Mavzu: VI guruh yonaki gruppacha elementlari o’qitish metodikasi Reja: I kirish II asosiy qism II vi guruh yonaki gruppacha elementlari o’qitish metodikasi II vi guruh nometalllar. "Oltingugurt, selen, tellur" mavzusida taqdimot

II.2. VI guruh nometalllar. "Oltingugurt, selen, tellur" mavzusida taqdimot. Selen va tellur oksidi molekulalarining tuzilishi
Davriy elementlar tizimining VIA guruhida D.I. Mendeleyev tarkibiga kislorod, oltingugurt, selen, tellur, poloniy kiradi. Ularning dastlabki to'rttasi tabiatda metall bo'lmagan. Bu guruh elementlarining umumiy nomi xalkogenlar, yunon tilidan tarjima qilingan. "rudalar hosil qiluvchi" degan ma'noni bildiradi, ularning tabiatda mavjudligini ko'rsatadi. VIA guruhi elementlari atomlarining valentlik qobig'ining elektron formulasi.
Bu elementlarning atomlari tashqi energiya darajasining s- va p-orbitallarida 6 ta valentlik elektronga ega. Ulardan ikkita p-orbitalning yarmi to'ldirilgan. Kislorod atomi boshqa xalkogenlarning atomlaridan pastda joylashgan d-pastki sathining yo'qligi bilan farq qiladi. Shuning uchun kislorod, qoida tariqasida, boshqa elementlarning atomlari bilan faqat ikkita bog'lanishga qodir. Biroq, ba'zi hollarda, tashqi energiya darajasida yolg'iz elektron juftlarining mavjudligi kislorod atomiga donor-akseptor mexanizmi orqali qo'shimcha aloqalar hosil qilish imkonini beradi. Boshqa xalkogenlarning atomlari uchun energiya tashqaridan ta'minlanganda, s- va p-elektronlarning d-kichik darajaga o'tishi natijasida juftlashtirilmagan elektronlar soni ortishi mumkin. Shuning uchun oltingugurt va boshqa xalkogenlarning atomlari boshqa elementlarning atomlari bilan nafaqat 2, balki 4 va 6 ta bog'lanishga qodir. Masalan, oltingugurt atomining hayajonlangan holatida tashqi energiya darajasidagi elektronlar 3s 2 3p 3 3d 1 va 3s 1 3p 3 3d 2 elektron konfiguratsiyasiga ega bo'lishi mumkin: Elektron qobiq holatiga qarab, turli oksidlanish darajalari (CO) paydo bo'ladi. Metall va vodorod bilan birikmalarda bu guruhning elementlari CO = -2 ni ko'rsatadi. Kislorod va metall bo'lmagan birikmalarda oltingugurt, selen va tellur CO = +4 va CO = +6 bo'lishi mumkin. Ba'zi birikmalarda ular CO = +2 ko'rsatadi. Elektromanfiyligi bo'yicha kislorod ftordan keyin ikkinchi o'rinda turadi. F 2 O ftoroksidda kislorodning oksidlanish darajasi ijobiy va +2 ga teng. Boshqa elementlar bilan kislorod odatda birikmalarda -2 oksidlanish darajasini ko'rsatadi, vodorod periks H 2 O 2 va uning hosilalari bundan mustasno, bunda kislorod -1 oksidlanish darajasiga ega. Tirik organizmlarda kislorod, oltingugurt va selen -2 oksidlanish holatidagi biomolekulalarning bir qismidir. O - S - Se-Te - Po qatorida atom va ionlarning radiuslari ortadi. Shunga ko'ra, ionlanish energiyasi va nisbiy elektronegativlik tabiiy ravishda bir xil yo'nalishda kamayadi.
