Хімія. Профільний рівень. 11 клас. Григорович

Тема 3. Елементи VIA групи (халькогени)

§ 27. Загальна характеристика елементів VIA групи

Пригадайте: залежність властивостей елементів від місця в Періодичній системі (за § 5).

Поняття про халькогени. Поширеність у природі

До елементів VIA групи належать Оксиген, Сульфур, Селен, Телур і Полоній. Як і Оксиген, вони зазвичай трапляються в природі у вигляді сполук із металами, наприклад ферум(ІІ) сульфід FeS (магнітний колчедан), плюмбум(ІІ) сульфід PbS (свинцевий блиск). Селен і Телур утворюють селеніди і телуриди металів. У земній корі ці елементи містяться переважно у вигляді мідних руд, тому вони отримали назву «халькогени», що в перекладі з грецької означає «ті, що народжують мідь». Полоній радіоактивний і виявлений у незначній кількості в продуктах радіоактивного розпаду урану.

Характеристика елементів VIA групи

Електронні оболонки атомів халькогенів мають подібну будову. Багато їхніх властивостей — радіус атома, відносна атомна маса, електронегативність — закономірно змінюються зі збільшенням порядкового номера від Оксигену до Полонію (табл. 7).

Таблиця 7. Загальна характеристика елементів-халькогенів

Характеристика	Оксиген O	Сульфур S	Селен Se	Телур Те	Полоній Ро
Радіус атома, нм	0,065	0,109	0,122	0,142	0,154
Відносна електронегативність	3,44	2,58	2,55	2,1	2
Можливі валентності	II	II, IV, VI
Характерні ступені окиснення	-2, -1, 0, +1, +2	-2, 0, +4, +6
Уміст у земній корі, мас. %	47,4 %	0,05 %	4 • 10-5 %	6 • 10-6 %	2 • 10-14 %

В атомах халькогенів на зовнішньому енергетичному рівні містяться шість електронів. В усіх елементів, окрім Оксигену, усі ці електрони валентні, тобто можуть брати участь в утворенні хімічних зв’язків. Максимальна валентність халькогенів збігається з номером групи і дорівнює VI за винятком Оксигену, який завжди двовалентний. Це пояснюється тим, що на зовнішньому рівні атома Оксигену лише два неспарені електрони.

В атомах інших халькогенів в основному стані на зовнішньому рівні також два електрони, за рахунок яких реалізується валентність II:

Але, на відміну від Оксигену, на зовнішньому рівні інших халькогенів є вільні електронні орбіталі, які можуть брати участь у розпаровуванні електронних пар під час переходу атома в збуджений стан. У разі розпарування однієї електронної пари реалізується валентність IV:

Під час розпаровування другої електронної пари реалізується валентність VI:

Прості речовини елементів VІA групи

Властивості простих речовин-халькогенів так само закономірно змінюються, як і в елементів, що їх утворюють. Кисень і сірка — типові неметали; вони не мають металічного блиску, не проводять електричний струм. Селен і телур крихкі, як сірка, однак за зовнішнім виглядом їх можна прийняти за метали через їхній металічний блиск; вони є напівпровідниками. Полоній за властивостями більш подібний до металів, ніж до неметалів. Порівняння властивостей простих речовин, утворених елементами VIA групи, наведено в таблиці 8.

Таблиця 8. Характеристика простих речовин, утворених елементами VIA групи

Характеристика	Кисень	Сірка	Селен	Телур	Полоній
Формула стійкої алотропної видозміни	О2	S8	Se8	Те∞	Ро
Кристалічні ґратки	Молекулярні	Молекулярні	Атомні	Атомні	Металічні
Колір	Безбарвний	Лимоново-жовтий	Сірий із металічним блиском	Сріблясто-сірий із металічним блиском	Сріблясто-білий
Температура плавлення	-218,2 °С	115,2 °С	221 °С	449,8 °С	254 °С
Температура кипіння	-183 °С	444,6 °С	685 °С	989,9 °С	949 °С
Густина за н. у.	1,429 г/л	2,07 г/см3	4,81 г/см3	6,247 г/см3	9,136 г/см3
Характер простої речовини	Активний неметал	Неметал	Неметал, напівпровідник	Неметал, напівпровідник	Метал

Ключова ідея

Халькогени — поширені неметалічні елементи, їхня підгрупа є яскравою ілюстрацією послаблення неметалічних властивостей і посилення металічних.

Запитання та завдання

145. Схарактеризуйте зміну властивостей хімічних елементів підгрупи халькогенів: а) радіус атомів; б) електронегативність; в) металічні й неметалічні властивості; в) окисно-відновні властивості.

146. Порівняйте електронну будову атомів Оксигену й Сульфуру. Що в них спільного? Чим вони відрізняються?

147. Як змінюються окисні властивості простих речовин, утворених халькогенами, за збільшення їхньої атомної маси? Чим це пояснюється?