ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЕЛЕМЕНТІВ
VI А ГРУПИ
Знаходження в природі
У VI А групу входять такі елементи:кисень O, сірка S, селен Se, телур Te і полоній Po (останній є радіоактивним, період напіврозпаду найбільш стабільного ізотопу дорівнює ≈ 140 діб). Всі ці елементи (за винятком полонію) носять загальну назву «халькогени », що означає «утворювальні руди ». Халькогени належать до сімейства р-елементів.
Кисень і сірка широко поширені у природі та зустрічаються як у вільному стані, так і у зв'язаному вигляді. Селен і телур представлені набагато рідше (їх масова частка в земній корі становить, відповідно, 6 10 -5 % і 1 10 -6 %) і існують, головним чином, у зв'язаному вигляді.
Кожен халькоген складається з кількох нерадіоактивних нуклідів, причому їх кількість у елементів групи зростає зверху вниз. Так, для кисню відомі 3 стабільні нукліди, а для телуру – 8.
Будування атомів, хімічні та фізичні властивості халькогенів
Електронно-графічна формула зовнішнього енергетичного рівня для атомів елементів VI групи A виглядає наступним чином.
Атоми кисню відрізняються від атомів всіх інших елементів VI групи тим, що у них на зовнішньому шарі відсутня d-підрівень.
У незбудженому стані атоми халькогенів мають на зовнішньому шарі по два неспарені електрони, тому вони можуть утворити два ковалентні зв'язки по обмінному механізму. Їх валентність у цьому випадку дорівнюватиме 2.
При збудженні кількість неспарених електронів збільшується до 4 або 6 за рахунок розпарювання електронних пар.
Відповідно, і можливі значення валентності також дорівнюватимуть при цьому 4 або 6.
Кисень, на відміну відрешти халькогенів, в сполуках зазвичай виявляє лише валентність 2, оскільки його атомів на зовнішньому шарі немає вакантних d-орбіталей і електронні пари що неспроможні розпаритися. Однак у деяких сполуках (Н3О + ) валентність кисню може дорівнювати 3. Додатковий третій зв'язок утворюється не за обмінним, а за донорно-акцепторним механізмом, причому атоми Про виступають у ролі донора електронної пари.
Усі елементи VI А групи (крім полонію) типові неметали, хоч і менш активні, ніж галогени. Тому у своїх сполуках вони можуть виявляти як позитивний, так і негативний ступінь окислення.
Позитивний ступінь окислення халькогени виявляють при взаємодії з електронегативними елементами, ніж самі. У цьому випадку вони виступають у ролі відновників та віддають іншим атомам із зовнішнього шару свої неспарені електрони. Величина ступеня окислення при цьому може дорівнювати +2 (у незбудженому стані), +4 або +6 (у збудженому стані).
Ступінь окислення +2 для халькоген мало характерна. Такі їх сполуки зазвичай нестійкі, і в момент утворення легко перетворюються на сполуки, де ступінь окислення даних елементів дорівнює +4. Однак зі збільшенням порядкового номера елемента групи стійкість цих з'єднань дещо зростає.
Кисень, як другий по електронегативності елемент, тільки у з'єднаннях з фтором (F2O +2 , F2О2 +1 ) виявляє позитивний ступінь окислення +2 або +1.
Негативний ступінь окислення атоми елементів VIА групи виявляють при взаємодії з атомами менш електронегативних елементів, ніж самі. В цьому випадку вони виступають у ролі окислювачів і забирають від інших атомів 2 відсутніх до завершення свого зовнішнього шару електрона. Величина їхступеня окислення при цьому дорівнює -2.
З воднем халькогени утворюють сполуки виду H2R. За звичайних умов це газоподібні речовини. Виняток становить Н2О, яка за рахунок міжмолекулярних водневих зв'язків знаходиться у рідкому агрегатному стані.
Термічна стійкість водневих сполук групи зменшується зверху вниз.
При розчиненні в Н2О халькогеноводороди виявляють слабкі кислотні властивості, відщеплюючи іони Н+. Причому дисоціація протікає переважно по першій стадії:
H2R H++ HR −
У групі зверху донизу сила цих кислот зростає, що пояснюється зменшенням міцності зв'язку RH через збільшення радіусів атомів халькогенів (табл. 5).
Так, Н2S є однією з найслабших мінеральних кислот (K1 дис. = 6 ∙ 10 -8 ), а для Н2Те величина K1 дис. = 2 ∙ 10 -3 .