Kasama sa subgroup ng oxygen ang limang elemento: oxygen, sulfur, selenium, tellurium at polonium (isang radioactive metal). Ito ang mga p-elemento ng VI group ng periodic system ng D.I. Mendeleev. Mayroon silang pangalan ng grupo - chalcogens, na nangangahulugang "pagbubuo ng mga ores."
Mga katangian ng mga elemento ng subgroup ng oxygen
|
Ari-arian |
Yung |
Ro |
|||
|
1. Numero ng order |
|||||
|
2. Valence electron |
2 s 2 2p 4 |
Z s 2 3p 4 |
4 s 2 4r 4 |
5s 2 5p 4 |
6s 2 6p 4 |
|
3. Enerhiya Ionization ng atom, eV |
13,62 |
10,36 |
9,75 |
9,01 |
8,43 |
|
4. Kamag-anak electronegativity |
3,50 |
2,48 |
2,01 |
1,76 |
|
|
5. Ang estado ng oksihenasyon sa mga koneksyon |
1, -2, |
2, +2, +4, +6 |
4, +6 |
4, +6 |
2, +2 |
|
6. Atomic radius, nm |
0,066 |
0,104 |
0,117 0,137 |
0,164 |
|
Ang mga chalcogen atoms ay may parehong istraktura ng panlabas na antas ng enerhiya - ns 2 nr 4 . Ipinapaliwanag nito ang pagkakatulad ng kanilang mga kemikal na katangian. Ang lahat ng chalcogens sa mga compound na may hydrogen at mga metal ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na -2, at sa mga compound na may oxygen at iba pang aktibong non-metal, kadalasang +4 at +6. Para sa oxygen, pati na rin para sa fluorine, ang isang estado ng oksihenasyon na katumbas ng numero ng grupo ay hindi pangkaraniwan. Nagpapakita ito ng estado ng oksihenasyon na karaniwang -2 at kasama ng fluorine +2. Ang ganitong mga halaga ng mga estado ng oksihenasyon ay sumusunod mula sa elektronikong istraktura ng mga chalcogens
Ang oxygen atom ay may dalawang hindi magkapares na electron sa 2p sublevel. Ang mga electron nito ay hindi maaaring paghiwalayin, dahil walang d-sublevel sa panlabas (pangalawang) antas, iyon ay, walang mga libreng orbital. Samakatuwid, ang valency ng oxygen ay palaging katumbas ng dalawa, at ang estado ng oksihenasyon ay -2 at +2 (halimbawa, sa H 2 O at OF 2). Ito ang parehong mga valencies at oxidation state ng atom ng sulfur sa unexcited state. Sa paglipat sa isang nasasabik na estado (na nagaganap sa panahon ng supply ng enerhiya, halimbawa, sa panahon ng pag-init), sa sulfur atom, ang 3 R— at pagkatapos ay 3s electron (ipinapakita ng mga arrow). Ang bilang ng mga hindi magkapares na electron, at, dahil dito, ang valency sa unang kaso ay apat (halimbawa, sa SO 2), at sa pangalawa - anim (halimbawa, sa SO 3). Malinaw, kahit na ang mga valencies 2, 4, 6 ay katangian ng sulfur analogues - selenium, tellurium at polonium, at ang kanilang mga estado ng oksihenasyon ay maaaring katumbas ng -2, +2, +4 at +6.
Ang mga hydrogen compound ng mga elemento ng subgroup ng oxygen ay may pananagutan formula H 2 R (R - simbolo ng elemento): H 2 O, H 2 S , H 2 S e, H 2 Te. Tumawag silaay hydrogen chalcids. Kapag natunaw sa tubig, nabuo ang mga itomga acid. Ang lakas ng mga acid na ito ay tumataas sa pagtaas atomic number ng elemento, na ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagbaba ng enerhiya mga bono sa serye ng mga compound H 2 R . Tubig na naghihiwalay sa H + at O ions H - , ay amphoteric electrolyte.
asupre, Ang selenium at tellurium ay bumubuo ng parehong mga anyo ng mga compound na may oxygen ng uri R O 2 at R Mga 3- . Tumutugma sila sa mga acid ng uri H 2 R O 3 at H 2 R Mga 4- . Sa pagtaas ng ordinal na bilang ng elemento, bumababa ang lakas ng mga acid na ito.vaet. Lahat ng mga ito ay nagpapakita ng mga katangian ng oxidizing, at mga acid ng uri H 2 R Mga 3 ay restorative din.
Ang mga katangian ng mga simpleng sangkap ay natural na nagbabago: na may pagtaas sasingil ng nucleus, humihina ang mga di-metal at tumataas ang mga metal. ari-arian. Kaya, ang oxygen at tellurium ay hindi metal, ngunit ang huli ay mayroonkinang ng metal at nagdadala ng kuryente.
Ang mga trans-argonoid sulfur compound ay mas matatag kaysa sa kaukulang mga compound ng chlorine, at ang mga compound ng phosphorus ay mas matatag. Ang perchloric acid at perchlorates ay malakas na oxidizing agent, habang ang sulfuric acid at sulfates ay mahinang oxidizing agent, at ang phosphoric acid at phosphate ay mas mahina. Ang pagkakaibang ito sa mga katangian ay tumutugma sa mga halaga ng electronegativity X= 3 para sa Cl, 2.5 para sa S, 2.1 para sa P, at Δх(kamag-anak sa oxygen) ay 0.5 para sa Cl, 1.0 para sa S, 1.4 para sa P. Ang mga katangiang init ng reaksyon na ibinigay sa ibaba ay sumasalamin sa pagtaas ng mga halaga Δх:
Hcl (g.) + 2O 2 (g.) → HclO 4 (l.) + 8 kJ mol -1
H 2 S (g.) + 2O 2 (g.) → H 2 SO 4 (l.) + 790 kJ mol -1
H 3 P (g.) + 2O 2 (g.) → H 3 PO 4 (l.) + 1250 kJ mol -1
Ang mga matatag na compound ng sulfur, selenium at tellurium ay tumutugma sa ilang mga estado ng oksihenasyon mula -2 hanggang +6, tulad ng ipinapakita sa nakalakip na diagram:
6 SO 3 , H 2 SO 4 , SF 6 H 2 SeO 4 , SeF 6 TeO 3 , Te(OH) 6 , TeF 6
4 SO 2 , H 2 SO 3 SeO 2 , H 2 SeO 3 TeO 2
0 S 8 , S 2 Se Te
2 H 2 S, S 2- H 2 Se H 2 Te
Sulfur oxides
normal na valent sulfur oxide(monoxide) SO ay hindi gaanong matatag kaysa sa mga transargonoid oxide na SO 2 at SO 3 . Ang mga init ng kanilang pagbuo ay may mga sumusunod na halaga:
1 / 8S 8 (c.) + 1 / 2O 2 (g.) → SO (g.) - 7 kJ mol -1
1 / 8S 8 (c.) + O 2 (g.) → SO 2 (g.) + 297 kJ mol -1
1/8S 8 (q.) + 3/2O 2 (g.) → SO 3 (g.) + 396 kJ mol -1
Ito ay sumusunod mula sa unang dalawang equation na ang agnas ng sulfur oxide sa sulfur dioxide at sulfur ay sinamahan ng paglabas ng malaking halaga ng init.
2SO (g.) → 1/8S 8 (c.) + SO 2 (g.) + 311 kJ mol -1
Samakatuwid, hindi nakakagulat na ang sulfur oxide ay hindi kilala bilang isang matatag na tambalan, ngunit umiiral lamang bilang lubhang reaktibong mga molekula sa isang napakabihirang estado ng gas o sa mga frozen na matrice. Ang oxide na ito ay may istraktura
na may dalawang electron na may parallel spins, at kahawig ng O 2 at S 2 molecules.
Sulfur dioxide (dioxide) Ang SO 2 ay nabuo sa panahon ng pagkasunog ng sulfur o sulfides, tulad ng pyrite (FeS 2)
S + O 2 → SO 2
FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2
Ito ay isang walang kulay na gas na may katangian na masangsang na amoy. Ang mga natutunaw at kumukulo na punto ng sulfur dioxide ay -75 at -10 °C, ayon sa pagkakabanggit.
Sa laboratoryo, ang sulfur dioxide ay kadalasang ginagawa sa pamamagitan ng pagkilos ng isang malakas na acid sa solid sodium hydrogen sulfite.
H 2 SO 4 + NaHSO 3 → NaHSO 4 + H 2 O + SO 2
Maaari itong linisin at tuyo sa pamamagitan ng pagbubula sa pamamagitan ng puro sulfuric acid. Ang sulfur dioxide ay may sumusunod na elektronikong istraktura:
Ang istrukturang ito ay gumagamit ng isa 3 d-orbital, pati na rin ang 3 s-orbital at tatlo 3 p-mga orbital. Ang eksperimento na itinatag ng sulfur-oxygen bond na haba ay 143 pm; ito ay medyo mas mababa kaysa sa halaga ng 149 pm na inaasahan para sa isang double bond. Ang anggulo ng O-S-O ay 119.5°.
Malaking dami ng sulfur dioxide ang ginagamit upang makagawa ng sulfuric acid, sulfurous acid at sulfites. Ang SO 2 ay pumapatay ng fungi at bacteria at ginagamit sa pag-delata at pagpapatuyo ng prun, aprikot at iba pang prutas. Ang isang solusyon ng acidic calcium sulfite Ca(HSO 3) 2 na nakuha sa pamamagitan ng reaksyon ng sulfur dioxide na may calcium hydroxide ay ginagamit sa paggawa ng pulp ng papel mula sa kahoy. Tinutunaw nito ang lignin, ang sangkap na nagtataglay ng mga hibla ng selulusa, at naglalabas ng mga hibla na ito, na pagkatapos ay ipoproseso sa papel.
Trioxide (trioxide) sulfur SO 3 ay nabuo sa napakaliit na dami sa panahon ng pagkasunog ng asupre sa hangin. Karaniwan itong ginagawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng sulfur dioxide na may hangin sa pagkakaroon ng isang katalista. Ang pagbuo ng tambalang ito mula sa mga simpleng sangkap ay exothermic, ngunit hindi gaanong exothermic (bawat oxygen atom) kaysa sa pagbuo ng sulfur dioxide. Tampok ng balanse
SO 2 (g) + 1/2O 2 (g) → SO 3 (g)
namamalagi sa katotohanan na ang isang kasiya-siyang ani ng SO 3 ay maaaring makuha sa mababang temperatura; ang reaksyon ay nagpapatuloy halos ganap. Gayunpaman, sa mababang temperatura, ang rate ng reaksyon ay napakabagal na ang direktang kumbinasyon ng mga reactant ay hindi maaaring maging batayan ng isang prosesong pang-industriya. Sa mataas na temperatura, kapag naabot ang isang kasiya-siyang rate ng reaksyon, mababa ang ani dahil sa hindi kanais-nais na posisyon ng ekwilibriyo.
Ang solusyon sa problemang ito ay ang pagtuklas ng naaangkop na mga katalista (platinum, vanadium pentoxide), na nagpapabilis sa reaksyon nang hindi naaapektuhan ang ekwilibriyo nito. Ang catalytic reaction ay hindi nagaganap sa pinaghalong gas, ngunit sa ibabaw ng catalyst kapag ang mga molekula ay nakipag-ugnayan dito. Sa pagsasagawa, ang sulfur dioxide na nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng sulfur o pyrite ay hinahalo sa hangin at ipinapasa sa isang katalista sa temperatura na 400-450°C. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, humigit-kumulang 99% ng sulfur dioxide ay na-convert sa sulfur trioxide. Ang pamamaraang ito ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng sulfuric acid.
Ang sulfur trioxide ay isang lubhang kinakaing unti-unti na gas; masigla itong pinagsama sa tubig upang magbigay ng sulfuric acid
SO 3 (g.) + H 2 O (l.) → H 2 SO 4 (l.) + 130 kJ mol -1
kanin. 8.3. Sulfur trioxide at ilang oxyacids ng sulfur.
Ang sulfur trioxide ay madaling natutunaw sa sulfuric acid upang mabuo oleum, o umuusok na sulfuric acid, pangunahing binubuo ng disulfuric acid H 2 S 2 O 7 (tinatawag ding pyrosulfuric acid)
SO 3 + H 2 SO 4 ⇔ H 2 S 2 O 7
Sa 44.5°C, ang sulfur trioxide ay namumuo sa isang walang kulay na likido, na nagpapatigas sa 16.8°C upang bumuo ng mga transparent na kristal. Ang sangkap na ito ay polymorphic, at ang mga kristal na nabuo sa 16.8°C ay isang hindi matatag na anyo (α-form). Ang matatag na anyo ay malasutla na mala-asbestos na mga kristal na nabubuo kapag ang mga alpha na kristal o likido ay pinananatili sa maikling panahon sa pagkakaroon ng mga bakas ng kahalumigmigan (Fig. 8.3). Mayroon ding ilang iba pang anyo ng sangkap na ito, ngunit mahirap pag-aralan ang mga ito dahil sa napakabagal na pagbabago ng isang anyo sa isa pa. Sa temperaturang higit sa 50°C, dahan-dahang sumingaw ang mala-asbestos na mga kristal, na bumubuo ng mga singaw ng SO 3.
