Szelén, tellúr, polónium és vegyületeik. Kénsav és szulfátok

12. dia

Kémiai tulajdonságok

Levegőben a kén ég, kén-dioxidot képezve - színtelen, szúrós szagú gáz: S + O2 → SO2 A kén redukáló tulajdonságai a kén és más nemfém reakciókban nyilvánulnak meg, de szobahőmérsékleten a kén csak a fluorral lép reakcióba. : S + 3F2 → SF6

13. dia

Az olvadt kén reakcióba lép a klórral, lehetséges két kisebb klorid képződése 2S + Cl2 → S2Cl2 S + Cl2 → SCl2 Melegítéskor a kén a foszforral is reakcióba lép, foszfor-szulfidok keverékét képezve, köztük a magasabb szulfid P2S5: 5S + 2P → P2S2 Ezenkívül hevítéskor a kén reakcióba lép hidrogénnel, szénnel, szilíciummal: S + H2 → H2S (hidrogén-szulfid) C + 2S → CS2 (szén-diszulfid)

14. dia

A komplex anyagok közül mindenekelőtt a kén olvadt lúggal való reakcióját kell kiemelnünk, amelyben a kén a klórhoz hasonlóan aránytalanul: 3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O Tömény oxidáló savakkal a kén csak hosszan tartó melegítéssel reagál: S+ 6HNO3 (tömény) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S+ 2 H2SO4 (tömény) → 3SO2 + 2H2O

15. dia

100-160°C-on víz oxidálja: Te+2H2O= TeO2+2H2 Lúgos oldatban forralva a tellúr aránytalanul telluridot és telluritot képez: 8Te+6KOH=2K2Te+ K2TeO3+3H2O.

16. dia

A híg HNO3 a Te-t tellursavvá H2TeO3 oxidálja: 3Te+4HNO3+H2O=3H2TeO3+4NO. Az erős oxidálószerek (HClO3, KMnO4) Te-t gyenge tellursavvá oxidálják H6TeO6: Te+HClO3+3H2O=HCl+H6TeO6. A tellúrvegyületek (+2) instabilak és hajlamosak az aránytalanságra: 2TeCl2=TeCl4+Te.

17. dia

Levegőn hevítve színtelen kristályos SeO2-t éget el: Se + O2 = SeO2. Hevítés hatására reagál vízzel: 3Se + 3H2O = 2H2Se + H2SeO3. A szelén salétromsavval hevítve szelénsavat képez H2SeO3: 3Se + 4HNO3 + H2O = 3H2SeO3 + 4NO.

18. dia

Lúgos oldatban forralva a szelén aránytalanná válik: 3Se + 6KOH = K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O. Ha szelént lúgos oldatban forralunk, amelyen levegőt vagy oxigént vezetünk át, akkor poliszelenideket tartalmazó vörösbarna oldatok keletkeznek: K2Se + 3Se = K2Se4

