Слайд 2
Элементы VIА-группы (халькогены)
Слайд 3
Элементы VIА-группы (халькогены)
Общая электронная формула:
[…] ns 2
(n–1)d 10np 4
Степени окисления:
O: –II, –I,
0, +I, +II
H2O; H2O2; O2; O2F2; OF2
S, Se, Te (Po): –II, 0, (+II), +IV, +VI
H2Э; Эх; ЭО2; ЭО3
Слайд 4
Простые вещества
Аллотропия: O2, O3 (озон)
S8(ромбич.), S8 (монокл.),
S6, S4, Sx (пластич.), S2
Se красн. Se серый
Слайд 5
Взаимодействие с водой, кислотами и щелочами
O2, S(т),
Se(т), Te(т) + H2O(ж)
3S + 2H2O
2H2S + SO2 (t) (дисмутация)
Te + 2H2O TeO2 + 2H2
Po + 2HCl = PoCl2 + 2H2
3S + 6NaOH = Na2SO3 + 2Na2S + 3H2O
(Se,Te) (дисмутация)
Э + 6OH– – 4e = ЭO32– + 3H2O
Э + 2e = Э2
Слайд 6
Соединения Э–II
H2O
H2S H2Se H2Te
G °, кДж/моль
–229 –34 +16 +85
Kк (H2Э/HЭ–, водн. р-р) – 10–7 10–4 10–3
Kк (HЭ–/Э2–, водн. р-р) – 10–13 10–11 10–12
O S Se Te (Po)
Слайд 7
Кислородные кислоты
S
Se Te
IV SO2·n H2O H2SeO3 H2TeO3
+VI H2SO4 H2SeO4 H2TeO4
H6TeO6
Слайд 8
Соединения Э+IV
SO2 SeO2
TeO2
2SO2 + SeO2 = 2SO3 + Se
Соединения Э+VI
H2SeO4 +
2HCl = H2SeO3 + Cl2 + H2O
H2SO4 H2SeO4 H2TeO4
Слайд 9
Соединения Э+VI
SeO42– + 4H+ + 2e =
H2SeO3 + H2O
= +1,15 В
SO42– + 4H+ +
(n -2)H2O + 2e = SO2·n H2O
= +0,18 В
Устойчивые степени окисления:
O (–II)
S (+VI)
Po (+II)
Se и Te (+IV)
Слайд 10
В природе
1. O 49,5 % (масс.)
15. S 0,048
%
60. Se 8·10–5 %
74. Te 1·10–6 %
87. Po 2·10–14
%
Самородная сера
Минералы – сульфиды:
Пирит FeS2
Халькопирит CuFeS2
Сфалерит (цинковая обманка) ZnS
Галенит (свинцовый блеск) PbS …
Минералы – сульфаты:
Гипс CaSO4 · 2H2O
Мирабилит Na2SO4 · 10H2O …
Редкие элементы
Слайд 11
История открытия кислорода
Кислород: 1772-1774 гг., Дж. Пристли, К.
Шееле, А.Л. Лавуазье (название элемента)
Термическое разложение HgO, KNO3, KMnO4,
Ag2CO3 и др.
Слайд 12
История открытия Se, Te, Po
Теллур открыл в 1782
г. Ф. Мюллер фон Райхенштайн (название дал М. Клапрот)
Селен
открыли в 1817 г. Й.Я. Берцелиус и Ю. Ган
Полоний впервые получила в 1898 г. М. Склодовская-Кюри
Слайд 13
Кислород
Кислород – самый распространенный элемент на Земле
(49,5% масс.).
Кислород существует в самородном виде (воздух) и входит
в состав воды, горных пород и живых организмов.
В атмосфере содержание кислорода – 23,13% масс. (20,94% по объему), в литосфере – 46,60%, около 85% в гидросфере (85,8% кислорода в океанах и 88,81% в чистой воде).
