Глава 8. Элементы группы VIA

Изучив материал этой главы, студенты должны:

• Знать особенности строения атомов элементов группы VIA, валентность атомов, получение и свойства простых веществ кислорода и серы и важнейших типов их соединений, биологическое значение элементов группы.

• Уметь охарактеризовать свойства кислорода и серы как химических элементов и как простых веществ, составлять характерные для кислорода и серы химические реакции и производить расчеты по ним.

§ 8.1. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМОВ

От галогенов переходим к изучению элементов группы VIA таблицы Менделеева - кислорода (O), серы (S), селена (Se), теллура (Te) и полония (Po). У этой группы элементов есть и сравнительно редко употребляемое название: халькогены, которое можно приблизительно перевести как рудообразующие. Наибольшее внимание в этой главе будет уделено кислороду и сере как широко распространенным в природе элементам, имеющим важное биологическое значение.

Элементы группы VIA имеют 6 электронов на орбиталях внешнего энергетического уровня, из них 2 неспаренных электрона:

Электронные формулы:

O - 1 s²2s²2p⁴; S - [Ne]3s²3p⁴;

Se - [Ar]3d¹⁰4s4p⁴; I - [Kr]4d¹⁰5s²5p⁴.

Задание 1. Напишите полные электронные формулы серы, селена и теллура.

Уменьшение числа валентных электронов по сравнению с галогенами приводит к некоторому усилению металлических свойств халькогенов. Соседний с иодом теллур является полупроводником, имеет металлический блеск и может быть отнесен к полуметаллам. Последний элемент группы полоний (Po) является металлом. Следует отметить, что это радиоактивный элемент с периодом полураспада наиболее доступного изотопа (²¹⁰Ро) всего 138 дней.

Как показывает энергетическая диаграмма атомов, для всех элементов группы VIA характерно двухвалентное состояние. 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 d-орбитали на внешнем уровне и в возбужденных состояниях становятся четырех- и шестивалентными: