Սելենի և թելուրի օքսիդի մոլեկուլների կառուցվածքը: Համառոտ. Թթվածնի քիմիական բնութագրում

սլայդ 12

Քիմիական հատկություններ

Ծծումբն այրվում է օդում՝ առաջացնելով ծծմբի երկօքսիդ՝ սուր հոտով անգույն գազ՝ S + O2 → SO2

սլայդ 13

Ծծմբի հալոցքը փոխազդում է քլորի հետ, և հնարավոր է երկու ցածր քլորիդների առաջացում՝ 2S + Cl2 → S2Cl2 S + Cl2 → SCl2։ Տաքանալիս ծծումբը փոխազդում է նաև ֆոսֆորի հետ՝ առաջացնելով ֆոսֆորի սուլֆիդների խառնուրդ, որոնց թվում է ավելի բարձր սուլֆիդը՝ P2S5։ 5S + 2P → P2S2 Բացի այդ, երբ տաքացվում է, ծծումբը փոխազդում է ջրածնի, ածխածնի, սիլիցիումի հետ՝ S + H2 → H2S (ջրածնի սուլֆիդ) C + 2S → CS2 (ածխածնի դիսուլֆիդ)

Սլայդ 14

Բարդ նյութերից առաջին հերթին պետք է նշել ծծմբի ռեակցիան հալած ալկալիի հետ, որի դեպքում ծծումբը անհամաչափ է քլորի հետ՝ 3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O Ծծումբը խտացված օքսիդացնող թթուների հետ արձագանքում է միայն երկարատև տաքացման ժամանակ. 6HNO3 (համակցված) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O S+ 2 H2SO4 (համակցված) → 3SO2 + 2H2O

սլայդ 15

100–160°C-ում օքսիդանում է ջրով.Te+2H2O= TeO2+2H2 Ալկալային լուծույթներում եփելիս թելուրը անհամաչափ է առաջացնելով տելուրիդ և տելուրիտ՝ 8Te+6KOH=2K2Te+ K2TeO3+3H2O։

սլայդ 16

Նոսրած HNO3-ը օքսիդացնում է Te-ն մինչև H2TeO3 թթու՝ 3Te+4HNO3+H2O=3H2TeO3+4NO: Ուժեղ օքսիդիչները (HClO3, KMnO4) օքսիդացնում են Te-ն՝ դառնալով թույլ տելուրաթթու H6TeO6՝ Te+HClO3+3H2O=HCl+H6TeO6։ Թելուրիումի միացությունները (+2) անկայուն են և հակված են անհամաչափության՝ 2TeCl2=TeCl4+Te։

Սլայդ 17

Օդում տաքացնելիս այն այրվում է՝ առաջացնելով անգույն բյուրեղային SeO2՝ Se + O2 = SeO2: Այն փոխազդում է ջրի հետ տաքացնելիս՝ 3Se + 3H2O = 2H2Se + H2SeO3: Սելենը արձագանքում է ազոտաթթվի հետ տաքացնելիս առաջացնելով սելենաթթու H2SeO3՝ 3Se + 4HNO3 + H2O = 3H2SeO3 + 4NO:

Սլայդ 18

Ալկալային լուծույթներում եռալիս սելենը անհամաչափ է՝ 3Se + 6KOH = K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O: Եթե ​​սելենը եփում են ալկալային լուծույթում, որի միջով անցնում է օդ կամ թթվածին, ապա առաջանում են պոլիսելենիդներ պարունակող կարմիր-շագանակագույն լուծույթներ՝ K2Se + 3Se = K2Se4:

Տարրերի պարբերական համակարգի VIA-խմբում D.I. Մենդելեևը ներառում է թթվածին, ծծումբ, սելեն, թելուր, պոլոնիում: Դրանցից առաջին չորսը ոչ մետաղական բնույթ ունեն։ Այս խմբի տարրերի ընդհանուր անվանումը քալկոգեններ,որը թարգմանված է հունարենից։ նշանակում է «հանքաքարեր առաջացնող»՝ նշելով դրանց առկայությունը բնության մեջ։

VIA խմբի տարրերի ատոմների վալենտային շերտի էլեկտրոնային բանաձևը.

Այս տարրերի ատոմներն ունեն 6 վալենտային էլեկտրոններ արտաքին էներգիայի մակարդակի s- և p ուղեծրերում։ Դրանցից երկու p-օրբիտալները կիսով չափ լցված են։

Թթվածնի ատոմը տարբերվում է այլ քալկոգենների ատոմներից ցածր d-ենթամակարդակի բացակայությամբ։ Հետևաբար, թթվածինը, որպես կանոն, ունակ է միայն երկու կապ ստեղծել այլ տարրերի ատոմների հետ։ Այնուամենայնիվ, որոշ դեպքերում արտաքին էներգիայի մակարդակում էլեկտրոնների միայնակ զույգերի առկայությունը թույլ է տալիս թթվածնի ատոմին դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով լրացուցիչ կապեր ձևավորել:

Այլ քալկոգենների ատոմների դեպքում, երբ էներգիան մատակարարվում է դրսից, չզույգված էլեկտրոնների թիվը կարող է մեծանալ s- և p-էլեկտրոնների d-ենթամակարդակին անցնելու արդյունքում: Հետևաբար, ծծմբի և այլ քալկոգենների ատոմներն ունակ են այլ տարրերի ատոմների հետ ձևավորել ոչ միայն 2, այլև 4 և 6 կապ։ Օրինակ, ծծմբի ատոմի հուզված վիճակում արտաքին էներգիայի մակարդակի էլեկտրոնները կարող են ձեռք բերել էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 3s 2 3p 3 3d 1 և 3s 1 3p 3 3d 2:

Կախված էլեկտրոնային թաղանթի վիճակից՝ առաջանում են տարբեր օքսիդացման վիճակներ (CO): Մետաղների և ջրածնի հետ միացություններում այս խմբի տարրերը ցուցադրում են CO = -2: Թթվածնով և ոչ մետաղներով միացություններում ծծումբը, սելենը և թելուրը կարող են ունենալ CO = +4 և CO = +6: Որոշ միացություններում նրանք ցուցադրում են CO = +2:

Էլեկտրաբացասականությամբ թթվածինը զիջում է միայն ֆտորին: F 2 O ֆտորօքսիդում թթվածնի օքսիդացման վիճակը դրական է և հավասար է +2-ի: Այլ տարրերի հետ միացություններում թթվածինը սովորաբար ցուցադրում է -2 օքսիդացման աստիճան, բացառությամբ ջրածնի պերօքսիդի H 2 O 2-ի և նրա ածանցյալների, որոնցում թթվածինն ունի -1 օքսիդացման աստիճան: Կենդանի օրգանիզմներում թթվածինը, ծծումբը և սելենը կենսամոլեկուլների մասն են կազմում -2 օքսիդացման վիճակում։

O - S - Se-Te - Po շարքում ավելանում են ատոմների և իոնների շառավիղները։ Համապատասխանաբար, իոնացման էներգիան և հարաբերական էլեկտրաբացասականությունը բնականաբար նվազում են նույն ուղղությամբ։

VIA խմբի տարրերի սերիական թվի ավելացմամբ չեզոք ատոմների օքսիդատիվ ակտիվությունը նվազում է և բացասական իոնների նվազող ակտիվությունը մեծանում է։ Այս ամենը հանգեցնում է քալկոգենների ոչ մետաղական հատկությունների թուլացմանը թթվածնից թելուրում անցնելու ժամանակ։

Քալկոգենների ատոմային թվի աճով ավելանում են բնորոշ կոորդինացիոն թվերը։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ չորրորդ շրջանի p-տարրերից հինգերորդ և վեցերորդ շրջանի p-տարրերին անցման ժամանակ դ. - և նույնիսկ f-orbitals. Այսպիսով, եթե ծծմբի և սելենի համար առավել բնորոշ կոորդինացիոն թվերն են 3-ը և 4-ը, ապա թելուրիումի համար՝ 6 և նույնիսկ 8:

Նորմալ պայմաններում VIA խմբի տարրերի H 2 E ջրածնային միացությունները, բացառությամբ ջրի, շատ տհաճ հոտով գազեր են։ Այս միացությունների թերմոդինամիկական կայունությունը նվազում է ջրից մինչև ջրածնի տելուրիդ H 2 Te: Ջրային լուծույթներում նրանք ցույց են տալիս մի փոքր թթվային հատկություններ: H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te շարքում թթուների ուժը մեծանում է։

Դա պայմանավորված է E 2- իոնների շառավիղների մեծացմամբ և E-N կապերի համապատասխան թուլացմամբ։ Նույն ուղղությամբ մեծանում է H 2 E-ի նվազեցնող ունակությունը։

Ծծումբը, սելենը, թելուրը կազմում են թթվային օքսիդների երկու շարք՝ EO 2 և EO 3: Դրանք համապատասխանում են H 2 EO 3 և H 2 EO 4 բաղադրության թթվային հիդրօքսիդներին: Թթուները H 2 EO 3 ազատ վիճակում անկայուն են։ Այս թթուների աղերը և թթուներն իրենք են ցուցադրում ռեդոքսային երկակիություն, քանի որ S, Se և Te տարրերը այս միացություններում ունեն +4 միջանկյալ օքսիդացման աստիճան:

H 2 EO 4 բաղադրության թթուներն ավելի կայուն են և ռեակցիաներում իրենց օքսիդացնող նյութերի նման են պահում (տարրի ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը +6 է)։

Թթվածնային միացությունների քիմիական հատկությունները.Թթվածինը երկրակեղևի ամենատարածված տարրն է (49,4%)։ Թթվածնի բարձր պարունակությունը և բարձր քիմիական ակտիվությունը որոշում են Երկրի տարրերի մեծ մասի գոյության գերակշռող ձևը թթվածին պարունակող միացությունների տեսքով։ Թթվածինը բոլոր կենսական օրգանական նյութերի մի մասն է՝ սպիտակուցներ, ճարպեր, ածխաջրեր։

Բազմաթիվ չափազանց կարևոր կենսական գործընթացներ, ինչպիսիք են շնչառությունը, ամինաթթուների, ճարպերի և ածխաջրերի օքսիդացումը, անհնար են առանց թթվածնի: Միայն մի քանի բույսեր, որոնք կոչվում են անաէրոբ, կարող են գոյատևել առանց թթվածնի:

Բարձրակարգ կենդանիների մոտ (նկ. 8.7) թթվածինը մտնում է արյուն, միանում հեմոգլոբինին` ձևավորելով հեշտությամբ տարանջատվող միացություն օքսիհեմոգլոբին: Արյան հոսքով այս միացությունը մտնում է տարբեր օրգանների մազանոթներ։ Այստեղ թթվածինը պառակտվում է հեմոգլոբինից և ցրվում մազանոթների պատերի միջով դեպի հյուսվածքներ։ Հեմոգլոբինի և թթվածնի միջև կապը փխրուն է և իրականացվում է Fe 2+ իոնի հետ դոնոր-ընդունիչ փոխազդեցության շնորհիվ:

Հանգստի ժամանակ մարդը ժամում ներշնչում է մոտ 0,5 մ 3 օդ: Բայց օդի հետ ներշնչվող թթվածնի միայն 1/5-ն է պահվում օրգանիզմում։ Այնուամենայնիվ, արյան մեջ բարձր կոնցենտրացիան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է թթվածնի ավելցուկ (4/5): Սա, Ֆիկի օրենքի համաձայն, ապահովում է թթվածնի տարածման բավարար արագություն մազանոթների պատերի միջով: Այսպիսով, մարդն իրականում օրական օգտագործում է մոտ 0,1 մ 3 թթվածին։

Թթվածինը սպառվում է հյուսվածքներում։ տարբեր նյութերի օքսիդացման համար. Այս ռեակցիաները, ի վերջո, հանգեցնում են ածխածնի երկօքսիդի, ջրի և էներգիայի պահպանման ձևավորմանը:

Թթվածինը սպառվում է ոչ միայն շնչառության, այլև բույսերի և կենդանիների մնացորդների քայքայման ժամանակ։ Բարդ օրգանական նյութերի քայքայման գործընթացի արդյունքում առաջանում են դրանց օքսիդացման արգասիքները՝ CO 2, H 2 O և այլն։ Բույսերում տեղի է ունենում թթվածնի վերածնում։

Այսպիսով, բնության մեջ թթվածնի ցիկլի արդյունքում պահպանվում է նրա մշտական ​​պարունակությունը մթնոլորտում։ Բնականաբար, թթվածնի ցիկլը բնության մեջ սերտորեն կապված է ածխածնի ցիկլի հետ (նկ. 8.8):

Թթվածին տարրը գոյություն ունի երկու պարզ նյութերի տեսքով (ալոտրոպային փոփոխություններ). երկթթվածին(թթվածին) O 2 և եռաթթվածին(օզոն) O 3. Մթնոլորտում գրեթե ամբողջ թթվածինը պարունակվում է O 2 թթվածնի տեսքով, մինչդեռ օզոնի պարունակությունը շատ փոքր է։ Օզոնի առավելագույն ծավալային բաժինը 22 կմ բարձրության վրա կազմում է ընդամենը 10 -6%:

O 2 թթվածնի մոլեկուլը այլ նյութերի բացակայության դեպքում շատ կայուն է։ Մոլեկուլում երկու չզույգված էլեկտրոնի առկայությունը որոշում է նրա բարձր ռեակտիվությունը։ Թթվածինը ամենաակտիվ ոչ մետաղներից մեկն է։ Պարզ նյութերի մեծ մասի հետ այն ուղղակիորեն արձագանքում է՝ առաջացնելով օքսիդներ E x O y Նրանցում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը -2 է: Ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքի փոփոխությանը համապատասխան՝ քիմիական կապի բնույթը, հետևաբար՝ տարրերի համակարգի ժամանակաշրջաններում և խմբերում օքսիդների կառուցվածքն ու հատկությունները պարբերաբար փոխվում են։ Այսպիսով, Li 2 O-BeO-B 2 O 3 -CO 2 -N 2 O 5 երկրորդ շրջանի տարրերի մի շարք օքսիդներում աստիճանաբար նվազում է E-O քիմիական կապի բևեռականությունը I խմբից մինչև V խումբ։ Դրան համապատասխան թուլանում են հիմնական հատկությունները և ուժեղանում են թթվային հատկությունները. Li 2 O-ն տիպիկ հիմնային օքսիդ է, BeO-ն ամֆոտերիկ է, իսկ B 2 O 3, CO 2 և N 2 O 5 թթվային օքսիդներ են։ Թթու-բազային հատկությունները փոխվում են նույն կերպ մյուս ժամանակաշրջաններում:

Հիմնական ենթախմբերում (A-խմբեր) տարրի հերթական թվի աճով սովորաբար մեծանում է E-O կապի իոնականությունը օքսիդներում։

Համապատասխանաբար մեծանում են Li-Na-K-Rb-Cs խմբի և այլ A-խմբերի օքսիդների հիմնական հատկությունները։

Օքսիդների հատկությունները, կապված քիմիական կապի բնույթի փոփոխության հետ, տարրի ատոմի միջուկի լիցքի պարբերական ֆունկցիան են։ Դրա մասին են վկայում, օրինակ, հալման ջերմաստիճանի ժամանակաշրջանների և խմբերի փոփոխությունը, օքսիդի առաջացման էթալպիաները՝ կախված միջուկի լիցքից։

E-OH կապի բևեռականությունը E(OH) n հիդրօքսիդներում և, հետևաբար, հիդրօքսիդների հատկությունները բնականաբար փոխվում են՝ ըստ տարրերի համակարգի խմբերի և ժամանակաշրջանների։

Օրինակ, IA-, IIA- և IIIA- խմբերում վերևից ներքև իոնների շառավիղների աճով, E-OH կապի բևեռականությունը մեծանում է: Արդյունքում իոնացումը E-OH → E + + OH - ավելի հեշտ է ջրում։ Համապատասխանաբար, հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները բարելավվում են: Այսպիսով, IA խմբում ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդների հիմնական հատկությունները ուժեղացված են Li-Na-K-Rb-Cs շարքում:

Ձախից աջ ժամանակահատվածներում, իոնային շառավիղների նվազման և իոնային լիցքի ավելացման հետ, E-OH կապի բևեռականությունը նվազում է։ Արդյունքում EON ⇄ EO - + H + իոնացումն ավելի հեշտ է ջրում։ Համապատասխանաբար, այս ուղղությամբ ուժեղանում են թթվային հատկությունները: Այսպիսով, հինգերորդ շրջանում հիդրօքսիդները RbOH և Sr(OH) 2 հիմքեր են, In(OH) 3 և Sn(OH) 4 ամֆոտերային միացություններ են, իսկ H և H 6 TeO 6 թթուները:

Երկրի վրա ամենատարածված օքսիդը ջրածնի օքսիդն է կամ ջուրը: Բավական է ասել, որ այն կազմում է ցանկացած կենդանի էակի զանգվածի 50-99%-ը։ Մարդու մարմինը պարունակում է 70-80% ջուր։ Կյանքի 70 տարվա ընթացքում մարդը խմում է մոտ 25000 կգ ջուր։

Իր կառուցվածքի շնորհիվ ջուրն ունի յուրահատուկ հատկություններ։ Կենդանի օրգանիզմում այն ​​օրգանական և անօրգանական միացությունների լուծիչ է, մասնակցում է լուծված նյութերի մոլեկուլների իոնացման գործընթացներին։ Ջուրը ոչ միայն այն միջավայրն է, որում տեղի են ունենում կենսաքիմիական ռեակցիաներ, այլև ակտիվորեն մասնակցում է հիդրոլիտիկ գործընթացներին։

Թթվածնի ձևավորման ունակությունը թթվածինհամալիրներ տարբեր նյութերով. Նախկինում դիտարկվել են O 2 թթվածինային համալիրների օրինակներ մետաղական իոններով՝ թթվածնի կրիչներ կենդանի օրգանիզմներում՝ օքսիհեմոգլոբին և օքսիհեմոցիանին.

HbFe 2 + + O 2 → HbFe 2+ ∙O 2

HcCu 2+ + O 2 → HcCu 2+ ∙O 2

որտեղ Hb-ը հեմոգլոբին է, Hc-ը՝ հեմոցիանին:

Ունենալով երկու միայնակ զույգ էլեկտրոններ, թթվածինը հանդես է գալիս որպես դոնոր մետաղական իոնների հետ այս կոորդինացիոն միացություններում: Այլ միացություններում թթվածինը ձևավորում է տարբեր ջրածնային կապեր։

Ներկայումս մեծ ուշադրություն է դարձվում անցումային մետաղների թթվածնային կոմպլեքսների պատրաստմանը, որոնք կարող են կատարել համապատասխան կենսաօրգանական բարդ միացությունների գործառույթները։ Այս համալիրների ներքին համակարգման ոլորտի կազմը նման է բնական ակտիվ կենտրոններին։ Մասնավորապես, ամինաթթուների և որոշ այլ լիգանդների հետ կոբալտի համալիրները խոստումնալից են տարերային թթվածին հետադարձելիորեն ավելացնելու և նվիրաբերելու իրենց ունակության առումով: Այս միացությունները, որոշ չափով, կարելի է դիտարկել որպես հեմոգլոբինի փոխարինիչներ։

Թթվածնի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներից է օզոն Մոտ 3. Իր հատկություններով օզոնը շատ է տարբերվում O 2 թթվածնից. այն ունի ավելի բարձր հալման և եռման կետեր և ունի սուր հոտ (այստեղից էլ նրա անվանումը):

Թթվածնից օզոնի առաջացումը ուղեկցվում է էներգիայի կլանմամբ.

3O 2 ⇄2O 3,

Օզոնն առաջանում է թթվածնի մեջ էլեկտրական լիցքաթափման ազդեցությամբ։ Օզոնը ձևավորվում է O 2-ից և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ: Ուստի մանրէասպան և ֆիզիոթերապևտիկ ուլտրամանուշակագույն լամպերի շահագործման ժամանակ զգացվում է օզոնի հոտ։

Օզոնը ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութն է։ Օքսիդացնում է մետաղները, բուռն արձագանքում օրգանական նյութերի հետ, ցածր ջերմաստիճանում օքսիդացնում է միացությունները, որոնց հետ թթվածինը չի փոխազդում.

O 3 + 2Ag \u003d Ag 2 O + O 2

PbS + 4O 3 \u003d PbSO 4 + 4O 2

Հայտնի որակական ռեակցիա.

2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2

Օրգանական նյութերի վրա օզոնի օքսիդատիվ ազդեցությունը կապված է ռադիկալների ձևավորման հետ.

RN + O 3 → RO 2 ∙ + Օհ ∙

Ռադիկալները սկսում են արմատական ​​շղթայական ռեակցիաներ կենսաօրգանական մոլեկուլների՝ լիպիդների, սպիտակուցների, ԴՆԹ-ի հետ: Այս ռեակցիաները հանգեցնում են բջիջների վնասման և մահվան: Մասնավորապես, օզոնը սպանում է օդում և ջրում հայտնաբերված միկրոօրգանիզմներին: Սա խմելու ջրի և լողավազանների ջրի ստերիլիզացման համար օզոնի օգտագործման հիմքն է:

Ծծմբի միացությունների քիմիական հատկությունները.Ծծումբն իր հատկություններով նման է թթվածին: Բայց ի տարբերություն նրա, այն միացություններում ցուցադրում է ոչ միայն օքսիդացման աստիճանը -2, այլև դրական +2, +4 և +6 օքսիդացման վիճակները։ Ծծմբի, ինչպես նաև թթվածնի համար հատկանշական է ալոտրոպիան՝ մի քանի տարրական նյութերի առկայություն՝ ռոմբիկ, մոնոկլինիկ, պլաստիկ ծծումբ։ Թթվածնի համեմատ ցածր էլեկտրաբացասականության պատճառով ծծմբի մեջ ջրածնային կապեր ստեղծելու ունակությունն ավելի քիչ է արտահայտված։ Ծծումբը բնութագրվում է կայուն պոլիմերային հոմոշղթաների ձևավորմամբ, որոնք ունեն զիգզագաձև ձև:

Ծծմբի ատոմներից հոմոշղթաների առաջացումը բնորոշ է նաև նրա միացություններին, որոնք կենսաբանական էական դեր են խաղում կյանքի գործընթացներում։ Այսպիսով, ամինաթթվի՝ ցիստինի մոլեկուլներում կա դիսուլֆիդային կամուրջ -S-S-.