KALKOGÉNEK
VIA. ALCSOPORT. KALKOGÉNEK
OXIGÉN
Az oxigén O elem az elemek periódusos rendszerének nyolcadik eleme és a VIA alcsoport első eleme (7a. táblázat). Ez az elem a legnagyobb mennyiségben a földkéregben található, körülbelül 50%-át (tömeg). A belélegzett levegőben a CHALCOGENS 20% oxigént tartalmaz szabad (nem kötött) állapotban, az oxigén 88%-a pedig kötött állapotban van a hidroszférában, víz H2O formájában.
A leggyakoribb izotóp a 168O. Egy ilyen izotóp magja 8 protont és 8 neutront tartalmaz. A 10 neutronos 188O izotóp lényegesen kevésbé elterjedt (0,2%). Még kevésbé elterjedt (0,04%) 9 neutronos izotóp, 178O. Az összes izotóp súlyozott átlagos tömege 16,044. Mivel a 12-es tömegszámú szénizotóp atomtömege pontosan 12.000, és az összes többi atomtömeg ezen a szabványon alapul, akkor az oxigén atomtömegének e szabvány szerint 15.9994-nek kell lennie.
Az oxigén kétatomos gáz, mint a hidrogén, a nitrogén és a halogének a fluor, klór (a bróm és a jód is kétatomos molekulákat alkot, de nem gázok). Az iparban használt oxigén nagy részét a légkörből nyerik. Ennek elérése érdekében viszonylag olcsó módszereket fejlesztettek ki a kémiailag tisztított levegő cseppfolyósítására kompressziós és hűtési ciklusokkal. A cseppfolyósított levegő lassan felmelegszik, így illékonyabb és könnyen elpárologtató vegyületek szabadulnak fel, és felhalmozódik a folyékony oxigén. Ezt a módszert frakcionált desztillációnak vagy folyékony levegő rektifikálásának nevezik. Ebben az esetben az oxigén nitrogénszennyeződésekkel való szennyeződése elkerülhetetlen, és a nagy tisztaságú oxigén eléréséhez a rektifikációs folyamatot addig ismételjük, amíg a nitrogént teljesen eltávolítjuk.
Lásd még AIR.
182,96 ° C hőmérsékleten és 1 atm nyomáson az oxigén színtelen gázból halványkék folyadékká alakul. A szín jelenléte azt jelzi, hogy az anyag párosítatlan elektronokkal rendelkező molekulákat tartalmaz. 218,7 °C-on az oxigén megszilárdul. A gáznemű O2 1,105-ször nehezebb a levegőnél, és 0°C-on és 1 atm nyomáson 1 liter oxigén tömege 1,429 g. A gáz vízben gyengén oldódik (KALKOGÉNEK 0,30 cm 3 / l 20 °C-on), de ez fontos az élet vízben való létezéséhez. Az acéliparban nagy mennyiségű oxigént használnak fel a nemkívánatos szennyeződések, elsősorban a szén, a kén és a foszfor gyors eltávolítására, oxidok formájában a fúvási folyamat során, vagy közvetlenül az olvadékon keresztül történő oxigén átfújásával. A folyékony oxigén egyik fontos felhasználási területe a rakéta-üzemanyag oxidálószere. A hengerekben tárolt oxigént a gyógyászatban a levegő oxigénnel való dúsítására, valamint a fémek hegesztési és vágási technológiájában használják.
Oxidok képződése. A fémek és a nemfémek oxigénnel reagálva oxidokat képeznek. A reakciók nagy mennyiségű energia felszabadulásával léphetnek fel, és erős izzás, villanás és égés kísérheti. A villanófényt alumínium- vagy magnéziumfólia vagy huzal oxidációjával állítják elő. Ha az oxidáció során gázok képződnek, akkor a reakcióhő hatására kitágulnak és robbanást okozhatnak. Nem minden elem reagál az oxigénnel és hő szabadul fel. A nitrogén-oxidok például a hő elnyelésével keletkeznek. Az oxigén reakcióba lép az elemekkel, és a megfelelő elemek oxidjait képezi a) normál vagy b) magas oxidációs állapotban. A fa, a papír és számos természetes anyag vagy szerves termék, amely szén- és hidrogéntartalmú, vagy az (a) típus szerint ég el, például CO-t, vagy a (b) típus szerint CO2-t termelve.
Ózon. Az atomi (monatomos) oxigén O és a molekuláris (kétatomos) oxigén O2 mellett létezik ózon, egy olyan anyag, amelynek molekulái három oxigénatomból, O3-ból állnak. Ezek a formák allotróp módosulatok. Ha csendes elektromos kisülést vezetünk át száraz oxigénen, ózon keletkezik:
3O2 2O3 Az ózon erős, irritáló szaga van, és gyakran megtalálható az elektromos motorok vagy generátorok közelében. Az ózon kémiailag aktívabb, mint az oxigén ugyanazon a hőmérsékleten. Általában oxidokat képez és szabad oxigént szabadít fel, pl.: Hg + O3 -> HgO + O2 Az ózon hatásos a víz tisztítására (fertőtlenítésére), szövetek fehérítésére, keményítőre, olajok tisztítására, fa és tea szárítására és öregítésére, ill. vanillin és kámfor előállításában. Lásd OXIGÉN.
KÉN, SZELÉN, TELLÚR, POLÓNIUM
Amikor a VIA alcsoportban oxigénről polóniumra váltunk, a tulajdonságok változása nemfémesről fémre kevésbé szembetűnő, mint a VA alcsoport elemeinél. Az ns2np4 kalkogén elektronszerkezete inkább elektronelfogadásra utal, mint elektrondonációra. Az elektronok részleges visszavonása az aktív fémből a kalkogénbe lehetséges olyan vegyület képződésével, amelynek a kötése részben ionos, de nem olyan ionossággal, mint egy hasonló vegyület oxigénnel. A nehézfémek kovalens kötésekkel kalkogenideket képeznek, a vegyületek színesek és teljesen oldhatatlanok.
Molekuláris formák. Az egyes atomok körül egy elektronoktett kialakítása elemi állapotban a szomszédos atomok elektronjai révén valósul meg. Ennek eredményeként például a kén esetében egy ciklikus S8 molekulát kapunk, amely koronaszerűen épül fel. A molekulák között nincs erős kötés, ezért a kén alacsony hőmérsékleten megolvad, felforr és elpárolog. A Se8 molekulát alkotó szelén szerkezete és tulajdonságai hasonlóak; A tellúr Te8 láncokat képezhet, de ezt a szerkezetet nem sikerült egyértelműen megállapítani. A polónium molekuláris szerkezete sem tisztázott. A molekulák szerkezetének összetettsége meghatározza szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú létezésük különböző formáit (allotrópia), ez a tulajdonság nyilvánvalóan a kalkogének megkülönböztető jellemzője más elemcsoportok között. A kén legstabilabb formája az a-forma vagy ortorombikus kén; a második a b vagy monoklin kén metastabil formája, amely a tárolás során a-kénné alakulhat. A kén egyéb módosításait az ábra mutatja:

