ՏԱՐՐԵՐ VI Ենթախումբ
(O, S, Se, Te, Po)
ընդհանուր բնութագրերը
Թթվածին
Ծծումբ
Սելեն և թելուր
Տարրերի ընդհանուր բնութագրերը
PS-ի VI Ա ենթախումբը ներառում է տարրերը՝ թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր և պոլոնիում։ Ծծմբի, սելենի, տելուրիումի և պոլոնիումի համար օգտագործվող ընդհանուր անվանումն է քալկոգեններ. Թթվածինը, ծծումբը, սելենը և թելուրը ոչ մետաղներ են, մինչդեռ պոլոնիումը մետաղ է։ Պոլոնիումը ռադիոակտիվ տարր է, բնության մեջ այն փոքր քանակությամբ ձևավորվում է ռադիումի ռադիոակտիվ քայքայման ժամանակ, ուստի նրա քիմիական հատկությունները վատ են ուսումնասիրվել:
Աղյուսակ 1
Քալկոգենների հիմնական բնութագրերը
| Բնութագրերը | ՄԱՍԻՆ | Ս | Սե | Նրանք |
| Ատոմային շառավիղ, նմ | 0,066 | 0,104 | 0,117 | 0,136 |
| Իոնային շառավիղ E 2-, նմ | 0,140 | 0,184 | 0,198 | 0,221 |
| Իոնացման պոտենցիալ, էՎ | 13,62 | 10,36 | 9,75 | 9,01 |
| Էլեկտրոնների մերձեցում, eV | 1,47 | 2,08 | 2,02 | 1,96 |
| Էլեկտրոնեգատիվություն (Pauling) | 3,44 | 2,58 | 2,55 | 2,10 |
| Կապի էթալպիա, կՋ/մոլ E –E E = E | - 146 - 494 | - 265 - 421 | - 192 - 272 | - 218 - 126 |
| Հալման կետ, °C | ||||
| Եռման կետ, °C | - 183 | |||
| Խտությունը, գ/սմ 3 | 1.43 (հեղուկ) | 2,07 | 4,80 | 6,33 |
| Երկրակեղևի պարունակությունը, % (wt.) | 49,13 | 0,003 | 1.4 10 -5 | 1 10 -7 |
| Բնական իզոտոպների զանգվածային թիվը | 16, 17, 18 | 32, 33, 34, 35 | 74, 76, 77, 78, 80, 82 | 120, 122, 123, 124, 125, 126 128, 130 |
| Ֆիզիկական վիճակը փ. ամենակայուն ալոտրոպ ձևի պայմանները. գույն | Անգույն գազ | Բյուրեղյա. դեղին նյութ | Բյուրեղյա. մոխրագույն նյութ | Բյուրեղյա. արծաթափայլ նյութ |
| Բյուրեղյա բջիջ | Մոլեկուլային հեռուստատեսությունում ձևը | մոլեկուլային | մոլեկուլային | մոլեկուլային |
| Մոլեկուլների կազմը | O 2 | Ս 8 | Se ∞ | Թե ∞ |
Ըստ արտաքին էլեկտրոնային շերտի կառուցվածքի՝ դիտարկվող տարրերը պատկանում են p-տարրերին։ Արտաքին շերտի վեց էլեկտրոններից երկու էլեկտրոններ չզույգացված են, ինչը որոշում է նրանց վալենտությունը երկուսի հավասար։ Գրգռված վիճակում գտնվող ծծմբի, սելենի, տելուրիումի և պոլոնիումի ատոմների համար չզույգված էլեկտրոնների թիվը կարող է լինել 4 և 6։ Այսինքն՝ այդ տարրերը կարող են լինել քառակի կամ վեցավալենտ։ Բոլոր տարրերն ունեն բարձր էլեկտրաբացասական արժեքներ, և թթվածնի EO-ն զիջում է միայն ֆտորին: Հետևաբար, կապերի մեջ նրանք ցուցադրում են Արվեստ. օքսիդացում -2, -1, 0. Ծծմբի, սելենի և թելուրի ատոմների իոնացման պոտենցիալները փոքր են, և հալոգեններով միացություններում այս տարրերն ունեն +4 և +6 օքսիդացման աստիճաններ: Թթվածինը դրական օքսիդացման վիճակ ունի ֆտորի միացություններում և օզոնում։
Ատոմները կարող են մոլեկուլներ առաջացնել կրկնակի կապով O 2, ... և միացնել E - E - ... - E - շղթաներով, որոնք կարող են գոյություն ունենալ ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ նյութերում: Քիմիական ակտիվությամբ և օքսիդացման ունակությամբ քալկոգենները զիջում են հալոգեններին։ Դրա մասին է վկայում այն փաստը, որ բնության մեջ թթվածինը և ծծումբը գոյություն ունեն ոչ միայն կապված վիճակում, այլև ազատ վիճակում։ Քալկոգենների ցածր ակտիվությունը մեծապես պայմանավորված է մոլեկուլներում ավելի ամուր կապերով: Ընդհանուր առմամբ, քալկոգենները շատ ռեակտիվ նյութեր են, որոնց ակտիվությունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ կտրուկ աճում է։ Այս ենթախմբի բոլոր նյութերի համար հայտնի են ալոտրոպային փոփոխությունները։ Ծծումբը և թթվածինը գործնականում չեն փոխանցում էլեկտրական հոսանք (դիէլեկտրիկներ), սելենը և թելուրը կիսահաղորդիչներ են։
Թթվածնից թելուրում անցնելիս փոքր ատոմների (C, N, O) հետ տարրերի կրկնակի կապեր ստեղծելու միտումը նվազում է։ Խոշոր ատոմների՝ թթվածնի հետ π կապեր ստեղծելու անկարողությունը հատկապես ակնհայտ է թելուրիումի դեպքում։ Այսպիսով, թելուրը չունի թթվային մոլեկուլներ H 2 TeO 3 և H 2 TeO 4 (մետա ձևեր), ինչպես նաև TeO 2 մոլեկուլներ։ Թելուրիումի երկօքսիդը գոյություն ունի միայն պոլիմերի տեսքով, որտեղ կամրջում են թթվածնի բոլոր ատոմները՝ Te – O – Te։ Տելուրաթթուն, ի տարբերություն ծծմբի և սելենաթթվի, հանդիպում է միայն օրթո ձևով՝ H 6 TeO 6, որտեղ, ինչպես TeO 2-ում, Te ատոմները O ատոմներին միացված են միայն σ կապերով։
Թթվածնի քիմիական հատկությունները տարբերվում են ծծմբի, սելենի և թելուրի հատկություններից։ Ընդհակառակը, ծծմբի, սելենի և թելուրի հատկությունները շատ նմանություններ ունեն։ Խմբի միջով վերևից ներքև շարժվելիս պետք է նշել թթվային և նվազեցնող հատկությունների ավելացում H 2 E ջրածնով միացությունների շարքում. մի շարք նմանատիպ միացություններում օքսիդատիվ հատկությունների ավելացում (H 2 EO 4, EO 2); քալկոգենի ջրածնի և թթվածնային թթուների աղերի ջերմային կայունության նվազում:
Հիմնական ենթախմբի VI խմբի տարրերը կոչվում են քալկոգեններ։ Դրանք ներառում են թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր և պոլոնիում: «Calcogen» բառը կազմված է հունարեն երկու բառերից, որոնք նշանակում են «պղինձ» կամ «հանքաքար» և «ծնված»:
Նկարագրություն
Բնության մեջ քալկոգեններն առավել հաճախ հանդիպում են հանքաքարերում՝ սուլֆիդներ, պիրիտներ, օքսիդներ, սելենիդներ։ Քալկոգենները ներառում են ոչ մետաղներ և մետաղներ: Վերևից ներքև խմբում հատկությունները փոխվում են հետևյալ կերպ.
- մետաղական հատկությունները բարելավվում են;
- օքսիդացնող հատկությունները թուլանում են;
- էլեկտրաբացասականությունը նվազում է;
- ջերմային կայունությունը թուլանում է.
Chalcogen խմբի ընդհանուր բնութագրերը.
- ոչ մետաղներ - թթվածին, ծծումբ, սելեն;
- մետաղներ - թելուր, պոլոնիում;
- Վալենտություն՝ II - O; IV և VI - S; II, IV, VI - Se, Te, Po;
- էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա - ns 2 np 4;
- հիդրիդներ - H 2 R;
- օքսիդներ - RO 2, RO 3;
- թթվածնային թթուներ - H 2 RO 3, H 2 RO 4:
Բրինձ. 1. Քալկոգեններ.
