План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Тема 6 Химия элементов. р-элементы: группа VIА
План лекции:

1. 
   Общая характеристика.
   
2. 
   Кислород. Озон
   
3. 
   Сера
   
4. 
   Селен, теллур, полоний
   

1. Общая характеристика
К р-элементам VI группы относятся типические элементы — кислород О, сера S и элементы подгруппы селена — селен Se, теллур Те, полоний Ро:

В ряду О — S — Se — Те — Ро уменьшаются энергии ионизации, увеличиваются размеры атомов и ионов. Это ослабляет неметаллические признаки элементов: кислород— элемент-неметалл, полоний — элемент-металл.


2. Кислород. Озон
Электронная конфигурация невозбужденного атома кислорода 1s²2s²2p⁴.
Подобно фтору, кислород образует соединения почти со всеми эле­ментами (кроме гелия, неона и аргона). Поскольку по электроотри­цательности кислород уступает только фтору, степень окисления кис­лорода в подавляющем большинстве соединений равна -2. Кроме того, кислород проявляет степени окисления +2 и +4, а также +1 и -1 в соединениях со связью О—О.
Кислород — самый распространенный элемент (58%) на Земле. Состоит из трех стабильных изотопов: ¹⁶О (99,759%), ¹⁷О (0,037%) и ¹⁸O (0,204%). Искусственно получены также изотопы ¹⁴О, ¹⁵О и ¹⁹О, период полураспада которых исчисляется десятками секунд.
Вследствие количественного преобладания и большой окислитель­ной активности кислород предопределяет форму существования на Земле всех остальных элементов. Его значение было особенно велико в период образования земной коры. Предполагается, что наличие кислорода в атмосфере обусловлено вторичными процессами — дея­тельностью зеленых растений.
Простые вещества. Наиболее устойчива двухатомная молекула кислорода О₂. Как показывают магнитные исследования, она парамагнитна. При этом величина ее парамагнетизма отвечает наличию двух непарных электронов:

Вследствие кратности связи межатомное расстояние в О₂ (0,1207 нм) меньше длины одинарной связи О—О (0,148 нм). По этой же причине молекула О₂ весьма устойчива, ее энергия диссоциации равна 494 кДж/моль, в то время как энергия одинарной связи О — О всего 210 кДж/моль. Диссоциация молекул О₂ на атомы становится заметной лишь при 2000⁰С; она имеет место также при поглощении ультрафиолетового излучения (фотолиз).
Температуры плавления (-218,9°С) и кипения (-183°С) кислорода очень низкие. Он плохо растворяется в воде (5 объемов О₂ в 100 объе­мах Н₂О при 0°С). Жидкий и твердый кислород притягивается маг­нитом.
Аллотропическую модификацию кислорода — озон О₃ можно рас­сматривать как соединение О (IV).
Кислород обладает высокой химической активностью, особенно при нагревании и в присутствии катализатора; с большинством про­стых веществ он взаимодействует непосредственно, образуя оксиды; лишь по отношению к фтору проявляет восстановительные свойства.
Кислород получают ректификацией жидкого воздуха, а также как побочный продукт при электролизе воды. В лаборатории для его получения используют термическое разложение богатых кислородом соединений (КМnО₄, КClO₃ и др.).