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?
Цей контент створено завдяки Міністерству освіти і науки України