Ըստ իրենց էլեկտրոնային կառուցվածքի՝ քալկոգենները պատկանում են p-տարրերին։ Արտաքին էներգիայի մակարդակը պարունակում է վեց էլեկտրոն: Երկու էլեկտրոն բացակայում է p-օրբիտալը լրացնելու համար, ուստի միացություններում քալկոգենները ցուցաբերում են օքսիդացնող հատկություններ: Քանի որ խմբում էներգիայի մակարդակների թիվը մեծանում է, արտաքին էլեկտրոնների հետ կապը թուլանում է, ուստի թելուրը և պոլոնիումը վերականգնող նյութեր են:
Մետաղների և ոչ մետաղների սահմանին գտնվող թելուրիումը դասակարգվում է որպես մետաղաձև կամ կիսամետաղ: Այն ծծմբի և սելենի անալոգն է, բայց պակաս ակտիվ:
Բրինձ. 2. Թելուրիում.
Հատկություններ
Քալկոգեն խմբի ամենաակտիվ տարրը թթվածինն է։ Այն հզոր օքսիդացնող նյութ է, որն ունի չորս օքսիդացման վիճակներ՝ -2, -1, +1, +2:
Քալկոգենների հիմնական հատկությունները ներկայացված են աղյուսակում:
|
Տարր |
Ֆիզիկական հատկություններ |
Քիմիական հատկություններ |
|
Թթվածին (O) |
Գազ. Ձևավորում է երկու փոփոխություն՝ O 2 և O 3 (օզոն): O 2-ն անհոտ է և անհամ և վատ լուծվող ջրում: Օզոնը կապտավուն գազ է՝ հոտով, ջրում շատ լուծելի։ |
Փոխազդում է մետաղների, ոչ մետաղների հետ |
|
Տիպիկ ոչ մետաղական: Պինդ նյութ՝ 115°C հալման կետով։ Ջրի մեջ չլուծվող։ Կան երեք մոդիֆիկացիաներ՝ ռոմբիկ, մոնոկլինիկ, պլաստիկ։ Օքսիդացման վիճակ - -2, -1, 0, +1, +2, +4, +6 |
Փոխազդում է թթվածնի, հալոգենների, ոչ մետաղների, մետաղների հետ |
|
|
Փխրուն պինդ. Կիսահաղորդիչ. Այն ունի երեք փոփոխություն՝ մոխրագույն, կարմիր, սև սելեն։ Օքսիդացման վիճակ - -2, +2, +4, +6 |
Փոխազդում է ալկալային մետաղների, թթվածնի, ջրի հետ |
|
|
Արտաքինից այն մետաղի տեսք ունի։ Կիսահաղորդիչ. Օքսիդացման վիճակ - -2, +2, +4, +6 |
Փոխազդում է թթվածնի, ալկալիների, թթուների, ջրի, մետաղների, ոչ մետաղների, հալոգենների հետ |
|
|
Պոլոնիում (Po) |
Արծաթագույն գույնի ռադիոակտիվ մետաղ։ Օքսիդացման վիճակ - +2, +4, +6 |
Փոխազդում է թթվածնի, հալոգենների, թթուների հետ |
Քալկոգենները ներառում են նաև արհեստականորեն ստեղծված լյարդորիում (Lv) կամ unungexium (Uuh): Սա պարբերական աղյուսակի 116 տարրն է։ Ցուցադրում է ուժեղ մետաղական հատկություններ:
Բրինձ. 3. Լիվերմորիում.
Ի՞նչ ենք մենք սովորել:
Քալկոգենները պարբերական համակարգի վեցերորդ խմբի տարրեր են։ Խումբը պարունակում է երեք ոչ մետաղներ (թթվածին, ծծումբ, սելեն), մետաղ (պոլոնիում) և կիսամետաղ (տելուրիում): Հետևաբար, քալկոգենները և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութեր են: Մետաղական հատկությունները խմբում ավելանում են վերևից ներքև՝ թթվածինը գազ է, պոլոնիումը պինդ մետաղ է։ Քալկոգենները ներառում են նաև արհեստականորեն սինթեզված լիվերմորիում, ուժեղ մետաղական հատկություններով:
Թեստ թեմայի շուրջ
Հաշվետվության գնահատում
Միջին գնահատականը: 4.3. Ստացված ընդհանուր գնահատականները՝ 139։
Թթվածնի ենթախումբը կամ քալկոգենները պարբերական աղյուսակի 6-րդ խումբն է D.I. Մենդելյան, ներառյալ հետևյալ տարրերը՝ O;S;Se;Te;Po Խմբի համարը ցույց է տալիս այս խմբի տարրերի առավելագույն վալենտությունը: Քալկոգենների ընդհանուր էլեկտրոնային բանաձևը հետևյալն է. Նույն վալենտական մակարդակի առկայությունը որոշում է քալկոգենների քիմիական նմանությունը։ Բնութագրական օքսիդացման վիճակներ՝ -1; -2; 0; +1; +2; +4; +6. Թթվածինը ցուցադրում է միայն -1 – պերօքսիդներում; -2 – օքսիդներում; 0 - ազատ վիճակում; +1 և +2 – ֆտորիդներում – O2F2, ОF2, քանի որ այն չունի d-ենթամակարդակ և էլեկտրոնները չեն կարող առանձնացվել, իսկ վալենտությունը միշտ 2 է; S - ամեն ինչ, բացի +1-ից և -1-ից: Ծծմբի մեջ առաջանում է d-ենթամակարդ, և գրգռված վիճակում գտնվող 3p-ից և 3-ից էլեկտրոնները կարող են առանձնանալ և անցնել d-ենթամակարդակ: Չգրգռված վիճակում ծծմբի վալենտությունը SO-ում 2 է, SO2-ում՝ 4, SO3-ում՝ 6։ Se +2; +4; +6, Te +4; +6, Po +2; -2. Սելենի, տելուրի և պոլոնիումի արժեքները նույնպես 2, 4, 6 են: Օքսիդացման վիճակների արժեքներն արտացոլվում են տարրերի էլեկտրոնային կառուցվածքում. O – 2s22p4; S – 3s23p4; Se – 4s24p4; Te – 5s25p4; Po – 6s26p4. Վերևից ներքև, արտաքին էներգիայի մակարդակի բարձրացմամբ, քալկոգենների ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները բնականաբար փոխվում են. տարրերի ատոմային շառավիղը մեծանում է, իոնացման էներգիան և էլեկտրոնների հարաբերակցությունը, ինչպես նաև էլեկտրաբացասականությունը նվազում է. Ոչ մետաղական հատկությունները նվազում են, մետաղական հատկությունները մեծանում են (թթվածինը, ծծումբը, սելենը, թելուրը ոչ մետաղներ են), պոլոնիումն ունի մետաղական փայլ և էլեկտրական հաղորդունակություն։ Քալկոգենների ջրածնային միացությունները համապատասխանում են բանաձևին՝ H2R՝ H2О, H2S, H2Sе, H2Те – կավճի ջրածիններ։ Այս միացություններում ջրածինը կարող է փոխարինվել մետաղական իոններով: Բոլոր քալկոգենների օքսիդացման աստիճանը ջրածնի հետ միասին կազմում է -2, իսկ վալենտությունը նույնպես 2 է: Ջրածնային քալկոգենները ջրում լուծելիս առաջանում են համապատասխան թթուներ: Այս թթուները նվազեցնող նյութեր են: Այս թթուների ուժը բարձրանում է վերևից ներքև, քանի որ կապող էներգիան նվազում է և նպաստում է ակտիվ տարանջատմանը: Քալկոգենների թթվածնային միացությունները համապատասխանում են բանաձևին՝ RO2 և RO3՝ թթվային օքսիդներ: Երբ այդ օքսիդները լուծվում են ջրում, առաջանում են համապատասխան թթուներ՝ H2RO3 և H2RO4: Վերևից ներքև ուղղությամբ այս թթուների ուժը նվազում է: Н2RO3 – վերականգնող թթուներ, Н2RO4 – օքսիդացնող նյութեր:
Թթվածին - Երկրի վրա ամենատարածված տարրը: Կազմում է երկրակեղեւի զանգվածի 47,0%-ը։ Օդում դրա պարունակությունը կազմում է 20,95% ծավալով կամ 23,10% զանգվածով։ Թթվածինը ջրի, ժայռերի, բազմաթիվ հանքանյութերի, աղերի մի մասն է և առկա է կենդանի օրգանիզմներ կազմող սպիտակուցներում, ճարպերում և ածխաջրերում: Լաբորատոր պայմաններում թթվածին ստանում են. - տարրալուծում, երբ տաքացնում են բերթոլետի աղը (կալիումի քլորատ) MnO2 կատալիզատորի առկայության դեպքում: 2KClO3 = 2KCl + 3O2 - տարրալուծում կալիումի պերմանգանատը տաքացնելիս. նատրիումի հիդրօքսիդի ջրային լուծույթից (նիկելի էլեկտրոդներ); Արդյունաբերական թթվածնի արտադրության հիմնական աղբյուրը օդն է, որը հեղուկացվում է, այնուհետև մասնատվում: Նախ, ազոտն արտազատվում է (եռման կետ = -195°C), և գրեթե մաքուր թթվածինը մնում է հեղուկ վիճակում, քանի որ նրա եռման կետն ավելի բարձր է (-183°C): Թթվածին արտադրելու լայնորեն կիրառվող մեթոդը հիմնված է ջրի էլեկտրոլիզի վրա։Նորմալ պայմաններում թթվածինը անգույն, անհամ և հոտ է, օդից մի փոքր ավելի ծանր գազ։ Այն փոքր-ինչ լուծելի է ջրում (31 մլ թթվածինը լուծվում է 1 լիտր ջրի մեջ 20°C-ում)։ -183°C ջերմաստիճանի և 101,325 կՊա ճնշման դեպքում թթվածինը վերածվում է հեղուկ վիճակի։ Հեղուկ թթվածինը կապտավուն գույն ունի և ներքաշվում է մագնիսական դաշտի մեջ։Բնական թթվածինը պարունակում է երեք կայուն իզոտոպներ՝ 168O (99,76%), 178O (0,04%) և 188O (0,20%)։ Արհեստական ճանապարհով ստացվել են երեք անկայուն իզոտոպներ՝ 148O, 158O, 198O: Արտաքին էլեկտրոնային մակարդակը լրացնելու համար թթվածնի ատոմին պակասում է երկու էլեկտրոն։ Ուժեղ ընդունելով դրանք՝ թթվածինը ցուցադրում է -2 օքսիդացման վիճակ։ Այնուամենայնիվ, ֆտորով միացություններում (OF2 և O2F2), ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը տեղափոխվում են դեպի ֆտոր, որպես ավելի էլեկտրաբացասական տարր: Այս դեպքում թթվածնի օքսիդացման վիճակները համապատասխանաբար +2 և +1 են, իսկ ֆտորինը -1 է։Թթվածնի մոլեկուլը բաղկացած է երկու O2 ատոմից։ Քիմիական կապը կովալենտային ոչ բևեռային է:Թթվածինը միացություններ է առաջացնում բոլոր քիմիական տարրերի հետ, բացառությամբ հելիումի, նեոնի և արգոնի: Այն ուղղակիորեն արձագանքում է տարրերի մեծ մասի հետ, բացառությամբ հալոգենների, ոսկու և պլատինի: Ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ նյութերի հետ թթվածնի ռեակցիայի արագությունը կախված է նյութերի բնույթից, ջերմաստիճանից և այլ պայմաններից։ Ակտիվ մետաղը, ինչպիսին է ցեզիումը, ինքնաբուխ բռնկվում է մթնոլորտային թթվածնում արդեն սենյակային ջերմաստիճանում: Թթվածինը ակտիվորեն փոխազդում է ֆոսֆորի հետ, երբ տաքացվում է մինչև 60°C, ծծմբի հետ՝ մինչև 250°C, ջրածնի հետ՝ ավելի քան 300°C, ածխածնի հետ ածխի և գրաֆիտի ձևը) - 700-800°C ջերմաստիճանում.4P+5O2=2P2O52H2+O2=2H2O S+O2=SO2 C+O2=CO2 Երբ բարդ նյութերը այրվում են թթվածնի ավելցուկում, առաջանում են համապատասխան տարրերի օքսիդներ. 2H2S+3O2=2S02+2H2OC2H5OH+3O2 =2CO2+3H2OCH4+2O2=CO2+2H20 4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 Դիտարկված ռեակցիաներն ուղեկցվում են ինչպես ջերմության, այնպես էլ լույսի արտազատմամբ։ Նման գործընթացները, որոնք ներառում են թթվածին, կոչվում են այրում: Հարաբերական էլեկտրաբացասականության առումով թթվածինը երկրորդ տարրն է։ Հետևաբար, ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ նյութերի հետ քիմիական ռեակցիաներում այն օքսիդացնող նյութ է, քանի որ ընդունում է էլեկտրոններ. Այրումը, ժանգը, փտումը և շնչառությունը տեղի են ունենում թթվածնի մասնակցությամբ։ Սրանք ռեդոքս պրոցեսներ են։Օքսիդացման գործընթացներն արագացնելու համար սովորական օդի փոխարեն օգտագործվում է թթվածին կամ թթվածնով հարստացված օդ։ Թթվածինն օգտագործվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ օքսիդատիվ պրոցեսների ինտենսիվացման համար (ազոտական և ծծմբական թթուների, արհեստական հեղուկ վառելանյութերի, քսայուղերի և այլ նյութերի արտադրություն) Մետալուրգիական արդյունաբերությունը բավականին մեծ քանակությամբ թթվածին է սպառում։ Թթվածինն օգտագործվում է բարձր ջերմաստիճան ստանալու համար։ Թթվածին-ացետիլենային բոցի ջերմաստիճանը հասնում է 3500°C, թթվածին-ջրածնի բոցը՝ 3000°C։Բժշկության մեջ թթվածինը օգտագործվում է շնչառությունը հեշտացնելու համար։ Այն օգտագործվում է թթվածնային սարքերում դժվար շնչող մթնոլորտում աշխատանք կատարելիս։
Ծծումբ- այն սակավաթիվ քիմիական տարրերից մեկը, որն օգտագործվել է մարդկանց կողմից մի քանի հազարամյակների ընթացքում: Տարածված է բնության մեջ և հանդիպում է ինչպես ազատ վիճակում (բնական ծծումբ), այնպես էլ միացություններում։ Ծծումբ պարունակող հանքանյութերը կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ սուլֆիդներ (պիրիտներ, կայծեր, բլենդեր) և սուլֆատներ։ Բնիկ ծծումբը մեծ քանակությամբ հանդիպում է Իտալիայում (Սիցիլիա կղզի) և ԱՄՆ-ում։ ԱՊՀ-ում բնական ծծմբի հանքավայրեր կան Վոլգայի մարզում, Կենտրոնական Ասիայի նահանգներում, Ղրիմում և այլ տարածքներում:Առաջին խմբի օգտակար հանածոները ներառում են կապարի փայլ PbS, պղնձի փայլ Cu2S, արծաթի փայլ՝ Ag2S, ցինկի խառնուրդ: - ZnS, կադմիումի խառնուրդ՝ CdS, պիրիտ կամ երկաթի պիրիտ՝ FeS2, խալկոպիրիտ՝ CuFeS2, ցինաբար՝ HgS Երկրորդ խմբի օգտակար հանածոներից են՝ գիպսը CaSO4 2H2O, միրաբիլիտը (Գլաուբերի աղը)՝ հայտնաբերված Na2SO2.SO4 10. կենդանիների և բույսերի մարմնում, քանի որ այն սպիտակուցի մոլեկուլների մի մասն է: Օրգանական ծծմբի միացությունները հայտնաբերված են նավթի մեջ: Անդորրագիր 1. Բնական