Այս ամինաթթուն կարևոր դեր է խաղում սպիտակուցների և պեպտիդների ձևավորման գործում: S-S դիսուլֆիդային կապի շնորհիվ պոլիպեպտիդային շղթաները կապված են միմյանց հետ (դիսուլֆիդային կամուրջ)։

Ծծումբը բնութագրվում է նաև ջրածնի սուլֆիդային (սուլֆիդիլ) թիոլ խմբի -SH ձևավորմամբ, որն առկա է ցիստեին ամինաթթվի, սպիտակուցների և ֆերմենտների մեջ։

Կենսաբանորեն կարևոր է ամինաթթու մեթիոնինը:

Կենդանի օրգանիզմներում մեթիլ խմբերի դոնորը S-ադենոսիլմեթիոնինը Ad-S-CH 3-ն է՝ մեթիոնինի ակտիվացված ձև, որում մեթիլ խումբը միացված է S-ի միջոցով ադենին Ad-ին: Մեթիոնինի մեթիլ խումբը կենսասինթեզի գործընթացներում փոխանցվում է RN մեթիլ խմբերի տարբեր ընդունողներին.

Ad-S-CH 3 + RN → Ad-SH + R-CH 3

Ծծումբը բավականին տարածված է Երկրի վրա (0,03%)։ Բնության մեջ առկա է սուլֆիդային (ZnS, HgS, PbS և այլն) և սուլֆատի (Na 2 SO 4 ∙10H 2 O, CaSO 4 ∙2H 2 O և այլն) միներալների տեսքով, ինչպես նաև մի. հայրենի պետություն. «Նստած ծծումբ» փոշին օգտագործվում է արտաքինից՝ քսուքների (5-10-20%) և փոշիների տեսքով մաշկային հիվանդությունների (սեբորեա, փսորիազ) բուժման համար։ Օրգանիզմում ձևավորվում են ծծմբի օքսիդացման արտադրանք՝ պոլիթիոնաթթուներ՝ H 2 S x O 6 ընդհանուր բանաձևով ( x = 3-6)

S + O 2 → H 2 S x O 6

Ծծումբը բավականին ակտիվ ոչ մետաղ է: Նույնիսկ թեթև տաքացման դեպքում այն ​​օքսիդացնում է շատ պարզ նյութեր, սակայն ինքնին հեշտությամբ օքսիդանում է թթվածնով և հալոգեններով (օքսիդացման կրկնակի օքսիդացում):

Օքսիդացման աստիճանը -2 ծծումբը ցույց է տալիս ջրածնի սուլֆիդում և դրա ածանցյալներում՝ սուլֆիդներում։

Ջրածնի սուլֆիդ (երկջրածնի սուլֆիդ)հաճախ հանդիպում բնության մեջ: Պարունակվում է այսպես կոչված ծծմբային հանքային ջրերում։ Անգույն գազ է՝ տհաճ հոտով։ Այն առաջանում է բույսերի և, մասնավորապես, կենդանական մնացորդների քայքայման ժամանակ՝ միկրոօրգանիզմների ազդեցության տակ։ Որոշ ֆոտոսինթետիկ բակտերիաներ, ինչպիսիք են կանաչ ծծմբի բակտերիաները, օգտագործում են երկջրածնի սուլֆիդը որպես ջրածնի դոնոր: Այս բակտերիաները, O 2 թթվածնի փոխարեն, արտանետում են տարրական ծծումբ՝ H 2 S-ի օքսիդացման արդյունք:

Երկջրածնի սուլֆիդը շատ թունավոր նյութ է, քանի որ այն ցիտոքրոմ օքսիդազի ֆերմենտի՝ ​​շնչառական շղթայում էլեկտրոնների կրիչի արգելակողն է։ Այն արգելափակում է էլեկտրոնների փոխանցումը ցիտոքրոմ օքսիդազից դեպի թթվածին O2:

H 2 S-ի ջրային լուծույթները տալիս են թույլ թթվային ռեակցիա՝ ըստ լակմուսի։ Իոնացումը տեղի է ունենում երկու փուլով.

H 2 S ⇄ H + + HS - (I փուլ)

HS - ⇄ H + + S 2- (II փուլ)

Ծծմբաթթուն շատ թույլ է։ Հետևաբար, իոնացումը երկրորդ փուլում ընթանում է միայն շատ նոսր լուծույթներում:

Ծծմբաթթվի աղերը կոչվում են սուլֆիդներ.Ջրում լուծելի են միայն ալկալային, հողալկալիական և ամոնիումի սուլֆիդները։ Թթվային աղեր - հիդրոսուլֆիդներ E + NS և E 2+ (HS) 2 - հայտնի են միայն ալկալային և հողալկալիական մետաղների համար:

Լինելով թույլ թթվի աղեր՝ սուլֆիդները ենթարկվում են հիդրոլիզի։ Բազմապատիկ լիցքավորված մետաղների կատիոնների (Al 3+, Cr 3 + և այլն) սուլֆիդների հիդրոլիզը հաճախ ավարտվում է, այն գործնականում անշրջելի է։

