Лекция 2 Кислород и сера.

План.

1. Общая характеристика подгруппы. Кислород как химический элемент.

2. Кислород как простое вещество.

3. Озон.

4. Сера как химический элемент.

5. Сера как простое вещество.

6. Соединения серы с отрицательной степенью окисления.

7. Оксиды серы.

8. Серная кислота и ее соли.

Главную подгруппу 6 группы составляют кислород, сера, селен, теллур и полоний. Все эти элементы (их иногда называют халькогены) имеют на внешнем валентном слое конфигурацию типа s²p⁴ , т.е. близкую к завершению. Это обуславливает окислительные способности этих элементов. Следует отметить, что их ЭО при переходе от кислорода к теллуру резко снижается, т.к. появление новых электронных слоев ведет к увеличению радиуса атомов. Наибольшей окислительной способностью обладают типичные неметаллы - кислород и сера.

Кислород как химический элемент. Кислород или Оксиген №8. 2 период, 6 группа, главная подгруппа.

Состав атома:8р, 8е^-, 8n.

Схема строения: заряд ядра +8, два электронных слоя (2 е^-, 6 е^-)

Электронная и графическая формулы: 1s²2s²2p⁴

Типичный неметалл, сильный окислитель. Практически единственная степени окисления: -2, исключение – пероксиды.

Практически единственная валентность: II.

С амый распространенный элемент на Земле. На его долю приходится почти половина массы земной коры и около 90% массы мирового океана. Встречается в свободном состоянии в виде двух аллотропных модификаций: кислород О₂ и озон О₃. Эти газы входят в состав атмосферы, кислород в нем составляет около 21% по объему, озон – доли процента. Входит в состав неорганических соединений оксидов и гидроксидов, а также в состав многих солей. Содержится в важнейших органических соединениях: спиртах, альдегидах, кислотах и сложных эфирах. Является органогеном, входит в состав белков, жиров и углеводов, нуклеотидов и т.д.

2. Физические свойства кислорода. При н.у. это бесцветный газ, не имеющий запаха. Температура кипения кислорода (-183^оС). Немного тяжелее воздуха, немного растворим в воде (в 100 объемах воды - около 5 объемов кислорода при 0^оС). Жидкий кислород притягивается магнитом.

Химические свойства кислорода. Кислород во всех химических реакциях проявляет сильные окислительные свойства. Его бинарные соединения с элементами называются оксидами. Кислород образует оксиды со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. Оксиды образуются при окислении простых веществ (непосредственно не взаимодействуют с кислородом только галогены, золото и платина), при окислении сложных веществ. Реакции взаимодействия веществ с кислородом часто сопровождаются выделением тепла и света и поэтому их называют горением. При горении веществ на воздухе выделяется такое же количество тепла, но часть его тратится на нагревание азота, входящего в состав воздуха, поэтому температура пламени значительно снижается. Оксиды могут образовываться и при разложении сложных веществ (гидроксидов и солей), эти реакции, наоборот, обычно идут с поглощением энергии.

P⁰ + O₂⁰ => P₂⁺⁵ O₅^-2

S + O₂ => SO₂

Mg + O₂ => MgO

Fe + O₂ => Fe₂O₃

CH₄ + O₂ => CO₂ + H₂O

ZnS+ O₂ => ZnO + SO₂

Cu(OH)₂ => CuO + H₂O

CaCO₃ => CaO + CO₂

Роль в природе: процессы дыхания, гниения по химической сути являются процессами окисления сложных органических веществ.

Применение: Как сырье для получения различных соединений; для интенсификации процессов в химической и металлургической промышленности; для получения высоких температур (сварка и резка металла, ракетное топливо); жидкий кислород в смеси с опилками или другими горючими веществами используют как взрывчатое вещество (ВВ); газообразный кислород используют в медицине для лечения различных заболеваний (оксигенотерапия).