միացություններից, օրինակ ծծմբի պիրիտներից ծծումբ ստանալիս այն տաքացնում են բարձր ջերմաստիճանի։ Ծծմբի պիրիտը քայքայվում է՝ առաջացնելով երկաթի (II) սուլֆիդ և ծծումբ՝ FeS2=FeS+S 2. Ծծումբը կարելի է ստանալ թթվածնի պակասով ջրածնի սուլֆիդի օքսիդացումից՝ ըստ ռեակցիայի՝ 2H2S+O2=2S+2H2O3։ Ներկայումս սովորական է ծծումբ ստանալը ծծմբի երկօքսիդը SO2-ը ածխածնի հետ վերականգնելու միջոցով, որը կողմնակի արտադրանք է ծծմբի հանքաքարերից մետաղների հալման ժամանակ՝ SO2 + C = CO2 + S4: Մետաղագործական և կոքսային վառարանների արտանետվող գազերը պարունակում են ծծմբի երկօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի խառնուրդ։ Այս խառնուրդը բարձր ջերմաստիճանում անցնում է կատալիզատորի վրայով. H2S+SO2=2H2O+3S Ծծումբը կիտրոնադեղնավուն, կարծր, փխրուն նյութ է։ Այն գործնականում չի լուծվում ջրում, բայց շատ լուծելի է ածխածնի դիսուլֆիդ CS2 անիլինում և որոշ այլ լուծիչներում: Այն վատ է փոխանցում ջերմային և էլեկտրական հոսանքը: Ծծումբը ձևավորում է մի քանի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ. Բնական ծծումբը բաղկացած է չորս կայուն իզոտոպների խառնուրդից՝ 3216S, 3316S, 3416S, 3616S: Քիմիական հատկություններ Ծծմբի ատոմը, ունենալով ոչ լրիվ արտաքին էներգիայի մակարդակ, կարող է կցել երկու էլեկտրոն և ցուցադրել -2 օքսիդացման աստիճան: Ծծումբն այս օքսիդացման վիճակն ցուցադրում է մետաղների և ջրածնի հետ միացություններում (Na2S, H2S): Երբ էլեկտրոնները տրվում են կամ դուրս են բերվում ավելի էլեկտրաբացասական տարրի ատոմ, ծծմբի օքսիդացման վիճակը կարող է լինել +2, +4, +6: Սառը ժամանակ ծծումբը համեմատաբար իներտ է, բայց ջերմաստիճանի բարձրացման հետ նրա ռեակտիվությունը մեծանում է: 1. Մետաղների հետ ծծումբը օքսիդացնող հատկություն է ցուցաբերում։ Այս ռեակցիաներից առաջանում են սուլֆիդներ (չի փոխազդում ոսկու, պլատինի և իրիդիումի հետ)՝ Fe+S=FeS
2. Նորմալ պայմաններում ծծումբը չի փոխազդում ջրածնի հետ, և 150-200°C ջերմաստիճանում տեղի է ունենում շրջելի ռեակցիա՝ H2 + S «H2S 3. Մետաղների և ջրածնի հետ ռեակցիաներում ծծումբն իրեն բնորոշ է օքսիդացնող նյութի տեսքով, իսկ Ուժեղ օքսիդացնող նյութերի առկայությամբ այն ցուցաբերում է վերականգնող ռեակցիաների հատկություն:S+3F2=SF6 (չի փոխազդում յոդի հետ)4. Ծծմբի այրումը թթվածնում տեղի է ունենում 280°C-ում, իսկ օդում՝ 360°C-ում։ Այս դեպքում առաջանում է SO2-ի և SO3-ի խառնուրդ՝ S+O2=SO2 2S+3O2=2SO35։ Երբ տաքացվում է առանց օդի մուտքի, ծծումբն ուղղակիորեն միանում է ֆոսֆորի և ածխածնի հետ՝ ցուցաբերելով օքսիդացնող հատկություններ՝ 2P+3S=P2S3 2S + C = CS26: Բարդ նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ ծծումբը հիմնականում վարվում է որպես վերականգնող նյութ.
7. Ծծումբն ընդունակ է անհամաչափ ռեակցիաների։ Այսպիսով, երբ ծծմբի փոշին եփում են ալկալիների հետ, առաջանում են սուլֆիտներ և սուլֆիդներ. ծծումբը լայն տարածում ունի. դիմելարդյունաբերության և գյուղատնտեսության մեջ։ Նրա արտադրության մոտ կեսն օգտագործվում է ծծմբաթթվի արտադրության համար։ Ծծումբն օգտագործվում է կաուչուկը վուլկանացնելու համար. այս դեպքում կաուչուկը վերածվում է կաուչուկի, ծծմբի գույնի (նուրբ փոշի) տեսքով ծծումբն օգտագործվում է խաղողի և բամբակի հիվանդությունների դեմ պայքարելու համար։ Օգտագործվում է վառոդ, լուցկի և լուսաշող միացություններ արտադրելու համար։ Բժշկության մեջ ծծմբային քսուքներ են պատրաստում մաշկային հիվանդությունների բուժման համար։
IV Ա ենթախմբի 31 տարրեր.
Ածխածինը (C), սիլիցիումը (Si), գերմանինը (Ge), անագը (Sn), կապարը (Pb) PSE-ի հիմնական ենթախմբի 4-րդ խմբի տարրերն են։ Արտաքին էլեկտրոնային շերտի վրա այս տարրերի ատոմներն ունեն 4 էլեկտրոն՝ ns2np2։ Ենթախմբում, քանի որ տարրի ատոմային թիվը մեծանում է, ատոմային շառավիղը մեծանում է, ոչ մետաղական հատկությունները թուլանում են, և մետաղական հատկությունները մեծանում են. ածխածինը և սիլիցիումը ոչ մետաղներ են, գերմանիան, անագը, կապարը մետաղներ են: Այս ենթախմբի տարրերը ցուցադրում են ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական օքսիդացման վիճակներ. -4; +2; +4.
| Տարր | Էլեկտրական բանաձև | ուրախ նմ | OEO | Ս.Օ. |
| Գ | 2s 2 2p 2 | 0.077 | 2.5 | -4; 0; +3; +4 |
| 14 Սի | 3s 2 3p 2 | 0.118 | 1.74 | -4; 0; +3; +4 |
| 32 Գե | 4s 2 4p 2 | 0.122 | 2.02 | -4; 0; +3; +4 |
| 50 Սն | 5s 2 5p 2 | 0.141 | 1.72 | 0; +3; +4 |
| 82 Pb | 6s 2 6p 2 | 0.147 | 1.55 | 0; +3; +4 |
---------------------> (մետալիկ հատկությունների ավելացում)
ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐ
ԵՆԹԱԽՈՒՄԲ VIA. ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐ
ԹԹՎԱԾԻՆ
Թթվածին O տարրը տարրերի պարբերական աղյուսակի ութերորդ տարրն է և VIA ենթախմբի առաջին տարրը (Աղյուսակ 7ա): Այս տարրը ամենաշատն է երկրակեղևում և կազմում է մոտ 50% (քաշ): Օդում, որը մենք շնչում ենք, ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐԸ պարունակում են 20% թթվածին ազատ (չկապված) վիճակում, իսկ թթվածնի 88%-ը գտնվում է հիդրոսֆերայում կապված վիճակում՝ ջրի H2O տեսքով:
Ամենատարածված իզոտոպը 168O է։ Նման իզոտոպի միջուկը պարունակում է 8 պրոտոն և 8 նեյտրոն։ 10 նեյտրոններով իզոտոպը՝ 188O, զգալիորեն ավելի քիչ տարածված է (0,2%)։ Էլ ավելի քիչ տարածված (0,04%) իզոտոպ՝ 9 նեյտրոններով՝ 178O։ Բոլոր իզոտոպների միջին կշռված զանգվածը 16,044 է։ Քանի որ 12 զանգվածային համարով ածխածնի իզոտոպի ատոմային զանգվածը ճիշտ 12000 է, և մնացած բոլոր ատոմային զանգվածները հիմնված են այս ստանդարտի վրա, ապա այս ստանդարտով թթվածնի ատոմային զանգվածը պետք է լինի 15,9994:
Թթվածինը երկատոմ գազ է, ինչպես ջրածինը, ազոտը և հալոգենները՝ ֆտորը՝ քլորը (բրոմը և յոդը նույնպես երկատոմային մոլեկուլներ են կազմում, բայց դրանք գազեր չեն): Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող թթվածնի մեծ մասը ստացվում է մթնոլորտից։ Դրան հասնելու համար մշակվել են համեմատաբար էժան մեթոդներ քիմիապես մաքրված օդը հեղուկացնելու համար սեղմման և սառեցման ցիկլերի միջոցով: Հեղուկացված օդը դանդաղորեն տաքացվում է՝ ազատելով ավելի ցնդող և հեշտությամբ գոլորշիացող միացություններ, և հեղուկ թթվածինը կուտակվում է։ Այս մեթոդը կոչվում է հեղուկ օդի կոտորակային թորում կամ ուղղում: Այս դեպքում թթվածնի աղտոտումը ազոտի կեղտերով անխուսափելի է, իսկ բարձր մաքրության թթվածին ստանալու համար շտկման գործընթացը կրկնվում է այնքան ժամանակ, մինչև ազոտն ամբողջությամբ հեռացվի։
Տես նաև ՕԴ։
182,96 ° C ջերմաստիճանի և 1 ատմ ճնշման դեպքում թթվածինը անգույն գազից վերածվում է գունատ կապույտ հեղուկի։ Գույնի առկայությունը ցույց է տալիս, որ նյութը պարունակում է մոլեկուլներ՝ չզույգված էլեկտրոններով։ 218,7°C-ում թթվածինը պնդանում է։ Գազային O2-ը 1,105 անգամ ծանր է օդից, իսկ 0°C և 1 ատմ ջերմաստիճանում 1 լիտր թթվածնի զանգվածը 1,429 գ է: Գազը փոքր-ինչ լուծելի է ջրում (CHALCOGEN 0,30 սմ 3/լ 20°C-ում), բայց սա. կարևոր է ջրում կյանքի գոյության համար։ Պողպատի արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են թթվածնի մեծ զանգվածներ՝ արագ հեռացնելու համար անցանկալի կեղտերը, հիմնականում ածխածինը, ծծումբը և ֆոսֆորը, օքսիդների տեսքով փչման գործընթացում կամ ուղղակիորեն թթվածինը հալեցնելով: Հեղուկ թթվածնի կարևոր կիրառություններից է որպես հրթիռային վառելիքի օքսիդիչ: Բալոններում պահվող թթվածինը օգտագործվում է բժշկության մեջ՝ օդը թթվածնով հարստացնելու համար, ինչպես նաև մետաղների եռակցման և կտրման տեխնոլոգիայում։
Օքսիդների առաջացում.Մետաղները և ոչ մետաղները փոխազդում են թթվածնի հետ՝ առաջացնելով օքսիդներ։ Ռեակցիաները կարող են առաջանալ մեծ քանակությամբ էներգիայի արտազատմամբ և ուղեկցվել ուժեղ փայլով, բռնկմամբ և այրմամբ։ Լույսի լույսը արտադրվում է ալյումինի կամ մագնեզիումի փայլաթիթեղի կամ մետաղալարերի օքսիդացումից: Եթե օքսիդացման ժամանակ առաջանում են գազեր, ապա դրանք ընդլայնվում են ռեակցիայի ջերմության արդյունքում և կարող են պայթյուն առաջացնել։ Ոչ բոլոր տարրերն են արձագանքում թթվածնի հետ ջերմություն ազատելու համար: Ազոտի օքսիդները, օրինակ, առաջանում են ջերմության կլանմամբ։ Թթվածինը փոխազդում է տարրերի հետ՝ առաջացնելով համապատասխան տարրերի օքսիդներ ա) նորմալ կամ բ) բարձր օքսիդացման վիճակներում։ Փայտը, թուղթը և բազմաթիվ բնական նյութեր կամ օրգանական արտադրանքներ, որոնք պարունակում են ածխածին և ջրածին, այրվում են (ա) տեսակի՝ առաջացնելով, օրինակ, CO կամ (բ) տեսակի՝ առաջացնելով CO2:
Օզոն.Բացի ատոմային (միատոմ) թթվածնից և մոլեկուլային (դիատոմային) թթվածնից O2-ից, կա օզոն՝ մի նյութ, որի մոլեկուլները բաղկացած են թթվածնի երեք ատոմներից՝ O3: Այս ձևերը ալոտրոպիկ ձևափոխություններ են: Հանգիստ էլեկտրական լիցքաթափումը չոր թթվածնի միջով անցնելով, օզոն է ստացվում.
3O2 2O3 Օզոնն ունի ուժեղ, գրգռիչ հոտ և հաճախ հանդիպում է էլեկտրական շարժիչների կամ գեներատորների մոտ: Օզոնը քիմիապես ավելի ակտիվ է, քան թթվածինը նույն ջերմաստիճաններում: Այն սովորաբար արձագանքում է՝ ձևավորելով օքսիդներ և ազատ թթվածին, օրինակ՝ Hg + O3 -> HgO + O2 Օզոնն արդյունավետ է ջրի մաքրման (ախտահանման), գործվածքների, օսլայի, յուղերը մաքրելու, փայտի և թեյի չորացման և ծերացման համար, և վանիլինի և կամֆորի արտադրության մեջ։ Տե՛ս ԹԹՎԱԾԻՆ։
Ծծումբ, ՍԵԼԵՆ, ՏԵԼՈՒՐՈՒՄ, ՊՈԼՈՆԻՈՒՄ
VIA ենթախմբում թթվածնից պոլոնիում տեղափոխելիս հատկությունների փոփոխությունը ոչ մետաղականից մետաղական ավելի քիչ է արտահայտված, քան VA ենթախմբի տարրերի համար: ns2np4 քալկոգենների էլեկտրոնային կառուցվածքը ենթադրում է էլեկտրոնի ընդունում, քան էլեկտրոնների նվիրատվություն: Ակտիվ մետաղից էլեկտրոնների մասնակի դուրսբերումը դեպի քալկոգեն հնարավոր է կապի մասնակի իոնային բնույթ ունեցող միացության ձևավորմամբ, բայց ոչ նույն աստիճանի իոնականության, ինչ թթվածնի հետ համանման միացությունը։ Ծանր մետաղները կովալենտային կապերով առաջացնում են քալկոգենիդներ, միացությունները գունավոր են և ամբողջովին անլուծելի։
Մոլեկուլային ձևեր.Յուրաքանչյուր ատոմի շուրջ էլեկտրոնների օկտետի ձևավորումն իրականացվում է տարերային վիճակում հարևան ատոմների էլեկտրոնների միջոցով: Արդյունքում, օրինակ, ծծմբի դեպքում ստացվում է ցիկլային S8 մոլեկուլ՝ կառուցված պսակի նման։ Մոլեկուլների միջև ամուր կապ չկա, ուստի ծծումբը հալվում է, եռում և գոլորշիանում ցածր ջերմաստիճանում։ Սելենը, որը կազմում է Se8 մոլեկուլը, ունի նմանատիպ կառուցվածք և հատկությունների հավաքածու. տելուրիումը կարող է ձևավորել Te8 շղթաներ, սակայն այս կառուցվածքը հստակորեն հաստատված չէ: Պոլոնիումի մոլեկուլային կառուցվածքը նույնպես պարզ չէ։ Մոլեկուլների կառուցվածքի բարդությունը որոշում է դրանց գոյության տարբեր ձևերը պինդ, հեղուկ և գազային վիճակներում (ալոտրոպիա); այս հատկությունը ակնհայտորեն քալկոգենների տարբերակիչ հատկանիշն է տարրերի այլ խմբերի մեջ: Ծծմբի ամենակայուն ձևը ա-ձևն է կամ օրթորոմբիկ ծծումբը; երկրորդը b-ի կամ մոնոկլինիկ ծծմբի մետակայուն ձևն է, որը պահեստավորման ընթացքում կարող է վերածվել a-ծծմբի: Ծծմբի այլ փոփոխությունները ներկայացված են դիագրամում.