Az A-Kén és a b-Kén CS2-ben oldódik. A kén más formái is ismertek. Az m-forma viszkózus folyadék, valószínűleg a "korona" szerkezetből alakult ki, ez magyarázza gumiszerű állapotát. Amikor a kéngőz hirtelen lehűl vagy lecsapódik, por alakú kén képződik, amelyet „kénszínnek” neveznek. A gőzök, valamint a gőzök éles hűtésével nyert lila por a mágneses térben végzett vizsgálatok eredményei szerint párosítatlan elektronokat tartalmaznak. A Se és a Te esetében az allotrópia kevésbé jellemző, de általánosan hasonló a kénnel, és a szelén módosulásai hasonlóak a kén módosulásaihoz.
Reakcióképesség. A VIA alcsoport minden eleme reagál az egyelektronos donorokkal (alkálifémek, hidrogén, metilgyök HCH3), RMR összetételű vegyületeket képezve, pl. 2-es koordinációs számot mutatnak, például HSH, CH3SCH3, NaSNa és ClSCl. Hat vegyértékelektron koordinálódik a kalkogén atom körül, kettő a vegyérték s héjban és négy a vegyérték héjban. Ezek az elektronok kötést tudnak kialakítani egy erősebb elektronakceptorral (például oxigénnel), ami elhúzza őket molekulák és ionok képzése céljából. Így ezek a kalkogének II, IV, VI oxidációs állapotot mutatnak, és túlnyomórészt kovalens kötéseket képeznek. A kalkogén családban a VI oxidációs állapot megnyilvánulása az atomszám növekedésével gyengül, mivel az ns2 elektronpár egyre kevésbé vesz részt a nehezebb elemek kötéseinek kialakításában (inert párhatás). Az ilyen oxidációs állapotú vegyületek közé tartozik az SO és a kén(II) H2SO2; SO2 és H2SO3 a kén (IV) esetében; SO3 és H2SO4 a kén(IV) esetében. Más kalkogén vegyületei hasonló összetételűek, bár vannak eltérések. Viszonylag kevés a páratlan oxidációs állapot. A szabad elemek természetes nyersanyagokból történő kinyerésének módszerei a különböző kalkogéneknél eltérőek. A kőzetekben nagy mennyiségű szabad kén található, ellentétben kis mennyiségű, szabad halkogénnel. Az üledékes kén geotechnológiai úton kinyerhető (flash eljárás): belső csövön túlhevített vizet vagy gőzt szivattyúznak a kén megolvasztására, majd az olvadt ként egy külső koncentrikus csövön keresztül sűrített levegővel a felszínre préselik. Ily módon tiszta, olcsó ként nyernek a louisianai és a Mexikói-öböl alatti lelőhelyekből Texas partjainál. A szelént és a tellúrt a réz, cink és ólom kohászatából származó gázkibocsátásból, valamint az ezüst és ólom elektrometallurgiájából származó iszapból vonják ki. Egyes gyárak, amelyekben szelén koncentrálódik, az állatvilág mérgezésének forrásaivá válnak. A szabad ként széles körben használják a mezőgazdaságban por alakú gombaölő szerként. Csak az USA-ban évente mintegy 5,1 millió tonna ként használnak fel különféle folyamatokhoz és vegyi technológiákhoz. A kénsav előállítása során sok ként fogyasztanak el.
A kalkogénvegyületek egyes osztályai, különösen a halogenidek, tulajdonságaiban nagyon eltérőek.
Hidrogénvegyületek. A hidrogén lassan reagál kalkogénekkel, és H2M hidrideket képez. Nagy különbség van a víz (oxigén-hidrid) és más kalkogén hidridjei között, amelyek bűzösek és mérgezőek, vizes oldataik pedig gyenge savak (a legerősebb a H2Te). A fémek közvetlenül reagálnak kalkogénekkel, és kalkogenideket képeznek (pl. nátrium-szulfid Na2S, kálium-szulfid K2S). A szulfidok vizes oldatában lévő kén poliszulfidokat képez (például Na2Sx). A kalkogén-hidridek kiszoríthatók a fém-szulfidok savanyított oldataiból. Így a H2Sx szulfánok a Na2Sx savanyított oldataiból szabadulnak fel (ahol x lehet nagyobb, mint 50; azonban csak az x Ј 6 szulfánokat vizsgálták).
Halogenidek. A kalogének közvetlenül reagálnak halogénekkel, és különböző összetételű halogenideket képeznek. A reagáló halogének tartománya és a keletkező vegyületek stabilitása a kalkogén és a halogén sugarainak arányától függ. A halogén nagy oxidációs állapotú halogenid képződésének lehetősége a halogén atomtömegének növekedésével csökken, mivel a halogén ion halogénné oxidálódik, a kalkogén pedig szabad kalkogénné vagy kalkogén-halogeniddé redukálódik. oxidációs állapot, pl.: TeI6 -> TeI4 + I2 I. oxidációs fokozat a kén esetében, megvalósítható az (SCl)2 vagy S2Cl2 vegyületben (ezt az összetételt nem állapították meg megbízhatóan). A kén-halogenidek közül a legszokatlanabb az SF6, amely nagyon inert. A vegyületben lévő ként olyan erősen leárnyékolják a fluoratomok, hogy még a legagresszívebb anyagok sem gyakorolnak hatást az SF6-ra. Az asztalról A 7b. ábrából az következik, hogy a kén és a szelén nem képez jodidokat.
Ismertek összetett kalkogén-halogenidek, amelyek kalkogén-halogenid és halogenidionok kölcsönhatása során keletkeznek, pl.
TeCl4 + 2Cl= TeCl62.
Oxidok és oxosavak. A kalkogén-oxidok oxigénnel való közvetlen kölcsönhatás során keletkeznek. A kén levegőben vagy oxigénben ég, SO2 és SO3 szennyeződéseket képezve. Az SO3 előállítására más módszereket is alkalmaznak. Amikor az SO2 kénnel reagál, SO képződhet. A szelén és a tellúr hasonló oxidokat képez, de a gyakorlatban lényegesen kisebb jelentőséggel bírnak. A szelén-oxidok és különösen a tiszta szelén elektromos tulajdonságai meghatározzák gyakorlati alkalmazásuk növekedését az elektronikai és elektromos iparban. A vas és a szelén ötvözetei félvezetők, és egyenirányítók gyártására használják. Mivel a szelén vezetőképessége a megvilágítástól és a hőmérséklettől függ, ezt a tulajdonságot fotocellák és hőmérséklet-érzékelők gyártásánál használják. A trioxidok ennek az alcsoportnak az összes elemére ismertek, kivéve a polóniumot. A kénsav ipari előállításának hátterében az SO2 katalitikus oxidációja SO3 áll. A szilárd SO3 allotróp módosulatokkal rendelkezik: tollszerű kristályok, azbesztszerű szerkezet, jégszerű szerkezet és polimer ciklikus (SO3)3. A szelén és a tellúr folyékony SO3-ban oldódik, interkalkogén vegyületeket képezve, mint például a SeSO3 és a TeSO3. A SeO3 és TeO3 előállítása bizonyos nehézségekkel jár. A SeO3-t Se és O2 gázkeverékéből nyerik egy kisülőcsőben, a TeO3 pedig a H6TeO6 intenzív dehidratálásával jön létre. Az említett oxidok hidrolizálnak vagy erőteljesen reagálnak vízzel, és savakat képeznek. A kénsavnak a legnagyobb gyakorlati jelentősége van. Megszerzéséhez két eljárást alkalmaznak: a folyamatosan fejlődő érintkezési módszert és az elavult dinitrogén torony módszert (lásd még KÉN).
A kénsav erős sav; aktívan kölcsönhatásba lép a vízzel, hőt ad le a reakciónak megfelelően H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4 Ezért a tömény kénsav hígításánál óvatosan kell eljárni, mivel a túlmelegedés hatására gőzök szabadulhatnak fel a savval rendelkező tartályból (a kénsav miatti égési sérülések gyakran előfordulnak). kis mennyiségű víz hozzáadásával társul). A vízhez való nagy affinitása miatt a H2SO4 (konc.) intenzív kölcsönhatásba lép a pamutruházattal, a cukorral és az élő emberi szövetekkel, eltávolítva a vizet. Hatalmas mennyiségű savat használnak fémek felületkezelésére, a mezőgazdaságban szuperfoszfát előállítására (lásd még FOSZFOR), a kőolaj finomításánál a rektifikálásig, a polimertechnológiában, színezékekben, a gyógyszeriparban és sok más iparágban. A kénsav ipari szempontból a legfontosabb szervetlen vegyület. A kalkogén oxosavait a táblázat tartalmazza. 7. század Meg kell jegyezni, hogy egyes savak csak oldatban, mások csak sók formájában léteznek.
A többi kén-oxosavak között az iparban fontos helyet foglal el a kénsav, a H2SO3, a kén-dioxid vízben való oldásakor keletkező gyenge sav, amely csak vizes oldatban létezik. Sói meglehetősen stabilak. A sav és sói redukálószerek, és "klórellenes szerként" használják a felesleges klór eltávolítására a fehérítőből. A tiokénsavat és sóit a fényképezésben használják a feleslegben el nem reagált AgBr eltávolítására a fényképészeti filmekről: AgBr + S2O32 []+ Br
A tiokénsav nátriumsójának "nátrium-hiposzulfit" elnevezése nem szerencsés; a helyes "tioszulfát" elnevezés ennek a savnak a kénsavval való szerkezeti kapcsolatát tükrözi, amelyben a nem hidratált oxigén egy atomját kénatom helyettesíti (" thio"). A politionsavak a vegyületek egy érdekes osztálya, amelyben két SO3 csoport között kénatomok lánca képződik. A H2S2O6 származékokról sok adat áll rendelkezésre, de a politionsavak is nagyszámú kénatomot tartalmazhatnak. A peroxosavak nemcsak oxidálószerként fontosak, hanem a hidrogén-peroxid előállításának közbenső termékeiként is. A peroxid-kénsavat a HSO4-ion hidegben történő elektrolitikus oxidációjával állítják elő. A peroxokénsav a peroxo-kénsav hidrolízisével keletkezik: 2HSO4 -> H2S2O8 + 2e
H2S2O8 + H2O -> H2SO5 + H2SO4 A szelén- és tellúrsavak köre lényegesen kisebb. A H2SeO3 szelénsavat SeO2 oldatból víz elpárologtatásával nyerik. Ez egy oxidálószer, ellentétben a kénsav H2SO3-mal (redukálószer), és könnyen oxidálja a halogenideket halogénné. A szelén 4s2 elektronpárja inaktívan vesz részt a kötésképzésben (az inert párhatás; lásd fent a kén reaktivitásáról szóló részben), ezért a szelén könnyen elemi állapotba kerül. Ugyanezen okból a szelénsav könnyen lebomlik H2SeO3-ra és szelénre. A Te atom nagyobb sugarú, ezért nem hatékony kettős kötések kialakításában. Ezért a tellursav nem létezik szokásos formájában.