Ang mga molekula ng sulfur trioxide sa phase ng gas, sa likido at sa mga alpha na kristal ay may elektronikong istraktura
Ang molekula ay may planar na istraktura na may parehong haba ng bono (143 pm) tulad ng sa molekula ng sulfur dioxide.
Ang mga katangian ng sulfur trioxide ay maaaring higit na maipaliwanag sa pamamagitan ng mas mababang katatagan ng sulfur-oxygen double bond kumpara sa dalawang solong bono sa pagitan nila. Kaya, bilang resulta ng reaksyon sa tubig, ang isang dobleng bono sa sulfur trioxide ay pinalitan ng dalawang solong bono sa nagresultang sulfuric acid.
Ang tumaas na katatagan ng produkto ay pinatunayan ng malaking halaga ng init na inilabas sa panahon ng reaksyon.
sulfurous acid
Ang isang solusyon ng sulfurous acid H 2 SO 3 ay nakuha sa pamamagitan ng pagtunaw ng sulfur dioxide sa tubig. Parehong sulfurous acid at mga salts nito, sulfites, ay malakas na mga ahente ng pagbabawas. Bumubuo sila ng sulfuric acid H 2 SO 4 at mga sulfate kapag na-oxidize ng oxygen, halogens, hydrogen peroxide at mga katulad na ahente ng oxidizing.
Ang sulfuric acid ay may istraktura
Sulfuric acid at sulfates
Ang sulfuric acid H 2 SO 4 ay isa sa pinakamahalagang produktong kemikal na ginagamit sa industriya ng kemikal at mga kaugnay na industriya. Ito ay isang mabigat na madulas na likido (density na 1.838 g cm -3), bahagyang umuusok sa hangin dahil sa paglabas ng mga bakas ng sulfur trioxide, na pagkatapos ay pinagsama sa singaw ng tubig upang bumuo ng mga droplet ng sulfuric acid. Ang purong sulfuric acid, kapag pinainit, ay nagbibigay ng singaw na mayaman sa sulfur trioxide, at pagkatapos ay kumukulo sa 338 ° C, na pinapanatili ang isang pare-parehong komposisyon (98% H 2 SO 4 at 2% H 2 O). Ito ang karaniwang pang-industriya na "concentrated sulfuric acid".
Ang puro sulfuric acid ay lubhang kinakaing unti-unti. Siya ay sakim na kumonekta sa tubig; ang paghahalo sa tubig ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking halaga ng init bilang resulta ng pagbuo ng isang hydronium ion
H 2 SO 4 + 2H 2 O → 2H 3 O + + SO 4 2-
Para sa diluting puro sulfuric acid dapat itong ibuhos sa tubig sa isang manipis na sapa habang hinahalo ang solusyon; hindi maaaring idagdag ang tubig sa acid, dahil ito ay magiging sanhi ng pagkulo ng acid at marahas na tumalsik. Ang isang diluted acid ay sumasakop sa isang mas maliit na volume kaysa sa mga nasasakupan nito, at ang epekto ng pagbawas ng volume ay pinakamataas sa ratio na H 2 SO 4: H 2 O =1: 2 [(H 3 O +) 2 (SO 4) 2-] .
Mga Katangian ng Kemikal at Aplikasyon ng Sulfuric Acid
Ang paggamit ng sulfuric acid ay tinutukoy ng mga kemikal na katangian nito - ginagamit ito bilang isang acid, bilang isang dehydrating agent at isang oxidizing agent.
Ang sulfuric acid ay may mataas na punto ng kumukulo (330°C), na ginagawang angkop para sa pagproseso ng mga asin ng mas volatile acid upang makuha ang mga acid na ito. Ang nitric acid, halimbawa, ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-init ng sodium nitrate na may sulfuric acid.
NaNO 3 + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HNO 3
Ang nitric acid ay distilled off sa 86°C. Ginagamit din ang sulfuric acid sa paggawa ng mga soluble phosphate fertilizers, ammonium sulfate na ginagamit bilang pataba, iba pang sulfate, at maraming kemikal at gamot. Ang bakal ay karaniwang derusted sa pamamagitan ng paglulubog sa isang sulfuric acid bath ("pickling") bago pinahiran ng zinc, lata, o enamel. Ang sulfuric acid ay nagsisilbing electrolyte sa mga karaniwang lead-acid na baterya.
Ang sulfuric acid ay may napakalakas na kakayahang sumipsip ng tubig na maaari itong magamit bilang isang epektibong ahente ng pag-dehydrate. Ang mga gas na hindi tumutugon sa sulfuric acid ay maaaring matuyo sa pamamagitan ng pagpasa sa kanila sa pamamagitan nito. Ang dehydrating power ng concentrated sulfuric acid ay napakahusay na ang mga organic compound, tulad ng asukal, sa ilalim ng pagkilos nito ay nawawalan ng hydrogen at oxygen sa anyo ng tubig.