Слайд 14
Шкала степеней окисления кислорода
OF2
O2F2
O2, O3, O0
H2O2, Na2O2, BaO2
OH, H2O, Na2O, SO3, H2SO4, NaOH,
K3PO4, KAl(SO4)2 …
Атомарный кислород
KClO3 = KCl + 3[O]
KNO3 = KNO2 + [O]
K2S2O6(O2) = K2S2O7 + [O]
Слайд 15
Физические и химические свойства O2
O2 – газ без
цвета, запаха и вкуса, т.пл. –218,7 С, т.кип. –182,96
С, парамагнитен
Жидкий O2 голубого, твердый – синего цвета.
O2 растворим в воде (лучше, чем азот и водород).
O2 растворим в металлах, с которыми непосредственно не реагирует (при 450 С 1 см3 золота и платины растворяют соответственно 77 и 48 см3 кислорода).
Слайд 16
Озон O3
O3 – светло-синий газ, т.пл. –192,7
С, т.кип. –111,9 С, взрывоопасен и ядовит.
В
жидком состоянии – темно-голубой, в твердом – темно-фиолетовый.
Получение:
электр. разряд
3 O2 2 O3
Озонаторы
Слайд 17
Молекула O3 полярна и диамагнитна
Обнаружение озона:
2KI +
O3 + H2O =
= I2 + 2KOH +
O2
Применение: санитарная обработка питьевой воды (озонирование), отбеливание, дезинфекция и т.п.
sp 2 –гибридизация
= 0,52 Д
Слайд 18
Пероксид водорода H2O2
Молекула H2O2 полярна и диамагнитна
H2O2 –
бесцветная вязкая жидкость (в толстом слое – светло-голубая).
=
2,26 Д
Слайд 19
Физические свойства H2O и H2O2
Водородные связи:
H2O ···
H2O ··· H2O ··· H2O ··· H2O ···
H2O2··· H2O2···
H2O2··· H2O2··· H2O2···
Слайд 20
Пероксид водорода H2O2
Дисмутация в присутствии катализаторов (например MnO2):
2H2O2–I
= 2H2O–II + O20
Видеофрагмент
Окислительные св-ва:
PbS(т) + 4H2O2
=
= PbSO4(т) + 4H2O
Слайд 21
Протолиз в водном растворе
Пероксид водорода – очень слабая
двухосновная кислота:
H2O2 + H2O HO2 + H3O+; Kк
= 2,4·10–12
(при рН 7 в растворе существуют молекулы H2O2, а при рН 7 – гидропероксид-ионы HO2)
Гидролиз Na2O2 (суммарное ур-ние)
Na2O2 + H2O 2Na+ + HO2– + OH–
Слайд 22
Окислительно-восстановительные св-ва
Окислительные свойства
В кислотной среде:
H2O2 + 2H+
+ 2e = 2H2O; = +1,76 В
В
щелочной среде:
HO2 + H2O + 2e = 3OH ; = +0,88 В
Восстановительные свойства
В кислотной среде:
H2O2 – 2e = O2 + 2H+ ; = +0,69 В
В щелочной среде:
HO2 + OH – 2e = O2 + H2O ; = –0,076 В
Слайд 23
Получение H2O2
В лаборатории:
2BaO + O2 =
2BaO2
BaO2 + H2SO4(конц., хол.) = BaSO4 + H2O2
BaO2 + H2O + CO2 = BaСO3 + H2O2
В промышленности: анодное окисление гидросульфатов и разложение пероксодисерной кислоты
Анод: 2HSO4 –2e = H2S2O6(O2)
H2S2O6(O2) + 2H2O = 2H2SO4 + H2O2
Слайд 24
Сера
-S (ромбическая)
-S (моноклинная)
95 °С
119
°С
S (ж)
445 °С (кипение)
S (г)
1500 °С
S1
200 °С,
–t
S (аморфная) «пластическая»
Слайд 25
Шкала степеней окисления серы
SO3, SO42, HSO4, H2SO4,
K2SO4, SF6, SCl2O2
SO2, SO32, HSO3, SO2·n H2O, Na2SO3,
SF4, SCl4, SCl2O
Na2S2, FeS2
S2, HS, H2S, Na2S, CS2
S (S8, Sx, S6, S4, S2, S0)