és 6 hidroxocsoportot tellúr koordinál, így H6TeO6 vagy Te(OH)6 keletkezik.
Oxohalogenidek. Az oxosavak és a kalkogén-oxidok reagálnak halogénekkel és PX5-tel, és MOX2 és MO2X2 összetételű oxohalogenideket képeznek. Például az SO2 reakcióba lép a PCl5-tel, és SOCl2-t (tionil-klorid) képez:
PCl5 + SO2 -> POCl3 + SOCl2
A megfelelő SOF2 fluorid SOCl2 és SbF3 kölcsönhatása révén, a tionil-bromid SOBr2 pedig SOCl2-ből és HBr-ből képződik. Az SO2Cl2 szulfuril-kloridot SO2 klórral történő klórozásával (kámfor jelenlétében) állítják elő, hasonló módon SO2F2 szulfuril-fluoridot. A klórfluorid SO2ClF SO2Cl2-ből, SbF3-ból és SbCl3-ból képződik. A HOSO2Cl klórszulfonsavat úgy nyerik, hogy a klórt füstölgő kénsavon vezetik át. A fluorszulfonsav hasonló módon képződik. A SeOCl2, SeOF2, SeOBr2 szelén-oxohalogenidek is ismertek.
Nitrogén- és kéntartalmú vegyületek. A kén a nitrogénnel különféle vegyületeket képez, amelyek közül sokat kevéssé vizsgáltak. Ha S2Cl2-t ammóniával kezelünk, N4S4 (tetrakén-tetranitrid), S7HN (kén-heptazimid) és más vegyületek keletkeznek. Az S7HN molekulák úgy épülnek fel, mint egy ciklikus S8 molekula, amelyben egy kénatomot nitrogén helyettesít. Az N4S4 kénből és ammóniából is képződik. Ón és sósav hatására tetrakén-tetraimiddé S4N4H4 alakul. Egy másik nitrogénszármazék, az NH2SO3H szulfaminsav ipari jelentőségű, fehér, nem higroszkópos kristályos anyag. Karbamid vagy ammónia füstölgő kénsavval való reagáltatásával nyerik. Ez a sav erőssége közel áll a kénsavhoz. Ammóniumsóját NH4SO3NH2 tűzgátlóként, alkálifémsóit gyomirtóként használják.
Polónium. A korlátozott mennyiségű polónium ellenére a VIA alcsoport ezen utolsó elemének kémiája viszonylag jól ismert radioaktív tulajdonságának köszönhetően (általában a kémiai reakciókban tellúrral keveredik hordozóként vagy kísérő reagensként). A legstabilabb 210Po izotóp felezési ideje mindössze 138,7 nap, így a tanulmányozás nehézségei érthetőek. 1 g Po előállításához több mint 11,3 tonna uránkátrányt kell feldolgozni. A 210Po 209Bi neutronbombázásával állítható elő, amely először 210Bi-vé alakul, majd egy b részecskét lövell ki, és 210Po-t képez. Úgy tűnik, a polónium ugyanolyan oxidációs állapotot mutat, mint a többi kalkogén. A H2Po polónium-hidridet és a PoO2-oxidot szintetizálták, ismertek a II és IV oxidációs állapotú sók. Úgy tűnik, a PoO3 nem létezik.