$C_(12)H_(22)O_(11) \rightarrow 12C + 11H_(2)O$
Asukal (sucrose) H 2 SO 4
Maraming mga pampasabog, tulad ng nitroglycerin, ay nagagawa sa pamamagitan ng pagtugon sa mga organikong compound na may nitric acid upang bumuo ng paputok at tubig, tulad ng
C 3 H 5 (OH) 3 + 3HNO 3 → C 3 H 5 (NO 3) 3 + 3H 2 O
Glycerin H 2 SO 4 Nitroglycerin
Upang gawin ang mga nababaligtad na reaksyon na ito mula kaliwa hanggang kanan, ang nitric acid ay halo-halong may sulfuric acid, na, dahil sa pagkilos ng pag-dehydrate nito, ay nagtataguyod ng pagbuo ng mga produkto ng reaksyon. (Dalawang iba pang halimbawa ang ibinigay sa Seksyon 7.7.)
Ang mainit na puro sulfuric acid ay isang malakas na ahente ng oxidizing; ang produktong pagbabawas nito ay sulfur dioxide. Ang sulfuric acid ay natutunaw ang tanso at maaari pang mag-oxidize ng carbon
Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2
C + 2H 2 SO 4 → CO 2 + 2H 2 O + 2SO 2
Ang pagtunaw ng tanso sa mainit na puro sulfuric acid ay naglalarawan ng pangkalahatang reaksyon - paglusaw ng isang hindi aktibong metal sa isang acid na may sabay-sabay na pagkilos ng isang oxidizing agent. Ang mga aktibong metal ay na-oxidized sa mga kasyon sa ilalim ng pagkilos ng isang hydrogen ion, na pagkatapos ay nabawasan sa elemental na hydrogen, halimbawa.
Zn + 2Н + → Zn 2+ + Н 2 (g.)
Ang isang katulad na reaksyon sa tanso ay hindi nangyayari. Gayunpaman, ang tanso ay maaaring ma-oxidize sa Cu 2+ ion sa pamamagitan ng pagkilos ng isang malakas na oxidizing agent, tulad ng chlorine o nitric acid, o, tulad ng ipinapakita sa itaas, na may mainit na concentrated sulfuric acid.
mga sulpate
Ang sulfuric acid ay pinagsama sa mga base upang bumuo ng mga medium sulfate, tulad ng K 2 SO 4 (potassium sulfate), at acid sulfate (minsan ay tinatawag na bisulfates), tulad ng potassium hydrogen sulfate KHSO 4 .
Ang mga bahagyang natutunaw na sulfate ay matatagpuan sa anyo ng mga mineral, na kinabibilangan ng CaSO 4 2H 2 O (gypsum), SrSO 4, BaSO 4 (barite) at PbSO 4. Ang Barium sulfate ay ang hindi bababa sa natutunaw sa lahat ng sulfate; samakatuwid, ang pagbuo nito sa anyo ng isang puting precipitate ay nagsisilbing isang husay na reaksyon sa sulfate ion.
Ang pinakakaraniwang natutunaw na sulfate ay kinabibilangan ng: Na 2 SO 4 10H 2 O, (NH 4) 2 SO 4, MgSO 4 7H 2 O (mapait na asin), CuSO 4 5H 2 O (copper sulfate), FeSO 4 7H 2 O, ( NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 6H 2 O (isang well-crystallized at madaling purified na asin na ginagamit sa analytical chemistry para sa paghahanda ng mga karaniwang solusyon ng ferrous iron), ZnSO 4 7H 2 O, KAl (SO 4) 2 12H 2 O (alum), (NH 4) Al (SO 4) 2 12H 2 O (aluminum-ammonium alum) at KCr (SO 4) 2 12H 2 O (chrome alum).
Thio- o sulfonic acid
Ang sodium thiosulfate Na 2 S 2 O 3 5H 2 O (maling tinatawag na "sodium hyposulfite") ay isang substance na ginagamit sa photography. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagpapakulo ng solusyon ng sodium sulfite na may purong asupre.
SO 3 2- + S → S 2 O 3 2-
Bisulfite ion Thiosulfate ion
Ang Thiosulfuric acid H 2 S 2 O 3 ay hindi matatag; kapag ang thiosulfate ay ginagamot sa acid, ang sulfur dioxide at sulfur ay nabuo.
