
Sa rO + 2HCl → CrCl 2 + H 2 O.
2.Chromium hydroxide (P) C r(OH)2 isang dilaw na sangkap na hindi matutunaw sa tubig, na nakukuha sa pamamagitan ng mga alkalizing solution ng chromium (P) salts:
C rCl 2 + 2NaOH → Cr(OH) 2 ↓ + 2NaCl.
Ang Chromium hydroxide (P) ay may pangunahing katangian, iyon ay, nakikipag-ugnayan lamang ito sa mga acid at hindi natutunaw sa mga solusyon sa alkali:
C r (OH) 2 + 2 HCl ↔ CrCl 2 + 2 H 2 O.
C r (OH) 2 ay isang mahinang batayan.
C r (P) ay bumubuo ng isang bilang ng mga complex. Para sa chromium sa S.O. Ang +2 ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang numero ng koordinasyon na 6. Halimbawa, sa mga may tubig na solusyon, ang ion C r2+ hydrates upang bumuo ng mga asul na aquacomplex [ Cr (H 2 O ) 6 ] 2+ . Ang Chromium (P) halides ay sumisipsip ng gas na ammonia, na bumubuo ng ammonia:
CrCl 2 + 6NH 3 → Cl 2.
P. Compounds E (W), ibig sabihin, S.O. = +3
Chromium S.O. Ang +3 sa mga compound ay ang pinaka-matatag.
- Chromium oxide (W) C r 2 O 3 makakuha ng:
a) kapag ang chromium metal powder ay pinainit sa hangin:
4Cr + 3O 2 → 2Cr 2 O 3
b) calcination ng chromium oxide ( VI ) o ammonium dichromate:
t o t o
4CrO 3 → 2Cr 2 O 3 + 3O 2 (NH 4) 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O;
c) kapag nagpainit ng chromium hydroxide (Ш):
2 C r (OH) 3 → Cr 2 O 3 + 3H 2 O.
Amorphous oxide Cr 2 O 3 madilim na berdeng pulbos. Pagbabago ng kristal Cr2O3 itim na pulbura. Ito ay may mataas na refractoriness at chemically inert.Sa tubig, mga acid at alkali na solusyon natutunaw . Gayunpaman, kapag natutunaw ang oksido Cr (III) na may alkalis at pangunahing mga oksido, ang mga asing-gamot ng metachromic acid ay nabuo:
t o t o
Cr 2 O 3 + 2KOH → 2K Cr O 2 + H 2 O; Cr 2 O 3 + CaO → Ca (Cr O 2) 2.
Kapag pinaghalo ang Cr 2 O 3 na may potassium disulfate, nabuo ang chromium sulfate (III).
3K 2 S 2 O 7 \u003d 3K 2 SO 4 + 3SO 3;
Cr 2 O 3 + 3SO 3 \u003d Cr 2 (SO 4) 3
─────────────────────────
Cr 2 O 3 + 3K 2 S 2 O 7 \u003d Cr 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4.
Ang mga reaksyong ito ay nagpapakita ng isang amphoteric character Cr 2 O 3 .
- Chromium hydroxide (SH) Cr(OH)3 precipitated mula sa mga solusyon ng chromium (III) salts na may alkalis sa anyo ng isang malaking-malaki gelatinous grayish-greenish precipitate, hindi matutunaw sa tubig.
C r +3 + 3 OH - → Cr (OH) 3 ↓;
CrCl 3 + 3NaOH → Cr(OH) 3 ↓ + 3NaCl.
Chromium hydroxide Cr(OH) 3 ay may amphoteric character at ang bagong nakuha na chromium (III) hydroxide ay madaling natutunaw sa mga acid at alkali solution.
Cr (OH) 3 + 3HC l ↔ CrCl 3 + 3 H 2 O
Cr(OH) 3 + NaOH ↔ Na.
Ang mga pangunahing at lalo na acidic na mga katangian ng chromium (III) hydroxide ay mahina na ipinahayag. Samakatuwid asin Cr+3 sumasailalim sa makabuluhang hydrolysis sa mga solusyon, at ang mga natutunaw na chromites, sa kawalan ng labis na alkali, ay halos ganap na na-hydrolyzed.