VIA guruhi elementlarining seriya soni ortishi bilan neytral atomlarning oksidlanish faolligi pasayadi va manfiy ionlarning qaytaruvchi faolligi ortadi. Bularning barchasi kisloroddan tellurga o'tish jarayonida xalkogenlarning metall bo'lmagan xususiyatlarini zaiflashishiga olib keladi. Kalkogenlarning atom sonining ortishi bilan xarakterli koordinatsion raqamlar ortadi. Buning sababi shundaki, to'rtinchi davrning p-elementlaridan beshinchi va oltinchi davrlarning p-elementlariga o'tishda d. - va hatto f-orbitallar. Shunday qilib, agar oltingugurt va selen uchun eng tipik koordinatsion raqamlar 3 va 4 bo'lsa, tellur uchun - 6 va hatto 8. Oddiy sharoitlarda VIA guruhi elementlarining H 2 E vodorodli birikmalari, suvdan tashqari, juda yoqimsiz hidli gazlardir. Bu birikmalarning termodinamik barqarorligi suvdan vodorod telluridi H 2 Tegacha pasayadi. Suvli eritmalarda ular ozgina kislotali xususiyatga ega. H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te qatorida kislotalarning kuchi ortadi. Bu E 2- ionlarining radiuslarining ortishi va shunga mos ravishda E-N bog'larning zaiflashishi bilan bog'liq. Xuddi shu yo'nalishda H 2 E ning kamaytirish qobiliyati ortadi. Oltingugurt, selen, tellur ikki qator kislotali oksidlarni hosil qiladi: EO 2 va EO 3. Ular H 2 EO 3 va H 2 EO 4 tarkibidagi kislota gidroksidlariga mos keladi. Erkin holatda H 2 EO 3 kislotalari beqaror. Ushbu kislotalarning tuzlari va kislotalarning o'zlari oksidlanish-qaytarilish ikkilanishlarini namoyon qiladi, chunki S, Se va Te elementlari bu birikmalarda + 4 oraliq oksidlanish darajasiga ega. H 2 EO 4 tarkibidagi kislotalar ancha barqaror va reaksiyalarda oksidlovchi moddalar kabi harakat qiladi (elementning eng yuqori oksidlanish darajasi +6). Kislorodli birikmalarning kimyoviy xossalari. Kislorod er qobig'ida eng keng tarqalgan element (49,4%). Kislorodning yuqori miqdori va yuqori kimyoviy faolligi Yerning aksariyat elementlarining kislorod o'z ichiga olgan birikmalar shaklida mavjud bo'lishining ustun shaklini belgilaydi. Kislorod barcha hayotiy organik moddalarning bir qismidir - oqsillar, yog'lar, uglevodlar.
Nafas olish, aminokislotalar, yog'lar va uglevodlarning oksidlanishi kabi juda ko'p muhim hayotiy jarayonlar kislorodsiz mumkin emas. Anaerob deb ataladigan bir nechta o'simliklar kislorodsiz yashay oladi.
Yuqori hayvonlarda (8.7-rasm) kislorod qonga kiradi, gemoglobin bilan birlashadi va oson ajraladigan birikma oksigemoglobinni hosil qiladi. Qon oqimi bilan bu birikma turli organlarning kapillyarlariga kiradi. Bu erda kislorod gemoglobindan ajralib chiqadi va kapillyarlarning devorlari orqali to'qimalarga tarqaladi. Gemoglobin va kislorod o'rtasidagi aloqa mo'rt va Fe 2+ ioni bilan donor-akseptor o'zaro ta'siri tufayli amalga oshiriladi. Dam olishda odam soatiga taxminan 0,5 m 3 havo yutadi. Ammo havo bilan yutilgan kislorodning faqat 1/5 qismi tanada saqlanadi. Shu bilan birga, qonda yuqori konsentratsiyani yaratish uchun ortiqcha kislorod (4/5) kerak. Bu, Fik qonuniga muvofiq, kislorodning kapillyar devorlari orqali etarli darajada tarqalishini ta'minlaydi. Shunday qilib, inson aslida kuniga taxminan 0,1 m 3 kislorod ishlatadi. Kislorod to'qimalarda iste'mol qilinadi. turli moddalarning oksidlanishi uchun. Bu reaktsiyalar oxir-oqibatda karbonat angidrid, suv va energiyaning to'planishiga olib keladi.
Kislorod nafaqat nafas olish jarayonida, balki o'simlik va hayvon qoldiqlarining parchalanishi jarayonida ham iste'mol qilinadi. Murakkab organik moddalarning parchalanish jarayoni natijasida ularning oksidlanish mahsulotlari hosil bo'ladi: CO 2, H 2 O va boshqalar Kislorodning yangilanishi o'simliklarda sodir bo'ladi.
Shunday qilib, tabiatdagi kislorod aylanishi natijasida uning atmosferadagi doimiy miqdori saqlanadi. Tabiiyki, tabiatdagi kislorod aylanishi uglerod aylanishi bilan chambarchas bog'liq (8.8-rasm).
Kislorod elementi ikkita oddiy modda (allotropik modifikatsiyalar) shaklida mavjud: dioksid(kislorod) O 2 va trioksigen(ozon) O 3 . Atmosferada deyarli barcha kislorod kislorod O 2 shaklida bo'lsa, ozonning tarkibi juda kichik. 22 km balandlikda ozonning maksimal hajm ulushi atigi 10-6% ni tashkil qiladi.