Ang istraktura ng thiosulfate S 2 O 3 2- ion ay kawili-wili dahil ang dalawang sulfur atom ay hindi katumbas. Ang ion na ito ay isang sulfate ion SO 4 2-, kung saan ang isa sa mga atomo ng oxygen ay pinapalitan ng isang sulfur atom (Larawan 8.4). Ang gitnang sulfur atom ay maaaring italaga ng isang estado ng oksihenasyon na +6, at ang nakalakip na sulfur atom ay maaaring italaga ng isang estado ng oksihenasyon na -2.
Ang thiosulfate ion ay madaling ma-oxidize, lalo na sa iodine, sa tetrathionate ion S 4 O 6 2-
2S 2 O 3 2- → S 4 O 6 2- +2 e
2S 2 O 3 2- + I 2 → S 4 O 6 2- + 2I -
Ang reaksyong ito sa pagitan ng thiosulfate ion at iodine ay malawakang ginagamit sa quantitative analysis ng mga substance na may oxidizing o reducing properties.
kanin. 8.4. Thiosulfate at tetrathionate ions.
Selenium at tellurium
Ang mga trans-argonoid compound ng selenium ay malapit na kahawig ng mga katumbas na sulfur compound. Ang mga selenate, mga asing-gamot ng selenic acid H 2 SeO 4 ay halos kapareho sa mga sulfate. Ang Telluric acid, sa kabilang banda, ay may formula na Te (OH) 6, at ang malaking gitnang atom ay may numero ng koordinasyon na hindi 4, ngunit 6, tulad ng iodine atom sa H 5 IO 6 na molekula.
Chemistry of the Elements Non-metal ng VIA-subgroup
Ang mga elemento ng subgroup ng VIA ay hindi metal, maliban sa Po.
Ang oxygen ay ibang-iba sa ibang mga elemento ng subgroup at gumaganap ng isang espesyal na papel sa kimika. Samakatuwid, ang kimika ng oxygen ay naka-highlight sa isang hiwalay na panayam.
Ang sulfur ang pinakamahalaga sa iba pang elemento. Ang kimika ng asupre ay napakalawak, dahil ang asupre ay bumubuo ng isang malaking iba't ibang mga compound. Ang mga compound nito ay malawakang ginagamit sa chemical practice at sa iba't ibang industriya. Kapag tinatalakay ang mga nonmetals ng VIA subgroup, ang pinakadakilang pansin ay babayaran sa kimika ng asupre.
Mga Pangunahing Isyu na Tinalakay sa Lektura
Pangkalahatang katangian ng mga di-metal ng VIA-subgroup. Mga likas na compound Sulfur
Simpleng sangkap Mga compound ng Sulfur
Hydrogen sulfide, sulfide, polysulfides
Sulfur dioxide. Mga sulfite
Sulfur trioxide
Sulfuric acid. mga katangian ng oxidative. mga sulpate
Iba pang mga compound ng asupre
siliniyum, tellurium
Mga simpleng sangkap Mga compound ng selenium at tellurium
Selenides at tellurides
Se at Te compounds sa oxidation state (+4)
Selenic at telluric acid. mga katangian ng oxidative.
Mga elemento ng subgroup ng VIA |
|||||||||
pangkalahatang katangian |
|||||||||
Ang mga p-elemento ay nabibilang sa subgroup ng VIA: acid- |
|||||||||
genus O, sulfur S, selenium Se, tellurium Te, polonium Po. |
|||||||||
Ang pangkalahatang formula para sa mga electron ng valence |
|||||||||
mga trono - ns 2 np 4 . |
|||||||||
oxygen |
|||||||||
Ang oxygen, sulfur, selenium at tellurium ay hindi metal. |
|||||||||
Madalas silang pinagsama-sama sa ilalim ng karaniwang pangalan na "chalcogens", |
|||||||||
na nangangahulugang "pagbubuo ng mga ores". Talagang marami |
|||||||||
ang mga metal ay matatagpuan sa kalikasan sa anyo ng mga oxide at sulfide; |
|||||||||
sa sulfide ores |
sa maliit na dami na may |
||||||||
may mga selenides at tellurides. |
|||||||||
Ang polonium ay isang napakabihirang radioactive na elemento na |
|||||||||
na isang metal. |
|||||||||
molibdenum |
|||||||||
Upang lumikha ng isang matatag na walong elektron |
|||||||||
ang mga chalcogen atom ay kulang lamang ng dalawang electro- |
|||||||||
bago Ang pinakamababang estado ng oksihenasyon (–2) ay |
|||||||||
tungsten |
lumalaban sa lahat ng elemento. Ito ang antas ng oksihenasyon |
||||||||
ipinapakita ng mga elemento sa mga natural na compound - ok- |
|||||||||
panig, sulfide, selenides at tellurides. |
|||||||||
Lahat ng elemento ng VIA-subgroup, maliban sa O, exhibit |
|||||||||
seaborgium |
positive oxidation states +6 at +4. Karamihan- |
||||||||
ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon ng oxygen ay +2, ipinapakita nito |
|||||||||
kasabay lamang ni F. |
|||||||||
Ang pinaka-katangiang mga estado ng oksihenasyon para sa S, Se, Te ay
xia: (–2), 0, +4, +6, para sa oxygen: (–2), (–1), 0.