A-Ծծումբը և b-Ծծումբը լուծելի են CS2-ում: Հայտնի են նաև ծծմբի այլ ձևեր։ Մ-ձևը մածուցիկ հեղուկ է, որը հավանաբար առաջացել է «թագ» կառուցվածքից, որը բացատրում է նրա ռետինանման վիճակը։ Երբ ծծմբի գոլորշին հանկարծ սառչում կամ խտանում է, առաջանում է փոշիացված ծծումբ, որը կոչվում է «ծծմբի գույն»: Գոլորշիները, ինչպես նաև գոլորշիների կտրուկ սառեցման արդյունքում ստացված մանուշակագույն փոշին, ըստ մագնիսական դաշտի ուսումնասիրությունների արդյունքների, պարունակում են չզույգված էլեկտրոններ։ Se-ի և Te-ի համար ալոտրոպիան ավելի քիչ բնորոշ է, բայց ընդհանուր նմանություն ունի ծծմբի հետ, իսկ սելենի փոփոխությունները նման են ծծմբի ձևափոխություններին։
Ռեակտիվություն. VIA ենթախմբի բոլոր տարրերը փոխազդում են մեկ էլեկտրոնի դոնորների հետ (ալկալիական մետաղներ, ջրածին, մեթիլ ռադիկալ HCH3)՝ ձևավորելով RMR բաղադրության միացություններ, այսինքն. ցուցադրելով 2-ի կոորդինացիոն թիվը, ինչպիսիք են HSH, CH3SCH3, NaSNa և ClSCl: Վեց վալենտային էլեկտրոններ համակարգված են քալկոգենի ատոմի շուրջ, երկուսը վալենտական s թաղանթում և չորսը վալենտական p թաղանթում: Այս էլեկտրոնները կարող են կապ ստեղծել ավելի ուժեղ էլեկտրոն ընդունողի հետ (օրինակ՝ թթվածինը), որը հեռացնում է դրանք՝ ձևավորելով մոլեկուլներ և իոններ։ Այսպիսով, այս քալկոգենները ցուցադրում են օքսիդացման II, IV, VI վիճակներ՝ առաջացնելով հիմնականում կովալենտային կապեր։ Քալկոգենների ընտանիքում VI օքսիդացման վիճակի դրսևորումը թուլանում է ատոմային թվի աճով, քանի որ ns2 էլեկտրոնային զույգը ավելի ու ավելի քիչ է մասնակցում ավելի ծանր տարրերում կապերի ձևավորմանը (իներտ զույգի էֆեկտ): Այս օքսիդացման վիճակներով միացությունները ներառում են SO և H2SO2 ծծմբի համար (II); SO2 և H2SO3 ծծմբի համար (IV); SO3 և H2SO4 ծծմբի համար (IV): Այլ քալկոգենների միացություններն ունեն նմանատիպ բաղադրություն, թեև կան որոշ տարբերություններ: Կան համեմատաբար քիչ կենտ օքսիդացման վիճակներ: Բնական հումքից ազատ տարրերի արդյունահանման մեթոդները տարբեր են տարբեր քալկոգենների համար: Ժայռերի մեջ հայտնի են ազատ ծծմբի մեծ հանքավայրեր, ի տարբերություն ազատ վիճակում գտնվող այլ քալկոգենների փոքր քանակությամբ: Նստվածքային ծծումբը կարող է արդյունահանվել գեոտեխնոլոգիական եղանակով (ֆլեշ պրոցեսը). գերտաքացած ջուրը կամ գոլորշին մղվում է ներքին խողովակով՝ ծծումբը հալեցնելու համար, այնուհետև հալված ծծումբը սեղմված օդով արտաքին համակենտրոն խողովակի միջոցով սեղմվում է մակերեսին: Այս կերպ մաքուր, էժան ծծումբը ստացվում է Լուիզիանայում և Մեքսիկական ծոցի տակ՝ Տեխասի ափերի մոտ գտնվող հանքավայրերից։ Սելենը և թելուրը արդյունահանվում են պղնձի, ցինկի և կապարի մետալուրգիայից, ինչպես նաև արծաթի և կապարի էլեկտրամետալուրգիայից ստացված տիղմից գազերի արտանետումներից։ Որոշ գործարաններ, որտեղ խտացված է սելենը, դառնում են կենդանական աշխարհի թունավորման աղբյուր։ Ազատ ծծումբը լայնորեն օգտագործվում է գյուղատնտեսության մեջ՝ որպես փոշիացված ֆունգիցիդ։ Միայն ԱՄՆ-ում տարեկան մոտ 5,1 մլն տոննա ծծումբ է օգտագործվում տարբեր գործընթացների և քիմիական տեխնոլոգիաների համար։ Ծծմբաթթվի արտադրության մեջ շատ ծծումբ է սպառվում։
Քալկոգենի միացությունների առանձին դասերը, հատկապես հալոգենիդները, մեծապես տարբերվում են իրենց հատկություններով:
Ջրածնի միացություններ.Ջրածինը դանդաղ արձագանքում է քալկոգենների հետ՝ առաջացնելով հիդրիդներ H2M: Մեծ տարբերություն կա ջրի (թթվածնի հիդրիդ) և այլ քալկոգենների հիդրիդների միջև, որոնք գարշահոտ են և թունավոր, իսկ դրանց ջրային լուծույթները թույլ թթուներ են (ամենաուժեղը՝ H2Te): Մետաղներն ուղղակիորեն փոխազդում են քալկոգենների հետ՝ առաջացնելով քալկոգենիդներ (օրինակ՝ նատրիումի սուլֆիդ Na2S, կալիումի սուլֆիդ K2S): Այս սուլֆիդների ջրային լուծույթներում ծծումբը ձևավորում է պոլիսուլֆիդներ (օրինակ՝ Na2Sx): Քալկոգենի հիդրիդները կարող են տեղահանվել մետաղների սուլֆիդների թթվացված լուծույթներից: Այսպիսով, H2Sx սուլֆաններն արտազատվում են Na2Sx-ի թթվացված լուծույթներից (որտեղ x-ը կարող է 50-ից մեծ լինել, սակայն ուսումնասիրվել են միայն x Ј 6-ով սուլֆանները):
Հալիդներ.Քալկոգեններն ուղղակիորեն փոխազդում են հալոգենների հետ՝ առաջացնելով տարբեր բաղադրության հալոգենիդներ։ Փոխազդող հալոգենների տիրույթը և ստացված միացությունների կայունությունը կախված են քալկոգենի և հալոգենի շառավիղների հարաբերակցությունից։ Քալկոգենի բարձր օքսիդացման աստիճանով հալոգեն ստեղծելու հնարավորությունը նվազում է հալոգենի ատոմային զանգվածի ավելացման հետ, քանի որ հալոգենի իոնը կօքսիդացվի հալոգենի, իսկ քալկոգենը կվերածվի ազատ քալկոգենի կամ քալկոգենի հալոգենի ցածր մակարդակում: օքսիդացման վիճակ, օրինակ՝ TeI6 -> TeI4 + I2 Ծծմբի I օքսիդացման վիճակ, այն կարող է իրականացվել (SCl)2 կամ S2Cl2 միացություններում (այս բաղադրությունը հավաստիորեն չի հաստատվել): Ծծմբի հալոգենիդներից ամենաանսովորը SF6-ն է, որը խիստ իներտ է: Այս միացության ծծումբն այնքան ուժեղ է պաշտպանված ֆտորի ատոմներով, որ նույնիսկ ամենաագրեսիվ նյութերը գործնականում ոչ մի ազդեցություն չունեն SF6-ի վրա: Սեղանից 7b հետևում է, որ ծծումբը և սելենը չեն առաջացնում յոդիդներ։
Հայտնի են բարդ քալկոգենի հալոգենիդներ, որոնք առաջանում են քալկոգենի հալոգենրիդի և հալոգեն իոնների փոխազդեցությունից, օրինակ.
