Сера, селен, теллур

которых каждый атом селена связан с двумя другими ковалентными -связями.

Цепочки расположены параллельно друг другу. Между однотипными атомами соседних цепочек имеет место межмолекулярное взаимодействие. Температура плавления и кипения серого Se соответственно равны 219оС и 685оС. Фото-

проводимость серого селена можно объяснить тем, что под действие падающе-

го света, электроны приобретают энергию, позволяющую им преодолеть не-

большой барьер между валентной зоной и зоной проводимости, что и использу-

ется в фотоэлементах. Электропроводность селена в темноте очень мала, но сильно повышается на свету. Менее устойчивыми модификациями селена яв-

ляются: красный селен, который имеет в своей структуре восьмичленные коль-

ца, как у серы, и черный стекловидный селен, в котором спиральные цепи пе-

репутаны.

Теллур имеет две модификации: аморфную темно-коричневую и сереб-

ристо-серую, со структурой, похожей на структуру серого селена. Температура плавления и кипения Te – 450оС и 990оС.

Простые вещества способны проявлять восстановительные и окис-

лительные свойства.

В ряду S, Se, Te восстановительная способность простых веществ усиливается, а окислительная активность уменьшается.

Реакция S(т.) + H2Se (г.) = H2S (г.) + Se (серый) показывает, что сера бо-

лее сильный окислитель, чем селен.

С металлами селен и теллур реагируют при нагревании, образуя селени-

ды и теллуриды.

2Cu + Se = Cu2Se,

2Ag + Te = Ag2Te.

Селен и теллур окисляются кислородом с образованием диоксидов

ЭО2 только при нагревании. На воздухе оба неметалла устойчивы.

При окислении Se и Te концентрированными азотной и серной кислотой получаются селенистая и теллуристая кислоты.

Э + 2H2SO4 = H2ЭO3 + 2 SO2 + H2O

При кипячении в растворах щелочей селен и теллур диспропорционируют.

3Se + 6KOH = 2K2Se + K2SeO3 +3H2O

Соединения селена и теллура

Селениды и теллуриды

Щелочные металлы, медь и серебро образуют селениды и теллуриды нормальной стехиометрии, и их можно рассматривать как соли селено- и тел-

луроводородных кислот. Известны природные селениды и теллуриды:

Cu2Se, PbSe ,Cu2Te, Ag2Te, PbTe.

Соединения селена и теллура с водородом: H2Sе и H2Te – бесцветные токсичные газы с очень неприятным запахом. Растворяются в воде с образова-

нием слабых кислот. В ряду H2S, H2Se, H2Te увеличивается сила кислот изза ослабления связи Н–Э, обусловленного увеличением размера атома. В этом же ряду усиливаются и восстановительные свойства. В водных растворах H2Se и

H2Te быстро окисляются кислородом воздуха.

2H2Se + O2 = 2 Se + 2H2O.

Оксиды и кислородные кислоты селена и теллура

Диоксиды селена и теллура – кристаллические вещества.

Оксид SeO2 – хорошо растворяется в воде, образуя селенистую кислоту

H2SeO3. Оксид TeO2 плохо растворяется в воде. Оба оксида хорошо растворя-

ются в щелочи, например:

SeO2 + 2NaOH = Na2SeO3 + H2O

Кислота H2SeO3 – твердое белое вещество.

Теллуристую кислоту описывают формулой TeO2 . xH2O, указываю-

щую на ее переменный состав.

Селенистая и теллуристая кислоты – слабые, теллуристая проявляет амфотерность. Селенистая кислота хорошо растворима, а теллуристая сущест-

вует только в разбавленном растворе.

Селениты и теллуриты похожи на сульфиты. При действии на них сильных кислот получаются селенистая и теллуристая кислоты.

Степень окисления (+4) у селена и теллура устойчива, но сильные окислители могут окислить соединения Se (+4) и Te (+4) до степени окисления

(+6), например:

5H2SeO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5H2SeO4 + 2MnSO4 + K2SO4 +3H2O

Восстановительные свойства соединений Se (+4) и Te (+4) выражены за-

метно слабее, чем у серы (+4). Поэтому возможны реакции типа: H2ЭO3 + 2SO2 + H2O = Э + 2H2SO4

Этим способом можно выделить осадки красного селена и черного

теллура.

Селеновая кислота H2SeO4 в чистом виде – это бесцветное твердое ве-

щество, хорошо растворимое в воде. Селеновая кислота по силе близка к

серной. а теллуровая - слабая кислота.

Теллуровая кислота имеет формулу H6TeO6. Все шесть водородных

атомов могут быть замещены на атомы металлов, как, например, в солях:

Ag6TeO6, Hg3TeO6. Это слабая кислота.

Селеновая и теллуровая кислоты медленно действующие, но силь-

ные окислители, более сильные, чем серная кислота.