Collier enciklopédiája. - Nyílt társadalom. 2000 .

Nézze meg, mi a "CHALCOGENS" más szótárakban:

KALKOGÉNEK, a periódusos rendszer VI. csoportjának kémiai elemei: oxigén, kén, szelén, tellúr. Kalkogén vegyületei elektropozitívabb kémiai elemekkel, kalkogenidekkel (oxidok, szulfidok, szelenidek, telluridok) ... Modern enciklopédia

A periódusos rendszer VI. csoportjába tartozó kémiai elemek oxigén, kén, szelén, tellúr... Nagy enciklopédikus szótár

Csoport → 16 ↓ 2. periódus 8 Oxigén ... Wikipédia

A periódusos rendszer VI. csoportjának kémiai elemei: oxigén, kén, szelén, tellúr. * * * KALKOGÉNEK KALKOGÉNEK, a periódusos rendszer VI. csoportjába tartozó kémiai elemek oxigén, kén, szelén, tellúr... enciklopédikus szótár

kalkogéneket- chalkogenai statusas T sritis chemija apibrėžtis S, Se, Te, (Po). atitikmenys: engl. chalcogens rus. kalkogén... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Chem. elemek VIa gr. időszakos rendszerek: oxigén O, kén S, szelén Se, tellúr Te, polónium Po. Ext. Az X atom elektronhéja s2p4 konfigurációjú. Növelésével at. n. Növekszik a kovalens és ionos X sugara, csökken az energia... ... Kémiai enciklopédia

A VIA alcsoportba tartozó nemfémek elemeinek kémiája

A VIA alcsoport elemei nem fémek, kivéve a Po-t.