Սուլֆիդները, հատկապես ջրածնի սուլֆիդը, ուժեղ վերականգնող նյութեր են։ Կախված պայմաններից, դրանք կարող են օքսիդացվել S, SO 2 կամ H 2 SO 4:

2H 2 S + 3O 2 \u003d 2SO 2 + 2H 2 O (օդում)

2H 2 S + O 2 \u003d 2H 2 O + 2S (օդում)

3H 2 S + 4HClO 3 \u003d 3H 2 SO 4 + 4HCl (լուծույթի մեջ)

Ցիստեին HSCH 2 CH (NH 2) COOH և կարևոր մետաբոլիտ կոենզիմ A պարունակող որոշ սպիտակուցներ, որոնք ունեն ջրածնի սուլֆիդային (թիոլ) խմբեր -SH, մի շարք ռեակցիաներում վարվում են որպես կենսաօրգանական երկջրածնի սուլֆիդի ածանցյալներ: Ցիստեին պարունակող սպիտակուցները, ինչպես երկջրածնի սուլֆիդը, կարող են օքսիդացվել յոդով։ Թիոլային խմբերի օքսիդացման ժամանակ ձևավորված դիսուլֆիդային կամրջի օգնությամբ պոլիպեպտիդային շղթաների ցիստեինի մնացորդները կապում են այս շղթաները խաչաձև կապով (ձևավորվում է խաչաձև կապ):

Ծծումբ պարունակող E-SH շատ ֆերմենտներ անդառնալիորեն թունավորվում են ծանր մետաղների իոններով, ինչպիսիք են Cu 2+ կամ Ag+: Այս իոնները արգելափակում են թիոլային խմբերը՝ ձևավորելով մերկապտաններ՝ սուլֆիդների կենսաօրգանական անալոգներ.

E-SH + Ag + → E-S-Ag + H +

Արդյունքում ֆերմենտը կորցնում է իր ակտիվությունը։ Ag + իոնների կապը թիոլ խմբերի համար այնքան բարձր է, որ AgNO 3-ը կարող է օգտագործվել տիտրման միջոցով -SH խմբերը քանակականացնելու համար:

Ծծմբի (IV) օքսիդ SO 2-ը թթվային օքսիդ է: Այն ստացվում է թթվածնի մեջ տարրական ծծմբի այրման կամ պիրիտի FeS 2 այրման միջոցով.

S + O 2 \u003d SO 2

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

SO 2 - գազ խեղդող հոտով; շատ թունավոր. Երբ SO 2-ը լուծվում է ջրի մեջ, ծծմբաթթու H 2 SO 3. Սա միջին ուժի թթու է: Ծծմբաթթուն, լինելով երկհիմն, առաջացնում է երկու տեսակի աղեր՝ միջին - սուլֆիտներ(Na 2 SO 3, K 2 SO 3 և այլն) և թթվային - հիդրոսուլֆիտներ(NaHSO 3, KHSO 3 և այլն): Ջրում լուծելի են միայն E 2+ (HSO 3) 2 տիպի ալկալիական մետաղների աղերը և հիդրոսուլֆիտները, որտեղ E-ն տարբեր խմբերի տարրեր են։

Օքսիդ SO 2, թթու H 2 SO3 և դրա աղերը բնութագրվում են ռեդոքսային երկակիությամբ, քանի որ այս միացություններում ծծումբն ունի միջանկյալ +4 օքսիդացման աստիճան.

2Na 2 SO 3 + O 2 \u003d 2Na 2 SO 4

SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S ° + 2H 2 O

Այնուամենայնիվ, գերակշռում են ծծմբային միացությունների (IV) նվազեցնող հատկությունները: Այսպիսով, լուծույթներում սուլֆիտները օքսիդացվում են նույնիսկ օդի երկթթվածնով սենյակային ջերմաստիճանում:

Բարձրակարգ կենդանիների մոտ SO 2 օքսիդը հիմնականում գործում է որպես շնչառական ուղիների լորձաթաղանթի գրգռիչ: Այս գազը թունավոր է նաև բույսերի համար։ Արդյունաբերական տարածքներում, որտեղ այրվում է մեծ քանակությամբ ածուխ, որը պարունակում է փոքր քանակությամբ ծծմբային միացություններ, ծծմբի երկօքսիդը արտազատվում է մթնոլորտ: Տերևների խոնավության մեջ լուծարվելով՝ SO 2-ը ձևավորում է ծծմբաթթվի լուծույթ, որն իր հերթին օքսիդանում է մինչև H 2 SO 4 ծծմբաթթու.

SO 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 3

2H 2 SO 3 + O 2 \u003d 2H 2 SO 4

Մթնոլորտային խոնավությունը լուծված SO 2 և H 2 SO 4-ով հաճախ ընկնում է թթվային անձրևի տեսքով, ինչը հանգեցնում է բուսականության մահվան:

Երբ Na 2 SO 3 լուծույթը տաքացվում է ծծմբի փոշու հետ, նատրիումի թիոսուլֆատ.

Na 2 SO 3 + S \u003d Na 2 S 2 O 3

Լուծույթից առանձնանում է բյուրեղահիդրատ Na 2 S 2 O 3 ∙ 5H 2 O Նատրիումի թիոսուլֆատ՝ աղ. թիոսուլֆուրական թթու H 2 S 2 O 3.