Sa paglipat mula sa S hanggang Te, ang katatagan ng pinakamataas na estado ng oksihenasyon ay +6
bumababa, at tumataas ang katatagan ng +4 na estado ng oksihenasyon.
Para sa Se, Te, Po, - ang pinaka-matatag na estado ng oksihenasyon ay +4.
Ang ilang mga katangian ng mga atom ng mga elemento ViB - mga subgroup
Kamag-anak |
Unang enerhiya |
|||
elektrootri- |
ionization, |
|||
halaga |
kJ/mol |
|||
(ayon sa Polling) |
||||
pagtaas ng bilang ng |
||||
mga layer ng trono; |
||||
isang pagtaas sa laki ng isang atom; |
||||
pagbaba ng enerhiya io- |
||||
pagbaba ng kuryente |
||||
mga halaga |
Tulad ng makikita mula sa data sa itaas , ang oxygen ay ibang-iba sa ibang mga elemento ng subgroup mataas na halaga ng ionization energy, ma-
malaking orbital radius ng atom at mataas na electronegativity, ang F lamang ang may mas mataas na electronegativity.
Oxygen, na gumaganap ng isang napaka-espesyal na papel sa kimika, ay isinasaalang-alang mula sa
matino. Sa iba pang mga elemento ng VIA group, ang sulfur ang pinakamahalaga.
Ang asupre ay bumubuo ng napakalaking bilang ng iba't-ibang |
|||
iba't ibang koneksyon. Ang mga compound nito ay kilala mula sa halos lahat |
|||
mi elemento, maliban sa Au, Pt, I at mga noble gas. Cro- |
|||
ako ng laganap na mga compound S sa mga kapangyarihan |
|||
3s2 3p4 |
|||
ang oksihenasyon (–2), +4, +6, ay kilala, bilang panuntunan, |
|||
mga matatag na compound sa mga estado ng oksihenasyon: +1 (S2 O), +2 |
|||
(SF2 , SCl2 ), +3 (S2 O3 , H2 S2 O4 ). Ang iba't ibang mga compound ng sulfur ay nakumpirma rin sa pamamagitan ng katotohanan na halos 20 na naglalaman ng oxygen na acids S ay kilala.
Ang lakas ng bono sa pagitan ng mga atomo ng S ay lumalabas na naaayon sa
mga bono S sa iba pang mga di-metal: O, H, Cl, samakatuwid, S ay nailalarawan sa pamamagitan ng
kabilang ang pinakakaraniwang mineral pyrite, FeS2, at polythionic acids (hal. H2 S4 O6) Kaya, ang kimika ng sulfur ay medyo malawak.
Ang pinakamahalagang sulfur compound na ginagamit sa industriya
Ang pinakakaraniwang ginagamit na sulfur compound sa industriya at ang laboratoryo ay sulfuric acid. Ang dami ng pandaigdigang produksyon ng ser-
acid ay 136 milyong tonelada. (walang ibang acid ang nagagawa sa ganoon kalaking dami). Kasama sa mga karaniwang compound
kung sulfuric acid - sulfates, pati na rin ang mga asing-gamot ng sulfurous acid - sulfites.
natural na sulfide ay ginagamit upang makuha ang pinakamahalagang non-ferrous na metal
thalls: Cu, Zn, Pb, Ni, Co, atbp. Iba pang mga karaniwang sulfur compound ay kinabibilangan ng: hydrosulfide acid H2 S, di- at trioxides ng sulfur: SO2
at SO3, thiosulfate Na2 S2 O3; mga acid: disulfuric (pyrosulfuric) H2 S2 O7, perox-
codisulfate H2 S2 O8 at peroxodisulfates (persulphates): Na2 S2 O8 at
(NH4 )2 S2 O8 .
