3. Простые вещества. Физические и химические свойства.

3.1. Простые вещества, образуемые халькогенами, и их физические свойства

Таблица 13.3. Свойства простых веществ халькогенов

Элемент	Простое вещество	Строение	Физические свойства
O	Кислород	Молекула O2 (O=O)	Газ без цвета и запаха
O	Озон	Молекула O3	Бесцветный газ с резким запахом
S	Ромбическая сера	Молекулы S8, ромбическая ячейка	Желтое твердое вещество
S	Моноклинная сера	Молекулы S8, моноклинная ячейка	Желтое твердое вещество
S	Пластическая сера	Цепи Sn	Коричнево-желтое каучукоподобное твердое вещество
Se	Красный селен	Молекулы Se8	Красное твердое вещество
Se	Серый селен	Цепи Sen, слабо связанные между собой	Серое твердое вещество
Te	Теллур	Цепи Ten, слабо связанные между собой	Серое твердое вещество
Po	Полоний	Металлический кристалл	Серебристо-серый металл

Комментарии:

1) С ростом порядкового номера халькогена происходит переход от молекулярных кристаллов к ковалентным и далее к металлическим.

Ромбическая и моноклинная сера присутствуют на фазовой диаграмме серы.

Рис. 13.1. Фазовая диаграмма серы.

3.2. Химические свойства простых веществ

Окислительные свойства

Особенно характерны для кислорода (взаимодействует с большинством простых веществ с образованием оксидов) и в особенности озона.

O₃ + 2KI + H₂O = I₂ + O₂ + 2KOH

Взаимодействие со щелочами:

tC

3X + 6NaOH = 2Na₂X + Na₂XO₃ + 3H₂O

По сравнению с галогенами равновесие больше смещено влево, требуется длительное кипячение. Для серы также возможно образование тиосульфата натрия Na₂S₂O₃.

Взаимодействие с кислотами:

tC

S + 2H₂SO₄ (конц.) = 3SO₂ + 2H₂O

tC

S + 6HNO₃ (конц.) = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

4. Соединения халькогенов с водородом.

4.1. Способы получения:

• Прямое взаимодействие простых веществ H₂ + X = H₂X (X = O, S)

• Действие кислоты на соответствующие соли FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S

• Разложение солей водой Al₂Se₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂Se

• Специальные методы

tC

C_nH_2n+2 (парафин) + (n+1)X = (n+1)H₂X + nC (X = S, Se)

4.2. Физические свойства

H₂O H₂S H₂Se H₂Te

температуры плавления и кипения (H₂O – водородная связь)

длина связи H – X

энергия связи H – X

кислотные свойства (рост длины связи, H₂O - амфотерность)

восстановительные свойства (падение электроотрицательности халькогена)

5. Сульфиды.

Сульфиды – соли сероводородной кислоты.

5.1. Методы синтеза:

• Взаимодействие простых веществ

tC

Fe + S = FeS

• Восстановление солей оксокислот

tC tC

BaSO₄ + 4C = BaS + 4CO, BaSO₄ + 4H₂ = BaS + 4H₂O

• Осаждение из раствора

Cu²⁺ + S^2- = CuS