Az oxigén nagyon különbözik a többi alcsoport elemétől, és különleges szerepet játszik a kémiában. Ezért az oxigén kémiája külön előadást tart.

Többek között a kénnek van a legnagyobb jelentősége. A kén kémiája nagyon kiterjedt, mivel a kén rengeteg különféle vegyületet képez. Vegyületeit széles körben használják a kémiai gyakorlatban és a különböző iparágakban. A VIA alcsoportba tartozó nemfémek tárgyalásakor a legtöbb figyelmet a kén kémiájára fordítjuk.

Az előadás főbb kérdései

A VIA alcsoportba tartozó nemfémek általános jellemzői. Természetes vegyületek Kén

Egyszerű anyag Kénvegyületek

Kénhidrogén, szulfidok, poliszulfidok

Kén-dioxid. Szulfitok

Kén-trioxid

Kénsav. Oxidatív tulajdonságok. Szulfátok

Egyéb kénvegyületek

Szelén, tellúr

Egyszerű anyagok Szelén és tellúr vegyületei

Szelenid és telluridok

Se és Te vegyületek oxidációs állapotban (+4)

Szelén- és tellursav. Oxidatív tulajdonságok.

Az S, Se, Te legjellemzőbb oxidációs állapotai:

xia: (–2), 0, +4, +6, oxigénre: (–2), (–1), 0.

S-ből Te-be haladva a legmagasabb oxidációs állapot stabilitása +6

csökken, és a +4 oxidációs állapot stabilitása nő.

Se, Te, Po, esetén – a legstabilabb oxidációs állapot +4.

Az elemek atomjainak néhány jellemzője ViB - alcsoportok

Mint a fenti adatokból is kitűnik , az oxigén nagyon különbözik az alcsoport többi elemétől nagy ionizációs energia, ma-

az atom kis pályasugara és nagy elektronegativitás, csak az F rendelkezik nagyobb elektronegativitással.

Az oxigént, amely a kémiában nagyon különleges szerepet játszik, a

hatékony. A VIA csoport többi eleme közül a legfontosabb a kén.

(SF2, SCl2), +3 (S2O3, H2S2O4). A kénvegyületek sokféleségét igazolja az is, hogy mintegy 20 oxigéntartalmú S sav ismert.

Az S atomok közötti kötés erőssége arányosnak bizonyul az erősséggel

S kötései más nemfémekkel: O, H, Cl, ezért S-t az jellemzi

beleértve a nagyon elterjedt ásványi pirit FeS2 és politionsavakat (pl. H2 S4 O6), így a kén kémiája meglehetősen kiterjedt.

Az iparban használt legfontosabb kénvegyületek

Az iparban és laboratóriumban legszélesebb körben használt kénvegyület a kénsav. A világ termelési volumene

nicsav 136 millió tonna. (ilyen nagy mennyiségben más sav nem keletkezik). A gyakori vegyületek közé tartoznak a ko

kénsav sói - szulfátok, valamint kénsav sói - szulfitok.

Természetes szulfidok a legfontosabb színes anyagok előállítására használják

faggyú: Cu, Zn, Pb, Ni, Co stb. Egyéb gyakori kénvegyületek: hidrogén-szulfidsav H2S, kén-di- és -trioxidok: SO2

és SO3, tioszulfát Na2S203; savak: kénsav (piroszulfursav) H2 S2 O7, peroc-

nátrium-kén H2S2O8 és peroxodiszulfátok (perszulfátok): Na2S2O8 és

(NH4)2S2O8.

Kén a természetben

egyszerű anyag formájában jelenik meg nagy földalatti lerakódásokat képez,

valamint szulfid és szulfát ásványok formájában , valamint kapcsolatok formájában,

amelyek a szén és az olaj szennyeződései. Ennek eredményeként szenet és olajat nyernek

ezek a szerves anyagok bomlása, és a kén az állatok és növények része

testfehérjék. Ezért a szén és az olaj elégetésekor kén-oxidok keletkeznek,

szennyezik a környezetet.

Természetes kénvegyületek

Rizs. A pirit FeS2 a kénsav előállításához használt fő ásvány

natív kén;

szulfid ásványok:

FeS2 – pirit vagy vaspirit

FeCuS2 – kalkopirit (réz-szulfid-

FeAsS – arzenopirit

PbS – galéna vagy ólomfény

ZnS – szfalerit vagy cinkkeverék

HgS – cinóber

Cu2 S - kalcocit vagy rézfény

Ag2 S – argentit vagy ezüst fényű

MoS2 – molibdenit

Sb2 S3 – stibnit vagy antimon fényű

As4 S4 –realgar;

szulfátok:

Na2SO4. 10 H2 O – mirabilit

CaSO4. 2H2 O – gipsz

CaSO4 - anhidrit

BaSObarite vagy nehéz spar

SrSO4 – celesztin.