Kislorod molekulasi O 2 boshqa moddalar bo'lmaganda juda barqaror. Molekulada ikkita juftlashtirilmagan elektronning mavjudligi uning yuqori reaktivligini belgilaydi. Kislorod eng faol nometallardan biridir. Ko'pgina oddiy moddalar bilan u to'g'ridan-to'g'ri reaksiyaga kirishib, oksidlarni hosil qiladi E x O y Ulardagi kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng. Atomlarning elektron qavatlari strukturasining o'zgarishiga mos ravishda kimyoviy bog'lanishning tabiati, demak, elementlar tizimining davrlari va guruhlaridagi oksidlarning tuzilishi va xossalari muntazam ravishda o'zgarib turadi. Demak, Li 2 O-BeO-B 2 O 3 -CO 2 -N 2 O 5 ikkinchi davr elementlarining oksidlari qatorida I guruhdan V guruhgacha boʻlgan E-O kimyoviy bogʻining qutbliligi asta-sekin kamayadi. Shunga ko'ra, asosiy xususiyatlar zaiflashadi va kislota xossalari kuchayadi: Li 2 O - tipik asosli oksid, BeO - amfoter, B 2 O 3, CO 2 va N 2 O 5 - kislota oksidi. Kislota-asos xossalari boshqa davrlarda ham xuddi shunday o'zgaradi.
.Kislorodning hosil bo'lish qobiliyati kislorodli turli moddalar bilan komplekslar. Ilgari, metall ionlari - tirik organizmlardagi kislorod tashuvchilar - oksigemoglobin va oksigemosiyanin bilan O 2 oksigenil komplekslarining misollari ko'rib chiqilgan:
HbFe 2 + + O 2 → HbFe 2+ ∙O 2 HcCu 2+ + O 2 → HcCu 2+ ∙O 2 bu erda Hb - gemoglobin, Hc - gemosiyanin. Ikki juft elektronga ega bo'lgan kislorod metall ionlari bilan bu koordinatsion birikmalarda donor rolini o'ynaydi. Boshqa birikmalarda kislorod turli vodorod aloqalarini hosil qiladi.
Hozirgi vaqtda tegishli bioanorganik kompleks birikmalariga o'xshash funktsiyalarni bajara oladigan o'tish metallarining oksigenil komplekslarini tayyorlashga katta e'tibor berilmoqda. Ushbu komplekslarning ichki muvofiqlashtirish sohasining tarkibi tabiiy faol markazlarga o'xshaydi. Xususan, kobaltning aminokislotalar va ba'zi boshqa ligandlar bilan komplekslari elementar kislorodni teskari qo'shish va berish qobiliyati jihatidan istiqbolli. Bu birikmalar ma'lum darajada gemoglobin o'rnini bosuvchi moddalar sifatida qaralishi mumkin.
Kislorodning allotropik modifikatsiyalaridan biri bu ozon Taxminan 3. O'z xususiyatlariga ko'ra ozon kislorod O 2 dan juda farq qiladi - u yuqori erish va qaynash nuqtalariga ega va o'tkir hidga ega (shuning uchun uning nomi). Kisloroddan ozon hosil bo'lishi energiyaning so'rilishi bilan birga keladi:
3O 2 ⇄2O 3,Ozon kisloroddagi elektr razryad ta'sirida hosil bo'ladi. Ozon O 2 dan va ultrabinafsha nurlanish ta'sirida hosil bo'ladi. Shuning uchun bakteritsid va fizioterapevtik ultrabinafsha lampalarning ishlashi paytida ozon hidi seziladi. Ozon eng kuchli oksidlovchi moddadir. Metalllarni oksidlaydi, organik moddalar bilan kuchli reaksiyaga kirishadi, past haroratlarda kislorod reaksiyaga kirishmaydigan birikmalarni oksidlaydi:
O 3 + 2Ag \u003d Ag 2 O + O 2 PbS + 4O 3 \u003d PbSO 4 + 4O 2 Taniqli sifatli reaktsiya:
2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2
Ozonning organik moddalarga oksidlovchi ta'siri radikallarning shakllanishi bilan bog'liq:
RN + O 3 → RO 2 ∙ + OH ∙
Radikallar bioorganik molekulalar - lipidlar, oqsillar, DNK bilan radikal zanjirli reaktsiyalarni boshlaydi. Bu reaktsiyalar hujayraning shikastlanishiga va o'limiga olib keladi. Xususan, ozon havo va suvda mavjud bo'lgan mikroorganizmlarni o'ldiradi. Bu ichimlik suvi va suzish havzasi suvini sterilizatsiya qilish uchun ozondan foydalanish uchun asosdir.