TeCl4 + 2Cl= TeCl62:
Օքսիդներ և օքսոաթթուներ.Քալկոգենի օքսիդները ձևավորվում են թթվածնի հետ անմիջական փոխազդեցությամբ: Ծծումբը այրվում է օդում կամ թթվածնում՝ առաջացնելով SO2 և SO3 կեղտեր: SO3 ստանալու համար օգտագործվում են այլ մեթոդներ: Երբ SO2-ը փոխազդում է ծծմբի հետ, կարող է առաջանալ SO2: Սելենը և թելուրը կազմում են նմանատիպ օքսիդներ, սակայն դրանք գործնականում զգալիորեն պակաս կարևորություն ունեն։ Սելենի օքսիդների և հատկապես մաքուր սելենի էլեկտրական հատկությունները որոշում են դրանց գործնական կիրառման աճը էլեկտրոնիկայի և էլեկտրական արդյունաբերության մեջ: Երկաթի և սելենի համաձուլվածքները կիսահաղորդիչներ են և օգտագործվում են ուղղիչներ պատրաստելու համար։ Քանի որ սելենի հաղորդունակությունը կախված է լուսավորությունից և ջերմաստիճանից, այս հատկությունն օգտագործվում է ֆոտոբջիջների և ջերմաստիճանի տվիչների արտադրության մեջ: Տրիօքսիդները հայտնի են այս ենթախմբի բոլոր տարրերի համար, բացառությամբ պոլոնիումի: SO2-ից SO3-ի կատալիտիկ օքսիդացումն ընկած է ծծմբաթթվի արդյունաբերական արտադրության հիմքում: Պինդ SO3-ն ունի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ՝ փետուրանման բյուրեղներ, ասբեստի նման կառուցվածք, սառցե կառուցվածք և պոլիմերային ցիկլային (SO3)3: Սելենը և թելուրը լուծվում են հեղուկ SO3-ում՝ առաջացնելով միջքալկոգեն միացություններ, ինչպիսիք են SeSO3 և TeSO3: SeO3-ի և TeO3-ի արտադրությունը կապված է որոշակի դժվարությունների հետ։ SeO3-ը ստացվում է արտանետվող խողովակում Se-ի և O2-ի գազային խառնուրդից, իսկ TeO3-ը ձևավորվում է H6TeO6-ի ինտենսիվ ջրազրկմամբ։ Նշված օքսիդները հիդրոլիզվում են կամ ակտիվորեն արձագանքում ջրի հետ՝ թթուներ առաջացնելով։ Առավելագույն գործնական նշանակություն ունի ծծմբաթթուն։ Այն ստանալու համար օգտագործվում են երկու պրոցեսներ՝ անընդհատ զարգացող կոնտակտային մեթոդ և հնացած ազոտային աշտարակի մեթոդ (տես նաև ԾԾՈՒՄԲ)։
Ծծմբաթթուն ուժեղ թթու է; այն ակտիվորեն փոխազդում է ջրի հետ՝ ազատելով ջերմություն՝ ըստ H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4 ռեակցիայի։ Հետևաբար, պետք է զգույշ լինել խտացված ծծմբաթթվի նոսրացման ժամանակ, քանի որ գերտաքացումը կարող է առաջացնել թթվով տարայից գոլորշիների արտազատում (ծծմբաթթվից այրվածքներ հաճախ են լինում։ կապված դրա մեջ փոքր քանակությամբ ջրի ավելացման հետ): Ջրի նկատմամբ իր բարձր մերձեցման պատճառով H2SO4-ը (կոնց.) ինտենսիվ փոխազդում է բամբակյա հագուստի, շաքարավազի և կենդանի մարդու հյուսվածքի հետ՝ հեռացնելով ջուրը: Հսկայական քանակությամբ թթու օգտագործվում է մետաղների մակերևութային մշակման համար, գյուղատնտեսության մեջ՝ սուպերֆոսֆատ ստանալու համար (տես նաև ՖՈՍՖՈՐ), հում նավթի վերամշակման համար մինչև շտկման փուլը, պոլիմերային տեխնոլոգիայի, ներկանյութերի, դեղագործական արդյունաբերության և շատ այլ ոլորտներում։ Արդյունաբերական տեսանկյունից ծծմբաթթուն ամենակարևոր անօրգանական միացությունն է։ Քալկոգենների օքսոաթթուները ներկայացված են աղյուսակում: 7-րդ դար Հարկ է նշել, որ որոշ թթուներ գոյություն ունեն միայն լուծույթում, մյուսները՝ միայն աղերի տեսքով։
Ի թիվս այլ ծծմբի օքսոթթուների, արդյունաբերության մեջ կարևոր տեղ է զբաղեցնում H2SO3 ծծմբաթթուն, թույլ թթու, որը ձևավորվում է SO2-ի ջրում լուծվելիս և գոյություն ունի միայն ջրային լուծույթներում։ Նրա աղերը բավականին կայուն են։ Թթունն ու դրա աղերը նվազեցնող նյութեր են և օգտագործվում են որպես «հակաքլորացնողներ»՝ սպիտակեցնող նյութերից ավելորդ քլորը հեռացնելու համար: Թիոսուլֆուրական թթուն և դրա աղերը օգտագործվում են լուսանկարչության մեջ՝ լուսանկարչական թաղանթից ավելցուկ չազդած AgBr-ը հեռացնելու համար՝ AgBr + S2O32 []+ Br
Թիոսուլֆուրաթթվի նատրիումի աղի «նատրիումի հիպոսուլֆիտ» անվանումը ցավալի է, ճիշտ անվանումը «թիոսուլֆատ» արտացոլում է այս թթվի կառուցվածքային հարաբերությունը ծծմբաթթվի հետ, որի դեպքում չհիդրացված թթվածնի մեկ ատոմը փոխարինվում է ծծմբի ատոմով (« թիո»): Պոլիթիոնաթթուները միացությունների հետաքրքիր դաս են, որոնցում ձևավորվում է ծծմբի ատոմների շղթա, որը գտնվում է երկու SO3 խմբերի միջև։ Շատ տվյալներ կան H2S2O6 ածանցյալների վերաբերյալ, սակայն պոլիթիոնաթթուները կարող են պարունակել նաև մեծ քանակությամբ ծծմբի ատոմներ։ Պերօքսոաթթուները կարևոր են ոչ միայն որպես օքսիդացնող նյութեր, այլև որպես միջանկյալ նյութեր ջրածնի պերօքսիդի արտադրության համար: Պերօքսիդծծմբաթթուն ստացվում է սառը պայմաններում HSO4 իոնի էլեկտրոլիտիկ օքսիդացումից։ Պերօքսոսծմբային թթուն առաջանում է պերօքսոդծծմբաթթվի հիդրոլիզից՝ 2HSO4 -> H2S2O8 + 2e.
H2S2O8 + H2O -> H2SO5 + H2SO4 Սելենի և թելուրի թթուների տիրույթը զգալիորեն փոքր է։ Սելենաթթու H2SeO3 ստացվում է SeO2 լուծույթից ջրի գոլորշիացման արդյունքում: Այն օքսիդացնող նյութ է, ի տարբերություն ծծմբաթթվի H2SO3 (վերականգնող նյութ), և հեշտությամբ օքսիդացնում է հալոգենիդները՝ դառնալով հալոգեններ։ Սելենի 4s2 էլեկտրոնային զույգը ոչ ակտիվորեն մասնակցում է կապի ձևավորմանը (իներտ զույգի էֆեկտը, տես վերևում ծծմբի ռեակտիվության մասին բաժնում), և, հետևաբար, սելենը հեշտությամբ անցնում է տարրական վիճակի: Նույն պատճառով սելենաթթուն հեշտությամբ քայքայվում է՝ առաջացնելով H2SeO3 և Se։ Te ատոմն ունի ավելի մեծ շառավիղ և, հետևաբար, անարդյունավետ է կրկնակի կապեր ձևավորելու համար: Հետեւաբար, տելուրաթթուն գոյություն չունի իր սովորական տեսքով:
և 6 հիդրոքսո խմբերը կոորդինացվում են տելուրիումով՝ ձևավորելով H6TeO6 կամ Te(OH)6:
Օքսոհալիդներ.Օքսոաթթուները և քալկոգենի օքսիդները փոխազդում են հալոգենների և PX5-ի հետ՝ առաջացնելով MOX2 և MO2X2 բաղադրությամբ օքսոհալիդներ։ Օրինակ, SO2-ը փոխազդում է PCl5-ի հետ՝ ձևավորելով SOCl2 (թիոնիլքլորիդ).
PCl5 + SO2 -> POCl3 + SOCl2
SOCl2-ի և SbF3-ի փոխազդեցությունից առաջանում է համապատասխան ֆտորիդ SOF2, իսկ SOCl2-ից և HBr-ից՝ թիոնիլբրոմիդ SOBr2-ը։ Ծծմբի քլորիդ SO2Cl2-ը ստացվում է SO2-ի քլորով քլորացնելուց (կամֆորի առկայությամբ), նմանապես ստացվում է ծծմբի ֆտորիդ SO2F2: Քլորոֆտորիդ SO2ClF-ն առաջանում է SO2Cl2, SbF3 և SbCl3-ից։ Քլորոսուլֆոնաթթու HOSO2Cl ստացվում է ծծմբական թթվի միջով քլորն անցկացնելով: Նմանատիպ ձևով ձևավորվում է նաև ֆտորոսուլֆոնիկ թթու: Հայտնի են նաև սելենի օքսոհալիդներ SeOCl2, SeOF2, SeOBr2։
Ազոտ և ծծումբ պարունակող միացություններ.Ծծումբը ազոտի հետ ձևավորում է տարբեր միացություններ, որոնցից շատերը քիչ են ուսումնասիրված։ Երբ S2Cl2-ը մշակվում է ամոնիակով, ձևավորվում են N4S4 (տետրասծմբի տետրանիտրիդ), S7HN (ծծմբի հեպտասիմիդ) և այլ միացություններ։ S7HN մոլեկուլները կառուցված են ցիկլային S8 մոլեկուլի նման, որում ծծմբի մեկ ատոմը փոխարինվում է ազոտով։ N4S4-ը ձևավորվում է նաև ծծմբից և ամոնիակից։ Անագի և աղաթթվի ազդեցությամբ այն վերածվում է տետրասծմբի տետրամիդի S4N4H4-ի։ Ազոտի մեկ այլ ածանցյալ՝ սուլֆամաթթուն NH2SO3H, ունի արդյունաբերական նշանակություն, այն սպիտակ, ոչ հիգրոսկոպիկ բյուրեղային նյութ է։ Այն ստացվում է միզանյութի կամ ամոնիակի փոխազդեցությամբ ծծմբաթթվի հետ: Այս թթուն իր ուժով մոտ է ծծմբաթթուն: Դրա ամոնիումի աղը NH4SO3NH2 օգտագործվում է որպես հրդեհի արգելակիչ, իսկ ալկալիական մետաղների աղերը՝ որպես թունաքիմիկատներ։
Պոլոնիում.Չնայած պոլոնիումի սահմանափակ քանակին, VIA ենթախմբի այս վերջին տարրի քիմիան համեմատաբար լավ է ընկալվում նրա ռադիոակտիվ հատկության շնորհիվ (սովորաբար քիմիական ռեակցիաներում այն խառնվում է թելուրի հետ՝ որպես կրող կամ ուղեկցող ռեագենտ)։ Ամենակայուն 210Po իզոտոպի կիսամյակը ընդամենը 138,7 օր է, ուստի այն ուսումնասիրելու դժվարությունները հասկանալի են։ 1 գ Po ստանալու համար անհրաժեշտ է մշակել ավելի քան 11,3 տոննա ուրանի խեժ։ 210Po-ն կարող է առաջանալ 209Bi-ի նեյտրոնային ռմբակոծմամբ, որը սկզբում վերածվում է 210Bi-ի, այնուհետև դուրս է մղում b մասնիկը և ձևավորում 210Po: Ըստ երևույթին, պոլոնիումը ցուցադրում է նույն օքսիդացման վիճակները, ինչ մյուս քալկոգենները: Սինթեզվել են պոլոնիումի հիդրիդ H2Po և օքսիդ PoO2, հայտնի են II և IV օքսիդացման վիճակներով աղեր։ Ըստ երևույթին, PoO3 գոյություն չունի:
Collier's Encyclopedia. - Բաց հասարակություն. 2000 .
