Элементы группы via — группа кислорода
Их распространенность в природе, хозяйственное и биологическое значение весьма неравноценны. Особенно велико значение кислорода. Возможно, что кислород является наиболее часто упоминаемым химическим элементом и веществом наряду с водой. Рассматриваемые элементы имеют четные порядковые номера, с чем связано наличие у каждого из них по нескольку стабильных изотопов. Естественно, что это… Читать ещё >
Элементы группы via — группа кислорода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Изучив содержание главы 19, студенты должны:
знать
- • положение кислорода и серы в таблице Менделеева, нахождение в природе и практическое применение;
- • строение атомов, валентность, степени окисления кислорода и серы;
- • способы получения и свойства простых веществ — кислорода, озона и серы;
- • основные типы соединений кислорода и серы;
- • особенности элементов подгруппы селена;
уметь
- • составлять уравнения реакций получения кислорода, озона и серы и реакций, характеризующих химические свойства этих веществ;
- • проводить сопоставление свойств элементов в группе кислорода;
- • характеризовать практически важные соединения кислорода и серы;
- • проводить расчеты по уравнениям реакций, в которых участвуют кислород и сера;
владеть
• навыками прогнозирования протекания реакций с участием серы, кислорода и их соединений.
Строение атомов. Распространенность в природе
Элементы группы VIA таблицы Менделеева называют также халькогенами, однако это групповое название употребляется гораздо реже, чем галогены для группы VIIА. Слово «chalkos» в переводе с греческого означает «медь». Следовательно, наиболее точным переводом названия было бы «порождающие медь». Медь в природных рудах обычно бывает связана с серой или кислородом, и отсюда проясняется связь названия целой группы неметаллов с медью. Группу составляют пять элементов — кислород О, сера S, селен Se, теллур Те и полоний Ро (табл. 19.1).
Таблица 19.1
Характеристика элементов группы VIA.
Свойство. | Элемент. | ||||
О. | S. | Se. | Те. | Ро. | |
Порядковый номер | |||||
Радиус г атома (ковалентный), пм. | |||||
Содержание в земной коре (о, %. | 47,4. | 2.6• Ю-2 | 5 -К) 6 | 5 10 7 | Следы. |
Содержание в организме человека <�о, % | 61,5*. | 0.2*. | 1,9 10-5•. | 1,2• 10 5 |
Окончание табл. 19.1
Свойство. | Элемент. | ||||
О. | S. | Se. | Те. | Ро. | |
Электроотрицатель; | 3,5. | 2,6. | 2,55. | 2,1. | 2,0. |
ность х Тип структуры про; | Молеку; | Молеку; | Ковалент; | Ковалент; | Металл и; |
стого вещества. | лярная. | лярная. | пая и моле; | пая. | ческая. |
кулярная. |
* Биогенный элемент.
Их распространенность в природе, хозяйственное и биологическое значение весьма неравноценны. Особенно велико значение кислорода. Возможно, что кислород является наиболее часто упоминаемым химическим элементом и веществом наряду с водой.
Кислород — самый распространенный элемент в земной коре и биосфере (см. табл. 19.1). Он одинаково важен для человека и в виде простого вещества 02, и во множестве неорганических и органических соединений (вода, углекислый газ, белки, углеводы и т. д.). Сера содержится в земной коре в меньшем количестве, но и она находит очень широкое применение, является биогенным макроэлементом. Сера известна с глубокой древности, встречается в природе в виде простого вещества, и химикам не пришлось ее открывать. Существование кислорода как газообразного вещества не было столь очевидно. Он был открыт в XVIII в. почти одновременно Д. Пристли, К. Шееле и А. Лавуазье. Остальные три элемента группы выделяют в подгруппу селена. Селен открыт в 1817 г. Й. Берцелиусом, а теллур — в 1782 г. Г. Мюллером (Австрия). С последнего элемента группы полония начинается непрерывный ряд тяжелых радиоактивных элементов. В земной коре изотоп полонияРо (Г,^2 = 138 сут) существует только как промежуточный продукт распада изотопа урана 2i$U. Открыт полоний в 1898 г. М. Склодовской-Кюри. Высокая радиоактивность полония затрудняет его химическое изучение. Опасность этого элемента усиливается тем, что он легко восстанавливается в летучее водородное соединение РоН2. Поэтому радиоактивное вещество из раствора может попадать в воздух.
Рассматриваемые элементы имеют четные порядковые номера, с чем связано наличие у каждого из них по нескольку стабильных изотопов. Естественно, что это не относится к полонию.
Элементы группы VIA имеют во внешнем энергетическом уровне на один электрон меньше, чем стоящие справа от них галогены. Этим обусловлено понижение электроотрицательности и неметаллического характера элементов. Начиная с селена элементы группы проявляют усиливающиеся признаки металличности. Теллур можно считать полуметаллом, а полоний следует рассматривать как металл.
На внешних /7-орбиталях элементы группы VIA имеют по два неспаренных электрона:
Электронные формулы атомов двух первых элементов группы (кислорода и серы) и элементов подгруппы селена различаются наличием у последних 18-электронной предвнешней оболочки:
О, 8 — [благородный газ] тРпр*; 5е, Те — [благородный газ] (п-)(1К)т2пр*.
Напишем электронные формулы серы и селена:
Эго различие в электронной структуре отражается на ходе изменения свойств атомов в группе. Так, из-за появления 10 электронов на 3 «/-подуровне у селена различие в радиусах атомов между серой и селеном значительно меньше, чем между серой и кислородом (см. табл. 19.1). Следствием этого является большее сходство химических свойств между серой и селеном, чем между серой и кислородом.
Для всех элементов группы ТА характерно двухвалентное состояние. В изученных разделах нам встречались такие вещества, как вода, сероводород, углекислый газ, хлорид серы (И):
Валентность кислорода не может повышаться, так как у него нет свободных орбиталей, достаточно близких по энергии к подуровню 2р. В этом отношении свойства кислорода совпадают со свойствами фтора. Сера и все остальные элементы группы VIA имеют свободные «/-орбитали на внешнем уровне, и в возбужденных состояниях становятся четырехи шестивалентными. Состояния повышенной валентности стабилизируются только в соединениях с кислородом, фтором и хлором. В соединениях со всеми другими элементами сера, селен и теллур бывают только двухвалентными.