ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

ОКСИГЕН. СУЛЬФУР

Характеристика химических элементов

Свойства химических элементов

Элементы Оксиген і Сульфур расположены в VI группе главной подгруппы. Элементы этой группы (вместе с Селеном Se, Теллуром То и Полонием Ро) называют также халькогенами (от греч. халькос - медь и генос - происхождение), поскольку большинство руд и минералов содержат эти элементы в своем составе.

Атомы Кислорода способны проявлять валентность, равную 2, а для Серы характерно переменная валентность.

Распределение электронов по орбиталях в атомах Кислорода и Серы схематично показано ниже.

Химический связь образуется в результате перекрывания двух орбиталей, на которых находятся по одному неспареному электрона. У атома Кислорода таких орбиталей две, и соответственно валентность Кислорода в этом случае равен 2:

В третьем периоде, в котором расположен Сульфур, возможен переход электронов с р-подуровня на d-подуровень, что позволяет реализоваться четыре - и шестивалентному состояния.

Четырехвалентное состояние Серы:

Шестивалентный состояние Серы:

Оксиген и Сульфур имеют достаточно высокие значения электроотрицательности, поэтому в химических реакциях они преимущественно принимают электроны, т.е. проявляют окислительные свойства:

Процесс восстановление атома Серы абсолютно аналогичен приведенному выше для процесса атома Кислорода. С другой стороны, атом Серы, за счет большего радиуса, чем у Кислорода, также может отдавать электроны, т.е. окисляться, переходя в состояние со степенью окисления +4 или +6.

Таким образом, атомы Серы могут образовывать состояния с тремя устойчивыми степенями окисления: -2; +4; +6, в отличие от атомов Кислорода, которые могут проявлять в сложных соединениях только степень окисления-2.

Распространенность Кислорода и Серы на Земли

Оксисен - самый распространенный элемент на нашей планете. Из атомов Кислорода состоит молекула простого вещества кислорода, что содержится в атмосфере Земли в большом количестве (21% по объему). Озон (O₃), что находится в верхних слоях атмосферы, так же состоит из атомов Кислорода. Вода (Н₂O), которая покрывает большую часть поверхности Земли, на 88 % состоит из атомов Кислорода. Атомы Кислорода входят в состав большого количества природных минералов и составляют почти 47 % массы земной коры. Самыми распространенными среди них есть: известняк СаСO₃, песок SiO₂, магнетит Fe₃O₄, каолин Аl₂O₃ ∙ 2SiO₂ ∙ 2Н₂O, пиролюзит МnO₂, доломит CaMg(CO₃)₂, барит BaSO₄. Атомы Кислорода входят в состав белков, жиров, углеводов и других молекул, важных для жизни всех живых существ на Земле.

Сульфур - достаточно распространенный элемент на нашей планете. Содержание этого элемента в земной коре, по массе примерно равна 0,05 %. Элемент Сульфур может образовывать простое вещество серу, которая встречается в южной Европе в самородном состоянии. Такие месторождения разрабатывали еще древние римляне. Кроме простого вещества, Сульфур входит также в состав многих минералов, таких как пирит FeS₂, сфалерит ZnS, халькопирит CuFuS₂, киноварь HgS, гипс CaSO₄ ∙ 2Н₂O, Na₂SO₄ ∙ 10Н₂O глауберова соль, каинит KCl ∙ MgSO₄ ∙ 3Н₂O. Случается Сульфур и в живых организмах: около 5 % Серы входит в состав рогов, копыт и волосы, а в капусте (при перерасчете на сухую массу) содержится 0,8 % Серы. Сульфур - жизненно важный элемент, ведь он входит в состав белков.