Թիոսուլֆուրական թթուն շատ անկայուն է և քայքայվում է H 2 O, SO 2 և S: Նատրիումի թիոսուլֆատ Na 2 S 2 O 3 ∙5H 2 O օգտագործվում է բժշկական պրակտիկայում որպես հակատոքսիկ, հակաբորբոքային և զգայունացնող միջոց: Որպես հակատոքսիկ նյութ՝ նատրիումի թիոսուլֆատն օգտագործվում է սնդիկի, կապարի, հիդրոցյանաթթվի և դրա աղերի թունավորման համար։ Դեղամիջոցի գործողության մեխանիզմը ակնհայտորեն կապված է թիոսուլֆատ իոնի օքսիդացման հետ սուլֆիտի իոն և տարրական ծծումբ.

S 2 O 3 2- → SO 3 2- + S °

Կապարի և սնդիկի իոնները, որոնք օրգանիզմ են մտնում սննդի կամ օդի հետ միասին, ձևավորում են վատ լուծվող ոչ թունավոր սուլֆիտներ.

Pb 2+ + SO 3 2- = PbSO 3

Ցիանիդային իոնները փոխազդում են տարրական ծծմբի հետ՝ ձևավորելով ավելի քիչ թունավոր թիոցիանատներ.

СN - + S° = NСS -

Նատրիումի թիոսուլֆատը նույնպես օգտագործվում է քոսի բուժման համար: Լուծույթը մաշկի մեջ քսելուց հետո կատարվում է 6% HCl լուծույթի կրկնակի քսում։ HCl-ի հետ ռեակցիայի արդյունքում նատրիումի թիոսուլֆատը քայքայվում է ծծմբի և ծծմբի երկօքսիդի.

Na 2 S 2 O 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + SO 2 + S + H 2 O

որոնք վնասակար ազդեցություն են ունենում քոսի տիզերի վրա։

Օքսիդ ծծումբ (VI) SO 3-ը ցնդող հեղուկ է: Ջրի հետ փոխազդելիս SO 3-ը ձևավորում է ծծմբաթթու.

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Ծծմբաթթվի մոլեկուլների կառուցվածքը համապատասխանում է ծծմբին sp 3 -հիբրիդային վիճակ.

Ծծմբաթթուն ուժեղ երկհիմնական թթու է: Առաջին փուլում այն ​​գրեթե ամբողջությամբ իոնացված է.

H 2 SO 4 ⇄ H + + HSO 4 -,

Երկրորդ փուլում իոնացումը տեղի է ունենում ավելի փոքր չափով.

HSO 4 - ⇄ H + + SO 4 2-,

Խտացված ծծմբաթթուն ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Այն օքսիդացնում է մետաղները և ոչ մետաղները։ Սովորաբար, դրա կրճատման արտադրանքը SO 2 է, թեև կախված ռեակցիայի պայմաններից (մետաղների ակտիվություն, ջերմաստիճան, թթվի կոնցենտրացիան) կարելի է ստանալ այլ արտադրանքներ (S, H 2 S):

Լինելով երկհիմն թթու՝ H 2 SO 4-ը կազմում է երկու տեսակի աղ՝ միջին - սուլֆատներ(Na 2 SO 4 և այլն) և թթվային - հիդրոսուլֆատներ(NaHSO 4, KHSO 4 և այլն): Սուլֆատների մեծ մասը շատ լուծելի է ջրում:Բազմաթիվ սուլֆատներ ազատվում են լուծույթներից բյուրեղային հիդրատների տեսքով՝ FeSO 4 ∙7H 2 O, CuSO 4 ∙5H 2 O: BaSO 4, SrSO 4 և PbSO 4 սուլֆատները գործնականում անլուծելի են: Թեթևակի լուծվող կալցիումի սուլֆատ CaSO 4: Բարիումի սուլֆատը անլուծելի է ոչ միայն ջրում, այլև նոսր թթուներում։

Բժշկական պրակտիկայում շատ մետաղների սուլֆատները օգտագործվում են որպես դեղամիջոց Na 2 SO 4 ∙ 10H 2 O - որպես լուծողական, MgSO 4 ∙ 7H 2 O - հիպերտոնիայի համար, որպես լուծողական և որպես խոլերետիկ միջոց, պղնձի սուլֆատ CuSO 4 ∙ 5H: 2 O և ZnSO 4 ∙7H 2 O - որպես հակասեպտիկ, տտիպ, էմետիկ, բարիումի սուլֆատ BaSO 4 - որպես հակադրություն կերակրափողի և ստամոքսի ռենտգեն հետազոտության ժամանակ

Սելենի և թելուրի միացություններ.Թելուրումը և հատկապես սելենը քիմիապես նման են ծծմբին։ Այնուամենայնիվ, Se-ի և Te-ի մետաղական հատկությունների ուժեղացումը մեծացնում է նրանց ավելի ուժեղ իոնային կապեր ձևավորելու միտումը: Ֆիզիկական և քիմիական բնութագրերի նմանությունը՝ E 2- իոնների շառավիղները, կոորդինացիոն թվերը (3, 4) - որոշում է միացություններում սելենի և ծծմբի փոխանակելիությունը: Այսպիսով, սելենը կարող է փոխարինել ծծումբը ֆերմենտների ակտիվ կենտրոններում: Ջրածնի սուլֆիդային խմբի -SH փոխարինումը ջրածնի սելենիդի խմբի հետ -SeH փոխում է օրգանիզմում կենսաքիմիական պրոցեսների ընթացքը: Սելենը կարող է հանդես գալ որպես ծծմբի և՛ սիներգիստ, և՛ հակառակորդ:

Ջրածնի հետ Se-ն և Te-ն ձևավորում են շատ թունավոր գազեր, որոնք նման են H 2 S, H 2 Se և H 2 Te-ին: Երկջրածնի սելենիդը և երկջրածին տելուրիդը ուժեղ վերականգնող նյութեր են: H 2 S-H 2 Se-H 2 Te շարքում նվազեցնող ակտիվությունը մեծանում է:

Միջին աղերի տեսքով մեկուսացված H 2 Se-ի համար. սելենիդներ(Na 2 Se և այլն), և թթվային աղեր - հիդրոսելենիդներ(NaHSe և այլն): H 2 Te-ի համար հայտնի են միայն միջին աղեր. տելուրիդներ.

