Шестнадцатая группа Периодической системы Д.И.Менделеева - кислород и элементы подгруппы серы

Общая характеристика.

₁₆⁴О                 1s²2s²p⁴

₃₂¹⁶S                1s²2s²2p⁶3s²p⁴

₇₉³⁴Se               1s²2s²2p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁴

₁₂₈⁵²Te    1s²2s²2p⁶3s²p⁶d¹⁰4s²p⁶d¹⁰f¹⁴5s²p⁴

Характерные степени окисления

-2	0	+2	+4	+6
H2Эn (n =1-6)	Э2 (n=1-8)	SCl2	ЭF4 ЭO2 H2ЭO3 ЭOГ2	ЭF6 (крО2) ЭО3 Н2ЭО4 Н6ТеО6

Особенности свойств кислорода.

1.       Самая высокая электроотрицательность.

2.       Нет d- подуровня

3.       Низкие степени окисления(-2; -1; 0; +2(OF₂))

Молекулы диамагнитны.

Физические свойства.

Особенности образования полисульфатов H₂S_n.

Диаграмма состояния серы

Свойства простых веществ

S + F₂ Û SF₆

S + O₂ Û SO₂

S + Cl₂Û SCl₂

S + H₂Û H₂S

S + nMeÛ MeS_n(сульфиды, часто полисульфиды)

Водородные и кислородные соединения

Особенности строения

У всех молекул халькогенов существует sp³ – гибридизация

Химические свойства халькогеноводородов.

В ряду H₂O®H₂S®H₂Se®H₂Te

Кислородные свойства возрастают, устойчивость снижается, являются восстановителями

H₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ Û 5S + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

5H₂Se + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄Û 5H₂SeO₃ + 6MnSO₄

5H₂Se + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ ® 5H₂SeO₃ + 6MnSO₄ + 9H₂O

Cвойства оксидов ЭО₂.

1.       строение – угловые молекулы

2.       окислительно - восстановительные свойства

SO₂ – и окислитель и восстановитель

SO₂ + 2H₂S Û 3S + 2H₂O

SO₂ + I₂ + H₂O Û 3H₂SO₄ + 6HI

Cхема некоторых реакций с SO₂

SO₂ + Cl₂ Û SO₂Cl₂

SO₂ + O₂ Û SO₃ (c платиновым Pt⁺)

SO₂ + MnO_2(водн.)Û S₂O₆Mn

SO₂ + Zn + H₂O Û S₂O₄Zn (водная суспензия цинка)

SO₂ + H₂S + H₂O Û H₂S₂O₃ + S+ H₂O® H₂S₃O₄ + H₂SO₃ Û H₂S₄O₆ + H₂O

Строение и свойства оксокислот.

Cила кислот

Kдисс	S	Se	Te
Н2ЭО3Û Н+ + НЭО3- НЭО3- Û Н+ + ЭО32- Н2ЭО4 Û Н+ + НЭО4- НЭО4- Û Н+ + ЭО42-	1,9 7,7 3,0 1,92	2,6 8,3 71,0 2,0	2,6 8,0 77 11,2

 

Устойчивость						Окислительная способность
Н2SО3	>	Н2SeО3	>	Н2TeО3		Н2SО3	>	Н2SeО3	<	Н2TeО3
­(падает)		¯		¯		­		¯		¯
Н2SО4	<	Н2SeО4	<	Н2TeО4 (Н6TeO6)		Н2SО4	>	Н2SeО4	>	Н2TeО4 (Н6TeO6)

Кроме обычных оксокислот, для серы характерны 2 класса кислот, в которых имеются цепочки из атомов серы.

1. Полисульфандисульфоновые кислоты

HO₃S    S_n      SO₃H (политионовые)

n £ 20

Получение.

oдновременное пропускание в воду SO₂ и H₂S

1. SO₂ + H₂S + H₂O  (жидкость Ракенродора)

2. H₂S_n + SO₃

Наиболее важное значение имеют 2 кислоты: тритионовая и тетратионовая(по общему количеству атомов серы) – H₂S₃O₆ и H₂S₄O₆, которые относятся к кислотам средней силы.

 

2.      Полисульфанмоносульфоновые кислоты

Ряд кислот

Н₂S₂O₃ – сильная кислота, но малоустойчивая

В окислительно – восстановительных реакциях является восстановителем. Восстанавливается по-разному в зависимости от окислителя и от среды.

H₂SO₃S + H⁺ ® SO₂ + H₂O + S

SO₃S^2- + OH^- ® SO₄^2- + S^2- +H₂O

С сильными окислителями(MnO₄^2-, Cr₂O₇^2-, Cl₂, Br₂)

SO₃S^2- + 5H₂O ® 2 SO₄^2-- +10H⁺

Cо слабыми окислителями(I₂, Fe³⁺, Cu²⁺)

2SO₃S^2- ® S₄O₆^2-

Пероксокислоты

Пероксомоносерная – H₂SO₅           Пероксодисерная – H₂S₂O₈

(NH₄)₂S₂O₈ – пероксидисульфат аммония

S₂O₈^2- + 2e^- ® 2 SO₄^2- (не зависит от среды)

SO₅^2- + 2H₂O –2e^- ® SO₄^2- + H₂O

Обычно в процессе необходим катализатор(Ag⁺)

Серная кислота и ее производные.

Фазовая диаграмма H₂SO₄+ H₂O

водоотнимающее действие кислоты связано с образованием гидратов (идет с выделением количества теплоты)

Производные H₂SO₄.

1.Пероксокислоты

2.Полисульфаны: моно-(ди - , поли-)сульфановые

3.При дегидратации H₂SO₄ образуется ряд кислот (путем пиролиза)