Rizs. Gipsz CaSO4. 2H2O

Egyszerű anyag

Egy egyszerű anyagban a kénatomok -kötéssel kapcsolódnak két szomszédos atomhoz.

A legstabilabb szerkezet az, amely nyolc kénatomból áll,

koronára emlékeztető hullámgyűrűvé egyesült. A kénnek számos változata létezik: rombikus kén, monoklin és műanyag kén. Normál hőmérsékleten a kén sárga, törékeny kristályok formájában van jelen.

rombusz alakú acélok (-S), formázott-

S8 molekulák kötik össze. Egy másik módosulat, a monoklin kén (-S) szintén nyolctagú gyűrűkből áll, de elhelyezkedésében eltérő.

S8 molekulák elrendezése a kristályban. Amikor disz-

Amikor a kén megolvad, a gyűrűk eltörnek. Ugyanakkor megtehetjük

kusza szálak fognak itt kialakulni, ami

Rizs. Kén

viszkózussá tegyük az olvadékot, tovább

Magasabb hőmérsékleten a polimer láncok lebomlanak, és a viszkozitás gyengül. Az olvadék hirtelen lehűlésekor műanyag kén képződik

kéntartalmú és összegabalyodott láncokból áll. Idővel (néhány napon belül) rombos kénné alakul.

A kén 445o C-on forr. A kéngőzben a következő egyensúlyok alakulnak ki:

Az S2 molekulák szerkezete hasonló az O2-hez.

A kén oxidálható (általában SO2-vé) és redukálható

frissítve S(-2). Normál hőmérsékleten szinte minden szilárd ként lejátszódó reakció gátolt, csak a fluorral, klórral és higannyal való reakciók lépnek fel.

Ezt a reakciót a kiömlött higany apró cseppjeinek megkötésére használják.

A folyékony és a gőz kén nagyon reakcióképes . Zn, Fe, Cu kéngőzben ég. Amikor elhaladt H 2 olvadt kén felett képződik

H 2 S. Hidrogénnel és fémekkel való reakciókban a kén oxidálószerként működik

A kén könnyen oxidálható halogének hatására

és oxigén. Levegőn hevítve a kén kék lánggal ég, oxidálódik

SO2-ig.

S + O2 = SO2

A ként tömény kénsav és salétromsav oxidálja:

S + 2H2SO4 (tömény) = 3SO2 + 2H2O,

S + 6HNO3 (tömény) = H2SO4 + 6 NO2 + 2H2O

Forró lúgos oldatokban a kén aránytalan.

3S + 6 NaOH = 2 Na2S + Na2SO3 + 3 H2O.

Amikor a kén kölcsönhatásba lép ammónium-szulfid oldattal, sárga-vörös poliszulfid ionok(–S–S–)n vagy Sn 2– .

Ha ként szulfitoldattal hevítjük, tioszulfátot kapunk, és

cianid-tiocianát oldattal hevítve:

S + Na 2 SO3 = Na2 S2 O3, S + KCN = KSCN

A kálium-tiocianátot vagy tiocianátot az Fe3+-ionok analitikai kimutatására használják:

3+ + SCN – = 2+ + H2O

A kapott összetett vegyület vérvörös színű,

még a hidratált Fe3+ ionok jelentéktelen koncentrációja esetén is

Évente ~33 millió tonna natív ként bányásznak világszerte. A bányászott kén fő mennyiségét kénsavvá dolgozzák fel és használják fel

A gumiiparban használják gumi vulkanizálására. kén hozzáadása

kötődik a gumi makromolekulák kettős kötéseihez, diszulfid hidakat képezve

ki –S– S–, ezáltal mintegy „térhálósítja” őket, ami szilárdságot és rugalmasságot ad a guminak. Ha nagy mennyiségű ként kerül a gumiba, kiderül, hogy ebo-

nit, amely jó szigetelőanyag, amelyet az elektrotechnikában használnak. A ként a gyógyszeriparban bőrkenőcsök készítésére, a mezőgazdaságban pedig növényi kártevők elleni védekezésre is használják.

Kénvegyületek

Kénhidrogén, szulfidok, poliszulfidok

A hidrogén-szulfid H 2 S természetesen előfordul a kénes ásványvizekben,

jelen van a vulkáni és földgázban, a fehér bomlása során keletkezik

kovy testek.

A hidrogén-szulfid színtelen gáz, rothadt tojás szagú, és erősen mérgező.

Vízben gyengén oldódik, szobahőmérsékleten három térfogatrész gáz halmazállapotú H2S feloldódik egy térfogat vízben. A H 2 S koncentrációja telített vízben

normál oldat ~ 0,1 mol/l . Vízben oldva képződik

hidroszulfidsav, amely az egyik leggyengébb sav:

17.12.2019

A Far Cry sorozat továbbra is stabilitással örvendezteti meg játékosait. Ennyi idő után világossá válik, mit kell tenned ebben a játékban. Vadászat, túlélés, befogás...