Se (IV) և Te (IV) միացությունները թթվածնի հետ, ի տարբերություն SO 2-ի, պինդ բյուրեղային նյութեր են SeO 2 և TeO 2։

Սելենաթթու H 2 SeO 3 և դրա աղերը սելենիտներ,օրինակ՝ Na 2 SeO 3, միջին ուժգնությամբ օքսիդացնող նյութեր են: Այսպիսով, ջրային լուծույթներում դրանք վերածվում են սելենի այնպիսի վերականգնող նյութերի միջոցով, ինչպիսիք են SO 2, H 2 S, HI և այլն:

H 2 SeO 3 + 2SO 2 + H 2 O \u003d Se + 2H 2 SO 4

Ակնհայտ է, որ սելենիտների տարրական վիճակի իջեցման հեշտությունը որոշում է օրգանիզմում կենսաբանորեն ակտիվ սելեն պարունակող միացությունների, ինչպիսին է սելենոցիստեինի ձևավորումը:

SeO 3 և TeO 3 թթվային օքսիդներ են: Թթվածնային թթուներ Se (VI) և Te (VI) - սելենիկ H 2 SeO 4 և տելուրիում H 6 TeO 6 - ուժեղ օքսիդացնող հատկություններով բյուրեղային նյութեր: Այս թթուների աղերը կոչվում են համապատասխանաբար: selenatesԵվ պատմում է.

Կենդանի օրգանիզմներում սելենատները և սուլֆատները հակառակորդներ են։ Այսպիսով, սուլֆատների ներմուծումը հանգեցնում է մարմնից սելեն պարունակող միացությունների ավելցուկային արտազատմանը։

-2 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ. 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 երկհիմն թթուների պես, որոնք ավելի ուժեղ են, քան հիդրոսուլֆիդային թթուն: Դրանք կազմում են աղեր՝ սելենիդներ և թելուրիդներ։ Telluro- և hydrogen selenide, ինչպես նաև դրանց աղերը չափազանց թունավոր են: Սելենիդներն ու տելուրիդները իրենց հատկություններով նման են սուլֆիդներին։ Դրանցից են հիմնային (K 2 Se, K 2 Te), ամֆոտերային (Al 2 Se 3 , Al 2 Te 3) և թթվային միացությունները (CSe 2, CTe 2)։

Na 2 Se + H 2 O NaHSe + NaOH; CSe 2 + 3H 2 O \u003d 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) օքսիդներն առաջանում են պարզ նյութերի թթվածնով օքսիդացման ժամանակ 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 \u003d H 2 SeO 3

Թելուրիումի (IV) օքսիդը ջրում անլուծելի է, բայց փոխազդում է ալկալիների ջրային լուծույթների հետ՝ առաջացնելով տելուրիտներ։

TeO 2 + 2NaOH \u003d Na 2 TeO 3

H 2 TeO 3-ը հակված է պոլիմերացման, հետևաբար, թթուների ազդեցության տակ տելուրիտների վրա առաջանում 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 \u003d Se + 2SO 3

+6 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացություններ. Սելենի (VI) օքսիդը սպիտակ պինդ է (մպ 118,5 ºС, քայքայվում է > 185 ºС), հայտնի է ապակենման և ասբեստի ձևափոխություններում: Սելենատների վրա SO 3-ի ազդեցությամբ ստացված.

K 2 SeO 4 + SO 3 \u003d SeO 3 + K 2 SO 4

Թելուրիումի (VI) օքսիդը նույնպես ունի երկու փոփոխություն՝ նարնջագույն և դեղին։ Ստացվում է օրթոտելուրաթթվի ջրազրկմամբ.

H 6 TeO 6 \u003d 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 այն ​​ուժեղ թթու է (K 1 \u003d 1 10 3, K 2 \u003d 1.2 10 -2), կարբոնացնում է օրգանական միացությունները, 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, բայց փոխազդում է ալկալիների ջրային լուծույթների հետ՝ առաջացնելով տելուրաթթվի աղեր՝ տելուրատներ։

TeO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 TeO 4 + H 2 O

Տելուրատների աղաթթվի լուծույթների ազդեցության տակ օրթոտելուրային թթու է արտազատվում՝ H 6 TeO 6 - սպիտակ բյուրեղային նյութ, որը շատ լուծելի է տաք ջրում: H 6 TeO 6-ի ջրազրկումը կարող է առաջացնել տելուրաթթու: Telluric թթուն շատ թույլ է, K 1 \u003d 2 10 -8, K 2 \u003d 5 10 -11:

Na 2 TeO 4 + 2HCl + 2H 2 O \u003d 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, մինչդեռ տելուրիումի միացությունները շատ ավելի քիչ թունավոր են։ Սելենի և թելուրի միացություններով թունավորումն ուղեկցվում է տուժողի մոտ մշտական ​​զզվելի հոտի առաջացմամբ։

Գրականություն՝ էջ. 359 - 383, էջ. 425 - 435, էջ. 297 - 328 թթ