Cr 3+ + HOH ↔ Cr(OH) 2+ + H + ;
3- + HOH ↔ 2- + OH-.
Tawas. Cr (W), tulad ng A l (Sh), mga form na may mga aktibong metal at NH4+ dobleng asing-gamot na tawas. Halimbawa: KS r (SO 4 ) 2 ∙12 H 2 O at (NH 4 )Cr (SO 4 ) 2 ∙12 H 2 O. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng mga solusyon M 2 +1 SO 4 at Cr 2 (SO 4 ) 3 . Sa solusyon, ang mga asing-gamot na ito ay naghihiwalay:
K Cr(SO 4 ) 2 ↔ K + + Cr 3+ + 2 SO 4 2-.
Cr 3+ + H 2 O ↔ Cr (OH) 2+ + H + - acidic.
Cr (W) pati na rin ang Cr (P) - aktibong complexing agent. numero ng koordinasyon Ang Cr (W) ay katumbas ng 6 at 4.
Mga halimbawa: aquacomplex [ Cr (H 2 O ) 6 ] 3+ - kulay asul-lila;
hydroxocomplex [ Cr(OH)6]3- - esmeralda berdeng kulay;
amino complex [ Cr (NH 3 ) 6 ] 3+ - kulay lila.
Sh. Compounds E (VI), ibig sabihin, S.O. = +6
Mga compound kung saan ang S.O. ang elemento ay +6, pinaka katangian ng Mo, W at sa mas mababang lawak para sa cr.
- oxides EO 3 (Cr O 3 , MoO3 atWO3 ).
MoE3 atWO3 nabuo kapag ang mga metal ay pinainit sa hangin:
to
2E + 3O2 → 2EO3.
CrO3 maaari lamang makuha nang hindi direkta, dahil kapag pinainitCrnabuo sa hanginCr2 O3 .
CrO3 precipitated kapag ang isang labis ng puroH2 KAYA4 sa isang puspos na solusyon ng chromate:
Upang2 CrO4 + H2 KAYA4 conc. = CrO3 ↓ + K2 KAYA4 + H2 O
MoE3 walang kulay na mga kristal;
WO3 mapusyaw na dilaw na kristal;
CrO3 madilim na pulang kristal.
MoE3 atWO3 ay matatag at, kapag pinainit, pumasa sa bahagi ng gas nang walang agnas. Kapag pinainitCrO3 madaling nabubulok, naglalabas ng O2 .
to
4 CrO3 → 2 Cr2 O3 + 3O2 .
CrO3 madaling natutunaw sa tubig, na bumubuo ng chromic acid
CrO3 + H2 O → H2 CrO4 .
MoE3 atWO3 huwag matunaw sa tubig. Ang acidic na katangian ng mga oxide na ito ay nagpapakita ng sarili kapag natunaw sa mga solusyon sa alkali:
EO3 + 2KOH → K2 EO4 + H2 O.
Sa kasong ito, ang mga asing-gamot ng chromic, molybdic at tungstic acid ay nabuo, ayon sa pagkakabanggit.
- Hydroxides E (VI) - H2 EO4
H2 CrO4 , N2 MoE4 , N2 WO4 .
Ang Chromic acid ay nakuha sa pamamagitan ng dissolvingCrO3 sa H2 A. Ang mga molybdic at tungstic acid ay nakuha nang hindi direkta - sa pamamagitan ng pag-acidify ng mga solusyon ng kanilang mga asin:
(NH4 ) 2 Mtungkol saO4 + 2HNO3 → H2 Mtungkol saO4 ↓+2NH4 HINDI3 .
Ang lakas ng mga acid sa serye H2 SarO4 N2 MoE4 - H2 WO4 ay bumababa.
Chromic acid H2 SarO4 katamtamang lakas ng acid (K1 = 2∙10 -1 , SA2 =3∙10 -7 ), ay hindi nakahiwalay sa malayang estado.
