Соединения кислорода (II) и кислорода (I). Можно считать, что электроположительная поляризация атомов кислорода проявляется в соединениях с фтором, а также в ионе О2+.
Простейший представитель такого рода соединений — дифторид кислорода OF2; его получают при быстром пропускании фтора через 2%-ный раствор щелочи:
2F2 + 2NaOH = OF2 + 2NaF + Н2О.
В диоксидафториде О2F2 радикал О22+ ковалентно связан с атомами фтора. Молекула О2F2 диамагнитна. Это соединение образуется (в виде летучей жидкости) в результате непосредственного взаимодействия простых веществ в электрическом разряде или под действием ионизирующих излучений при температуре жидкого воздуха (-190°С).
Соединения кислорода (IV). В качестве производного, в котором кислород проявляет степень окисления +4, можно рассматривать аллотропическую модификацию кислорода —озон О3 (О4+О2).
Озон — газ синего цвета с резким раздражающим запахом, очень токсичен. Жидкий озон — темно-синяя жидкость, твердый — темно-фиолетовые кристаллы (т. пл. -192,7°С). Поскольку молекула О3 обладает большей полярностью и поляризуемостью, озон имеет более высокую температуру кипения (-111,9°С), чем кислород. Этим же объясняется большая интенсивность окраски озона и лучшая его растворимость в воде.
Озон образуется в процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода (радиолиз воды, разложение перекисей и др.), а также при действии на молекулярный кислород потока электронов, протонов, коротковолнового излучения, т. е. за счет радиохимических и фотохимических реакций. Цепную реакцию образования озона из кислорода можно представить схемой
О2 + hυ → О2*; О2* + О2 = О3 + •О•, •О• + О2 = О3.
В естественных условиях озон образуется из атмосферного кислорода при грозовых разрядах, а на высоте 10…30 км — под действием ультрафиолетовых солнечных лучей. Озон задерживает вредное для жизни ультрафиолетовое излучение Солнца и поглощает инфракрасное излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. В технике озон получают в озонаторах действием тихого электриского разряда на кислород.
Окислительная активность озона заметно выше, чем О2. Например, уже при обычных условиях он окисляет многие малоактивные простые вещества (Ag, Hg и пр.):
8Ag + 2О3 = 4Ag2O + О2.
Сродство к электрону озона около 180 кДж/моль, поэтому он может переходить в озонид-ион О3-. В частности, при действии озона на щелочные металлы образуются озониды:
К + О3 = КО3.
Озониды — это соединения, состоящие из положительных ионов металла и отрицательных ионов О3-. Наличие в ионе О3- непарного электрона обусловливает парамагнетизм и наличие окраски у озонидов. Обычно они окрашены в красный цвет.
Как сильный окислитель озон используется для очистки питьевой воды, для дезинфекции воздуха, в различных химических синтезах.
3. Сера
Атом серы S, как и атом кислорода, имеет шесть валентных электронов (3s23p4). Сера — типичный неметаллический элемент. По электроотрицательности она уступает только галогенам, кислороду, азоту. Наиболее устойчивы четные степени окисления серы (—2, +2, +4 и +6), что объясняется участием в образовании химических связей двух непарных электронов, а также одной или двух электронных пар.
Сера является весьма распространенным на Земле элементом (0,03%). В природе она находится в виде четырех изотопов: 32S (95,084%), 33S (0,74%), 34S (4,16%) и 36S (0,016%). Искусственно получены также β-радиоактивные изотопы 31S и 37S.
В соответствии с характерными степенями окисления сера в природе встречается в виде сульфидных (ZnS, HgS, PbS, Cu2S, FeS2,СuFeS2 и др.) и сульфатных (Na2SO4*10Н2О, CaSO4*2H2O, BaSO4 и и др.) минералов, а также в самородном состоянии.
Do'stlaringiz bilan baham: |