Տեսեք, թե ինչ են «CHALCOGENS»-ը այլ բառարաններում.
ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐ, պարբերական համակարգի VI խմբի քիմիական տարրեր՝ թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր։ Ավելի էլեկտրադրական քիմիական տարրերով քալկոգենների միացություններ քալկոգենիդներ (օքսիդներ, սուլֆիդներ, սելենիդներ, տելուրիդներ) ... Ժամանակակից հանրագիտարան
Պարբերական աղյուսակի VI խմբի քիմիական տարրեր թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան
Խումբ → 16 ↓ Ժամանակահատված 2 8 Թթվածին ... Վիքիպեդիա
Պարբերական համակարգի VI խմբի քիմիական տարրերը՝ թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր։ * * * ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐ ՔԱԼԿՈԳԵՆՆԵՐ, Պարբերական աղյուսակի VI խմբի քիմիական տարրեր թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր... Հանրագիտարանային բառարան
քալկոգեններ- chalkogenai statusas T sritis chemija apibrėžtis S, Se, Te, (Po). ատիտիկմենիս՝ անգլ. chalcogens rus. քալկոգեններ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Քիմ. տարրեր VIa գր. պարբերական համակարգեր՝ թթվածին O, ծծումբ S, սելեն Se, տելուրիում Te, պոլոնիում Po. Արտաք. X ատոմների էլեկտրոնային թաղանթն ունի s2p4 կոնֆիգուրացիա։ Աճող հետ. n. Կովալենտային և իոնային X շառավիղները մեծանում են, էներգիան նվազում է... ... Քիմիական հանրագիտարան
Օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ –2. H 2 Se և H 2 Te անգույն գազեր են՝ զզվելի հոտով, ջրի մեջ լուծելի։ H 2 O - H 2 S - H 2 Se - H 2 Te շարքում մոլեկուլների կայունությունը նվազում է, հետևաբար, ջրային լուծույթներում H 2 Se և H 2 Te իրենց պահում են որպես հիդրոսուլֆիդային թթուից ուժեղ երկհիմն թթուներ: Դրանք կազմում են աղեր՝ սելենիդներ և թելուրիդներ։ Թելուրը և ջրածնի սելենիդը, ինչպես նաև դրանց աղերը չափազանց թունավոր են։ Սելենիդը և տելուրիդները ունեն սուլֆիդների նման հատկություններ։ Դրանցից առանձնանում են հիմնային (K 2 Se, K 2 Te), ամֆոտերային (Al 2 Se 3, Al 2 Te 3) և թթվային միացություններ (CSe 2, CTe 2)։
Na 2 Se + H 2 O NaHSe + NaOH; CSe 2 + 3H 2 O = H 2 CO 3 + 2H 2 Se
Սելենիդների և թելուրիդների մեծ խումբը կիսահաղորդիչներ են։ Առավել լայնորեն կիրառվում են ցինկի ենթախմբի տարրերի սելենիդները և տելուրիդները։
+4 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ.Սելենի (IV) և թելուրի (IV) օքսիդները առաջանում են պարզ նյութերի թթվածնով օքսիդացումից և պինդ պոլիմերային միացություններ են։ Բնորոշ թթու օքսիդներ. Սելենի (IV) օքսիդը լուծվում է ջրում՝ առաջացնելով սելենաթթու, որը, ի տարբերություն H 2 SO 3-ի, մեկուսացված է ազատ վիճակում և պինդ է։
SeO 2 + H 2 O = H 2 SeO 3
Թելուրիումի (IV) օքսիդը ջրում անլուծելի է, բայց փոխազդում է ալկալիների ջրային լուծույթների հետ՝ առաջացնելով տելուրիտներ։
TeO 2 + 2NaOH = Na 2 TeO 3
H 2 TeO 3-ը հակված է պոլիմերացման, հետևաբար, երբ թթուները գործում են տելուրիտների վրա, արտազատվում է TeO 2 nH 2 O փոփոխական կազմի նստվածք:
SeO 2 և TeO 2-ն ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են՝ համեմատած SO 2-ի հետ.
2SO 2 + SeO 2 = Se + 2SO 3
+6 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ. Սելենի (VI) օքսիդը սպիտակ պինդ է (mp 118,5 ºС, քայքայվում է > 185 ºС), որը հայտնի է ապակյա և ասբեստի նման ձևափոխություններով: Սելենատների վրա SO 3-ի ազդեցությամբ ստացված.
K 2 SeO 4 + SO 3 = SeO 3 + K 2 SO 4
Թելուրիումի (VI) օքսիդը նույնպես ունի երկու փոփոխություն՝ նարնջագույն և դեղին։ Պատրաստված է օրթոտելուրաթթվի ջրազրկմամբ.
H 6 TeO 6 = TeO 3 + 3H 2 O
Սելենի (VI) և թելուրի (VI) օքսիդները բնորոշ թթվային օքսիդներ են։ SeO 3-ը լուծվում է ջրում՝ առաջացնելով սելենաթթու - H 2 SeO 4: Սելենաթթուն սպիտակ բյուրեղային նյութ է, ջրային լուծույթներում ուժեղ թթու է (K 1 = 1·10 3, K 2 = 1,2·10 -2), ածանցյալ օրգանական միացություններ, ուժեղ օքսիդացնող նյութ։
H 2 Se +6 O 4 + 2HCl -1 = H 2 Se +4 O 3 + Cl 2 0 + H 2 O
Աղեր - բարիումի և կապարի սելենատները ջրի մեջ չեն լուծվում:
TeO 3-ը գործնականում չի լուծվում ջրում, սակայն փոխազդում է ալկալիների ջրային լուծույթների հետ՝ առաջացնելով տելուրաթթվի աղեր՝ տելուրատներ։
TeO 3 + 2NaOH = Na 2 TeO 4 + H 2 O
Երբ տելուրատների լուծույթները ենթարկվում են աղաթթվին, օրթոտելուրային թթուն ազատվում է` H 6 TeO 6 - սպիտակ բյուրեղային նյութ, որը շատ լուծելի է տաք ջրում: H 6 TeO 6-ը ջրազրկելով՝ կարելի է ստանալ թելուրաթթու։ Տելուրաթթուն շատ թույլ է, K1 = 2·10 -8, K2 = 5·10 -11:
Na 2 TeO 4 + 2HCl + 2H 2 O = H 6 TeO 6 + 2NaCl; H 6 TeO 6 ¾® H 2 TeO 4 + 2H 2 O:
Սելենի միացությունները թունավոր են բույսերի և կենդանիների համար, տելուրիումի միացությունները շատ ավելի քիչ թունավոր են: Սելենիումի և թելուրի միացություններով թունավորումն ուղեկցվում է տուժածի մոտ մշտական նողկալի հոտի ի հայտ գալով։
Գրականություն՝ էջ. 359 - 383, էջ. 425 - 435, էջ. 297 - 328 թթ