H2 MoO4 inilabas sa libreng anyo. Ito ay isang puting pulbos, halos hindi matutunaw sa tubig. Constants ng unang yugto ng acidic at basic dissociationH2 MoO4 may pagkakasunod-sunod 10-2 at 10-13 .
3. Asin.
Karamihan sa mga asin ng mga acid H2 EO4 matipid na natutunaw sa H2 A. Ang mga asin lamang ang natutunaw ng mabuti.Na+ at K+ . Ang mga Chromate ay nabahiran ng dilaw na may ion CrO4 2- , molybdates at tungstates ay walang kulay. Ang lahat ng mga asin ng chromic acid ay lason.
Kapag nag-acidify ng isang chromate solution, ang hydrochromate ay nabuo, na kung saan ay napaka hindi matatag at, naglalabas ng tubig, nagiging dichromate:
2 CrO4 2- + 2H+ ↔ 2Н СrO4 - ↔ Cr2 O7 2- + H2 O.
Sa kasong ito, ang dilaw na kulay ng solusyon ay nagbabago sa orange, katangian ng C ion.r2 O7 2- . Ang balanse na ito ay napaka-likido. Maaari itong ilipat sa pamamagitan ng pagbabago ng pH ng medium: pagdaragdag ng mga acid (H ions) sa solusyon+ ) inililipat ang equilibrium patungo sa pagbuo ng dichromate, at ang pagdaragdag ng alkali - sa kaliwa (dahil sa pagbubuklod ng H ions+ ). Kaya, sa pagkakaroon ng labis na mga ion ng OH- tanging C ion lamang ang umiiral sa solusyonrO4 2- , at may labis na hydrogen ions - ions Cr2 O7 2- .
2K2 SarO4 + H2 KAYA4 → K2 Sar2 O7 + K2 KAYA4 + H2 O;
Upang2 Sar2 O7 + 2KOH → 2K2 SarO4 + H2 O.
Bichromic acid H2 Sar2 O7 mas malakas kaysa chromium, K2 = 2∙10 -2 . Hindi rin ito nakahiwalay sa libreng anyo.
Mga koneksyonCr (VI) - malakas na oxidizer, pumasa sa redox reactions sa mga derivatives ng Cr(III). Pinaka malakas na oxidizing propertiesCr(VI) ay ipinahayag sa acid medium.
Upang2 Sar2 O7 + 6KJ + 7H2 KAYA4 →Cr2 (KAYA4 ) 3 + 3J2 + 4K2 KAYA4 + 7H2 Oh
Sa kasong ito, ang orange na kulay ng potassium bichromate solution ay pinapalitan ng berde o berde-lila na kulay ng mga solusyon.Cr3+ .
Sa kaibahan sa chromium, ang oxidizing properties ng Mo(VI) atW (VI) kahit na sa isang acidic na kapaligiran ay lilitaw lamang kapag nakikipag-ugnayan sa pinakamalakas na ahente ng pagbabawas, halimbawa, sa hydrogen sa oras ng paghihiwalay.
Chromium peroxide
Kapag ang isang acidic na solusyon ng chromate o dichromate ay ginagamot ng hydrogen peroxide, ang chromium peroxide C ay nabuorO(O2 ) 2 o kasamarO5 .
Sar2 O7 2- + 4H2 O2 + 2H+ = 2 CrO (O2 ) 2 + 5 H2 O.
CrO (O2 ) 2 asul, hindi matatag sa may tubig na solusyon at nabubulok sa oxygen at aqua complex [Cr(H2 O) 6 ] 3+ .
Ang Chromium peroxide ay matatag sa eter at bumubuo ng isang peroxo complex
CrO (O2 ) 2 ∙ L, saanLeter, pyridine, atbp. Ang mga complex na ito ay may anyo ng pentagonal pyramid na may oxygen atom sa itaas:
Ang Chromium peroxide sa komposisyon nito ay naglalaman ng dalawang grupo ng peroxide (-O-O-), dahil sa kung saan ito ay nagpapakita ng mga katangian ng oxidizing.