16.12.2019

A lakótér kialakításánál különös figyelmet kell fordítani a nappali belsejére - ez lesz az „univerzum” központja.

15.12.2019

Lehetetlen elképzelni egy ház felépítését állványok használata nélkül. Az ilyen szerkezeteket a gazdasági tevékenység más területein is alkalmazzák. VAL VEL...

14.12.2019

A hegesztés valamivel több mint egy évszázaddal ezelőtt jelent meg, mint a fémtermékek tartós összekapcsolásának módja. Ugyanakkor jelen pillanatban lehetetlen túlbecsülni jelentőségét. BAN BEN...

14.12.2019

A környező tér optimalizálása rendkívül fontos mind a kis, mind a nagy raktárak számára. Ez nagyban leegyszerűsíti a munkát, és...

13.12.2019

A fémcserepek fém tetőfedő anyagok. A lapok felülete polimer anyagokkal és cinkkel van bevonva. A természetes csempéket utánozza az anyag...

13.12.2019

A tesztelő berendezéseket széles körben használják különböző területeken. A minőségének kifogástalannak kell lennie. A cél elérése érdekében a készülékek felszerelt...

13.12.2019

A francia stílus a belső térben az utóbbi időben népszerűvé vált a kifinomult és egyben egyszerű megoldások szerelmesei körében....

13.12.2019

A művészi kovácsolás olyan mesterség, amely a mestertől különleges készségeket és képességeket, valamint kitartást és tehetséget igényel. Minden korszakban az épületdekorációs alkatrészek...

Az oxigén alcsoport öt elemből áll: oxigén, kén, szelén, tellúr és polónium (radioaktív fém). Ezek D. I. Mengyelejev periodikus rendszerének VI. csoportjának p-elemei. Van egy csoportnevük - kalkogén, ami azt jelenti, hogy „ércképző”.

Az oxigén alcsoport elemeinek tulajdonságai

A kalkogén atomok külső energiaszintjének szerkezete megegyezik - ns 2 nр 4 . Ez magyarázza kémiai tulajdonságaik hasonlóságát. A hidrogénnel és fémekkel alkotott vegyületekben lévő összes kalkogén oxidációs állapota -2, az oxigénnel és más aktív nemfémekkel rendelkező vegyületekben pedig általában +4 és +6. Az oxigénre, akárcsak a fluorra, a csoportszámmal megegyező oxidációs állapot nem jellemző. Oxidációs állapota általában -2, fluorral kombinálva pedig +2. Az oxidációs állapotok ilyen értékei a kalkogén elektronszerkezetéből következnek

A 2p alszint oxigénatomjának két párosítatlan elektronja van. Elektronjait nem lehet szétválasztani, mert a külső (második) szinten nincs d-alszint, azaz nincsenek szabad pályák. Ezért az oxigén vegyértéke mindig kettővel, az oxidációs állapot pedig -2 és +2 (például H 2 O-ban és ОF 2-ben). Ugyanez a gerjesztetlen állapotban lévő kén térfogatának vegyértéke és oxidációs állapota. Gerjesztett állapotba való áttéréskor (ami akkor következik be, amikor energiát szolgáltatnak, például melegítés közben) először a kénatomok szétválnak. R- , majd 3s elektronok (nyilak mutatják). A párosítatlan elektronok száma, és ennek következtében a vegyérték az első esetben négy (például SO 2-ben), a másodikban pedig hat (például SO 3-ban). Nyilvánvalóan még a 2, 4, 6 vegyértékek is jellemzőek a kénanalógokra - szelénre, tellúrra és polóniumra, és oxidációs állapotuk -2, +2, +4 és +6 lehet.

Az oxigén alcsoport elemeinek hidrogénvegyületei megfelelnek képlet H2R (R - elem szimbólum): H 2 O, H 2 S, H2S e, N 2 Te. Felhívtakvannak kalkonhidrogének. Vízben oldva képződneksavak. Ezeknek a savaknak az erőssége a növekedéssel nő az elem sorozatszáma, ami az energia csökkenésével magyarázható kötések a H 2 vegyületek sorozatában R . A víz H+ és O ionokká disszociál N - , van amfoter elektrolit.

Kén, A szelén és a tellúr ugyanazokat az oxigén típusú vegyületeket alkotja R O 2 és R O 3-. Ezek a H 2 típusú savaknak felelnek meg R O 3 és H 2 R O 4-. Egy elem rendszámának növekedésével ezeknek a savaknak az erőssége csökkenwat. Mindegyikük oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik, és a savakhoz hasonló H2R Az O 3 is helyreállító hatású.

Az egyszerű anyagok tulajdonságai természetesen változnak: növekvőaz atommag töltése, a nemfémesek gyengülnek, a fémesek pedig növekednek tulajdonságait. Így az oxigén és a tellúr nem fémek, de az utóbbi igenfémes fényű és vezeti az elektromosságot.