В концентрированной селеновой кислоте растворяется золото: 2Au + 6 H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3 SeO2 +6 H2O

Смесь концентрированных селеновой и соляной кислот растворяет пла-

тину

Pt + 2 H2SeO4 + 6HCl = H2[PtCl6] + 2 SeO2 +4 H2O

Триоксид TeO3 – твердое желтое вещество, не растворяется в воде, раз-

бавленных кислотах и основаниях. TeO3 получают разложением ортотеллуро-

вой кислоты при нагревании.

Триоксид SeO3 – твердое белое вещество, образованное молекулами

тримера (SeO3)3. Триоксид селена хорошо растворяется в воде, обладает силь-

ными окислительными свойствами. SeO3 получают, вытесняя его из селеновой кислоты триоксидом серы.

Галогениды селена и теллура. Известно много галогенидов селена и теллура (ЭF6, ЭF4, SeF2, TeCl2), их получают прямым синтезом из простых ве-

ществ.

Заключение

VIА-подгруппу образуют р-элементы: O, S, Se, Te, Po.

Все они неметаллы, кроме Po.

Общая формула валентных электронов: ns 2np4.

Элементы VIА-подгруппы часто объединяют под общим названием «халь-

когены», что означает «образующие руды».

Наиболее характерные степени окисления у S, Se, Te: -2, +4, +6.

Минимальная степень окисления (–2) является устойчивой у всех эле-

ментов.

У серы из положительных степеней окисления более устойчива +6.

У Se, Te – наиболее устойчивой является степень окисления +4.

Сера в природе встречается в виде простого вещества, в виде сульфидных и сульфатных минералов. В сульфидных рудах в незначительных количествах присутствуют селениды и теллуриды.

Простые вещества способны проявлять и окислительные и восстано-

вительные свойства.

В ряду S, Se, Te восстановительные свойства простых веществ усиливается,

а окислительная активность уменьшается.

Сера, селен и теллур реагируют с металлами с образованием сульфидов, се-

ленидов и теллуридов, выступая как окислители.

Сера селен и теллур окисляются кислородом с образованием диоксидов ЭО2.

В степени окисления (–2) все элементы образуют слабые кислоты типа

Н2Э.

В ряду H2S, H2Se, H2Te увеличивается сила кислот.

Соединения халькогенов в степени окисления (–2) проявляют восста-

новительные свойства. Они усиливаются при переходе от S к Te.

Все оксиды и гидроксиды халькогенов проявляют кислотные свойства.

Сила кислот возрастает при увеличении степени окисления и падает при пере-

ходе от S к Te.

H2SO4 и H2SeO4 – сильные кислоты, кислота H2TeO6 – слабая.

Кислоты элементов в степени окисления (+4) – слабые, а оксид Te(+4)

проявляет амфотерность.

Оксиды SO2 и SeO2 растворяются в воде. Оксид TeO2 плохо растворяется в воде. Все оксиды хорошо растворяются в щелочи.

Триоксиды SO3 и SeO3 хорошо растворимы в воде, а TeO3 не растворим.

Серная кислота – это самая используемая кислота, как в химической прак-

тике, так и в промышленности.

Мировой объем производства H2SO4составляет 136 млн.т/год.

Соединения в степени окисления +4 могут быть и окислены, и восстановле-

ны.

Для соединений S(+4) более характерны восстановительные свойства.

Восстановительные свойства соединений Se (+4) и Te (+4) выражены

заметно слабее, чем у серы (+4).

Степень окисления (+4) у селена и теллура устойчива, но сильные окислители могут окислить Se (+4) и Te (+4) до степени окисления (+6).

Серная кислота имеет в своем составе два окислителя: ион водорода и

сульфат-ион.

В разбавленной серной кислоте окисление металлов осуществляется за счет водородных ионов.

В концентрированной серной кислоте окислителем выступает сульфат-ион,

который может быть восстановлен до SO2, S, H2S в зависимости от силы вос-

становителя.

Селеновая и теллуровая кислоты медленно действующие, но сильные

окислители, более сильные, чем серная кислота.

Рекомендуемая учебная литература

1.Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия: Учебник для вузов / Б.Д.

Степин, А.А. Цветков.– М.: Высш. шк., 1994.- 608 с.: ил.

2.Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия: Учебник для студентов вузов / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. - 4-е изд., стер. - М.: Химия, 2000. -

592 с.: ил.

3.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учебник для студентов вузов,

обучающихся по направлению и специальности "Химия" / Я.А. Угай. - 3-е

изд., испр. - М.: Высш. шк., 2007. - 527 с.: ил.

4.Никольский А.Б., Суворов А.В. Химия. Учебник для вузов /

А.Б. Никольский, А.В. Суворов.– СПб: Химиздат, 2001. - 512 с.: ил.