Kasama sa mga p-elemento ng pangkat VI ang oxygen ( O), asupre ( S), siliniyum ( Se), tellurium ( Sinabi ni Te), polonium ( Ro).
Ang pangkalahatang electronic formula ng valence band ng mga atom ay may anyo ns 2 np 4, kung saan sumusunod na mayroong anim na electron sa panlabas na layer ng elektron ng mga atomo ng mga elementong isinasaalang-alang at maaari silang magpakita ng kahit na mga valencies 2, 4, 6. Dahil ang oxygen atom ay walang d-sublevel, samakatuwid, nasasabik ang mga estado ay imposible at ang oxygen valency ay 2 lamang.
Ang lahat ng mga elemento ng subgroup na ito, maliban sa polonium, ay hindi metal.
Oxygen ay ang pinaka-masaganang elemento sa crust ng lupa. Ang molekula ng oxygen ay diatomic (O 2). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ito ay isang walang kulay at walang amoy na gas, mahinang natutunaw sa tubig. Ang kapaligiran ng Earth ay naglalaman ng 21% (sa dami) ng oxygen. Sa mga natural na compound, ang oxygen ay nangyayari sa anyo ng mga oxide (H 2 O, SiO 2) at mga asing-gamot ng mga oxygen acid. Ang isang pang-industriya na paraan para sa pagkuha ng oxygen ay ang pagwawasto ng likidong hangin. Ang hangin, nitrogen at oxygen ay iniimbak sa isang likidong estado sa Dewar flasks.
Ang oxygen ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa kalikasan. Ito ay kasangkot sa isang mahalagang proseso - paghinga. Ang aplikasyon nito ay magkakaiba: ang paggawa ng sulfuric at nitric acid, ang pagtunaw ng mga metal, atbp.
Ang allotropic modification ng oxygen ay ozone (O 3). Ang Ozone ay isa sa pinakamalakas na oxidizer; sa aktibidad ng oxidative, ito ay pangalawa lamang sa fluorine. Ito ay nag-oxidize sa lahat ng mga metal maliban sa ginto at platinum na mga metal, pati na rin ang karamihan sa mga hindi metal. Ang stratosphere ng Earth ay naglalaman ng ozone layer, na sumisipsip ng karamihan sa ultraviolet radiation.
Ang sumusunod na reaksyon ay ginagamit upang makita ang ozone:
2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2.
Ang isang mahalagang compound ng oxygen ay H 2 O 2 (H–O–O–H), hydrogen peroxide.
Ang mga atomo ng oxygen sa H 2 O 2 ay nasa isang intermediate na estado ng oksihenasyon ng -1 at samakatuwid ay maaaring magpakita ng parehong oxidizing at pagbabawas.
ari-arian. Halimbawa:
1) H 2 O 2 + 2KI \u003d I 2 + 2KOH
2O - 1 + 2 e \u003d 2O - 2, 2I - – 2e = I 2 ;
2) 5H 2 O 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5O 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O
2O - 1 – 2e \u003d O 2, Mn +7 + 5e \u003d Mn +2.
Sulfur ay umiiral sa ilang mga allotropic modification: rhombic, monoclinic, plastic. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang sulfur ay isang solidong dilaw na sangkap, hindi matutunaw sa tubig, ngunit lubos na natutunaw sa mga organikong solvent.
Direktang nakikipag-ugnayan ang sulfur sa maraming metal (Zn, Al, Fe, Сu, alkali at alkaline earth metals). Halimbawa,
2Al + 3S → Al 2 S 3 .
Sa mataas na temperatura, ang sulfur ay tumutugon sa hydrogen upang bumuo ng hydrogen sulfide (H 2 S) - isang walang kulay na gas na may katangian na amoy (bulok na mga itlog)
H 2 + S → H 2 S.
Ang hydrogen sulfide ay napakalason at maaaring magdulot ng matinding pagkalason.
Ang hydrosulfuric acid ay isang mahinang dibasic acid:
H 2 S ↔ H + + NS -, K 1 \u003d 6 ∙ 10 - 8;
HS - ↔ H + + S 2 -, K 2 \u003d 1 ∙ 10 - 14.
