4.4 Селен. Теллур

В свободном состоянии селен, подобно сере, образует несколько аллотропных видоизменений, из которых наиболее известны аморфный селен в виде порошка красно-бурого цвета и серый селен, образующий хрупкие кристаллы с металлическим блеском.

Теллур также известен в виде аморфной модификации и в виде кристаллов тёмно-серого цвета, обладающих металлическим блеском.

Селен и теллур, а также селениды и теллуриды некоторых металлов обладают полупроводниковыми свойствами.

SeO₂ и TeO₂ образуются при сжигании селена и теллура на воздухе или в кислороде. SeO₂ и TeO₂ – твёрдые вещества – ангидриды селенистой и теллуристой кислот.

В отличие от соединений серы (IV), соединения четырёхвалентных селена и теллура проявляют окислительные свойства, легко восстанавливаясь до простых веществ:

SeO₂ + 2 SO₂ + 2 H₂O  Se + 2 H₂SO₄ .

Лишь действием очень сильных окислителей диоксиды селена и теллура можно перевести в селеновую и теллуровую кислоты.

Безводная селеновая кислота H₂SeO₄ – кристаллическое вещество. Высшая степень окисления +6 для селена менее устойчива, чем для серы, поэтому селеновая кислота является более сильным окислителем, чем серная. Расплавленная селеновая кислота способна растворять даже золото. Селеновая кислота – сильная кислота, её соли – селенаты – по своим свойствам похожи на сульфаты.

Теллуровая кислота, в отличие от серной и селеновой, – слабая кислота. Она выделяется из раствора в ортоформе H₂TeO₄2H₂O, т.е. H₆TeO₆ и является шестиосновной кислотой. При нагревании ортотеллуровая кислота отщепляет две молекулы воды и переходит в двухосновную кислоту H₂TeO₄ .

4.5 Сравнение свойств водородных соединений p-элементов VI группы

В ряду H₂Te – H₂Se – H₂S с уменьшением молекулярных масс соединений температуры кипения закономерно уменьшаются; при переходе от H₂S к H₂O наблюдается аномальное повышение температуры кипения, как и в ряду галогеноводородов (рисунок 4.1; см. также раздел 3.5 «Водородные соединения

галогенов» лекции 3).

В химическом отношении селеноводород и теллуроводород похожи на сероводород. Селеноводород и теллуроводород представляют собой газы с отвратительным запахом. Водные растворы H₂Se и H₂Te – это кислоты, несколько более сильные, чем сероводородная кислота. Они обладают сильными восстановительными свойствами. При нагревании оба газа разлагаются. При этом H₂Te менее устойчив, чем H₂Se: в ряду H₂O – H₂S – – H₂Se – H₂Te с увеличением р адиусов атомов элементов уменьшается прочность химической связи. Селениды и теллуриды также сходны с сульфидами. Получить H₂Se и H₂Te можно, действуя на селениды и теллуриды сильными кислотами.

Рисунок 4.1 – Зависимость температуры кипения водородных соединений p-элементов VI группы от молекулярной массы

Л Е К Ц И Я 5

P-ЭЛЕМЕНТЫ V ГРУППЫ

5.1 Введение

Главную подгруппу V группы образуют элементы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находятся пять электронов; сокращённая электронная формула атомов – ns²np³. Атом азота отличается от атомов других p-элементов V группы отсутств ием d-подуровня во внешнем электронном слое, поэтому валентность азота, т.е. число химических связей не может превышать 4 (три связи могут быть образованы по обменному механизму и одна – по донорно-акцепторному). Атомы остальных элементов подгруппы могут образовывать до пяти химических связей. Высшая положительная степень окисления у всех элементов подгруппы равна +5. Низшая – минус 3. Кроме того, для всех рассматриваемых элементов характерна также степень окисления +3. Атом азота может иметь все степени окисления от минус 3 до +5:

–3; –2; –1; 0; +1; +2; +3; +4; +5.

В подгруппе с увеличением порядкового номера уменьшаются неметаллические свойства и усиливаются металлические. Последние заметны уже у мышьяка; сурьма в равной степени обладает и теми и другими свойствами, а у висмута металлические свойства преобладают над неметаллическими. Поскольку для металлов нехарактерны отрицательные степени окисления, то устойчивость соединений с атомом в низшей степени окисления уменьшается по мере нарастания металлических свойств элементов в ряду N – P – As – Sb – Bi.