Ang hydrosulfuric acid ay bumubuo ng mga asing-gamot - sulfide, na marami sa mga ito ay nailalarawan sa mababang solubility. Halimbawa:
CuSO 4 + H 2 S ↔ CuS ↓ + H 2 SO 4,
Cu 2+ + SO 4 2 – + H 2 S ↔ CuS↓ + 2H + + SO 4 2 – ,
Cu 2+ + H 2 S ↔ CuS ↓ + 2H + .
Kapag nag-apoy sa hangin, ang hydrogen sulfide ay nasusunog na may mala-bughaw na apoy.
2H 2 S + 3O 2 → 2SO 2 + 2H 2 O (sa sobrang oxygen).
Ang sulfur oxide (IV) ay nabuo sa panahon ng pagkasunog ng asupre sa hangin. Ito ay lubos na natutunaw sa tubig na may pagbuo ng sulfurous acid:
SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3.
Ang sulfurous acid ay isang mahinang dibasic acid. Ito ay isang mahusay na ahente ng pagbabawas at nag-oxidize sa sulfuric acid:
2H 2 SO 3 + O 2 → 2H 2 SO 4.
Sa mataas na temperatura, sa pagkakaroon ng isang katalista (V 2 O 5, mga haluang metal na batay sa platinum), ang sulfur dioxide ay na-oxidize ng oxygen sa trioxide, na
ginamit naman upang makagawa ng sulfuric acid
SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4.
Ang H 2 SO 4 ay isang malakas na dibasic acid. Sa dilute aqueous solutions, halos ganap itong naghihiwalay H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 2 -. Kapag ang puro sulfuric acid ay natunaw sa tubig, ang isang malaking halaga ng init ay inilabas.
Ang concentrated sulfuric acid, lalo na kapag mainit, ay isang malakas na oxidizing agent. Ito ay binabawasan ng mga metal sa SO 2, S o H 2 S. Kung mas aktibo ang metal, mas malalim ang pagbabawas ng acid:
Cu + 2H 2 SO 4 (conc.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O,
3Zn + 4Н 2 SO 4 (conc.) → 3ZnSO 4 + S↓ + 4Н 2 O,
Ang mga asin ng sulfuric acid, sulfates, bilang panuntunan, ay lubos na natutunaw. Ang mga ito ay nakahiwalay sa mga may tubig na solusyon sa anyo ng mga crystalline hydrates, na tinatawag na vitriols: CuSO 4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O, atbp. Ang sulfuric acid ay bumubuo rin ng mga dobleng asing-gamot - alum, na umiiral sa isang mala-kristal na estado:
K 2 SO 4 Al 2 (SO 4) 3 24H 2 O o KAl (SO 4) 2 12H 2 O, atbp.
Sa seryeng H 2 O - H 2 S - H 2 Se - H 2 Te na may pagtaas sa mga timbang ng molekular, dapat na obserbahan ang pagtaas ng mga kumukulo. Tulad ng makikita mula sa Figure 17.1, ang pag-asa na ito ay sinusunod, maliban sa H 2 O.
Figure 17.1 - Pag-asa ng mga punto ng kumukulo ng mga hydrogen compound ng mga p-elemento ng pangkat VI sa molekular na timbang ng tambalan
Noong nakaraan, ipinakita na ang abnormal na mataas na punto ng kumukulo ng H 2 O ay isang kinahinatnan ng pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga indibidwal na molekula ng tubig.
Siliniyum mga katangiang malapit sa asupre. Ang Selenic acid (H 2 SeO 4) ay isa ring malakas na acid. Ang selenium ay isang mahalagang biological trace element.
Tellurium bumubuo ng napakahinang orthotelluric acid H 6 TeO 6 . Ang selenium at tellurium ay mga semiconductor. Ang Tellurium ay nagsisilbing isang alloying na karagdagan sa lead, na nagpapahusay sa mga mekanikal na katangian nito. Ang lahat ng mga compound ng selenium at tellurium ay lason.