Sulfur sa kalikasan
tsaa sa anyo ng isang simpleng sangkap, na bumubuo ng malalaking deposito sa ilalim ng lupa,
at sa anyo ng sulfide at sulfate mineral , pati na rin sa anyo ng mga compound,
na mga dumi sa karbon at langis. Ang karbon at langis ay nakukuha bilang resulta ng
yaong mga pagkabulok ng mga organikong sangkap, at ang asupre ay bahagi ng mga hayop at halaman
protina ng katawan. Samakatuwid, kapag ang karbon at langis ay sinunog, ang mga sulfur oxide ay nabuo,
pagdumi sa kapaligiran.
Mga likas na compound ng asupre
kanin. Ang Pyrite FeS2 ay ang pangunahing mineral na ginagamit upang makagawa ng sulfuric acid.
katutubong asupre;
sulfide mineral:
FeS2 - pyrite o iron pyrites
FeCuS2 - chalcopyrite (tanso quanti-
FeAsS - arsenopyrite
PbS - galena o lead luster
ZnS - sphalerite o zinc blende
HgS - cinnabar
Cu2 S- chalcosite o tansong kinang
Ag2 S - argentite o pilak na ningning
MoS2 - molibdenite
Sb2 S3 - stibnite o antimony shine
As4 S4 - realgar;
sulfates:
Na2 SO4 . 10 H2 O - mibilite
CaSO4 . 2H2 O - dyipsum
CaSO4 - anhydrite
BaSObarite o mabigat na spar
Ang SrSO4 ay celestine.
kanin. Gypsum CaSO4. 2H2O
simpleng sangkap
Sa isang simpleng substansiya, ang mga atomo ng asupre ay nakagapos sa dalawang magkatabi.
Ang pinaka-matatag ay ang istraktura na binubuo ng walong sulfur atoms,
pinagsama sa isang corrugated ring na kahawig ng isang korona. Mayroong ilang mga pagbabago ng asupre: rhombic sulfur, monoclinic at plastic sulfur. Sa ordinaryong temperatura, ang asupre ay nasa anyo ng mga dilaw na malutong na kristal.
rhombic na hugis (-S), na nabuo sa pamamagitan ng
mga molekulang ionic S8 . Ang isa pang pagbabago - ang monoclinic sulfur (-S) ay binubuo din ng walong miyembro na mga singsing, ngunit naiiba sa lokasyon
pag-aayos ng mga molekula ng S8 sa kristal. Kapag di-
natutunaw ang mga singsing ng asupre ay napunit. Kasabay nito, mo-
mabubuo ang mga gusot na sinulid, na
kanin. Sulfur
gawin ang matunaw malapot, na may karagdagang
Habang tumataas ang temperatura, maaaring masira ang mga polymer chain at bababa ang lagkit. Ang plastik na asupre ay nabuo sa panahon ng matalim na paglamig ng tinunaw
sulfur at binubuo ng mga nakatali na tanikala. Sa paglipas ng panahon (sa loob ng ilang araw), ito ay mako-convert sa rhombic sulfur.
Ang sulfur ay kumukulo sa 445o C. Ang equilibria ay nagaganap sa sulfur vapor:
450 o C |
650 o C |
900 o C |
1500 o C |
S 8 S 6 |
S 4 |
S 2 |
S |
Ang mga molekula ng S2 ay may istraktura na katulad ng O2.
Ang asupre ay maaaring ma-oxidized (karaniwan ay sa SO2) at maaaring mabawasan
na-upgrade sa S(-2). Sa ordinaryong temperatura, halos lahat ng mga reaksyon na kinasasangkutan ng solid sulfur ay pinipigilan; ang mga reaksyon lamang na may fluorine, chlorine, at mercury ay nagpapatuloy.
Ang reaksyong ito ay ginagamit upang itali ang pinakamaliit na patak ng natapong mercury.
Ang likido at singaw na asupre ay lubos na reaktibo . Sinusunog ng singaw ng asupre ang Zn, Fe, Cu. Kapag dumaan sa H 2 sa ibabaw ng tinunaw na asupre ay nabuo
H 2 S. Sa mga reaksyon sa hydrogen at mga metal, ang sulfur ay gumaganap bilang isang oxidizing
Ang asupre ay madaling ma-oxidized sa ilalim ng pagkilos ng mga halogens.
at oxygen. Kapag pinainit sa hangin, ang asupre ay nasusunog na may asul na apoy, na nag-o-oxidize
hanggang SO2.
S + O2 = SO2
Ang asupre ay na-oxidized na may puro sulfuric at nitric acids:
S + 2H2 SO4 (conc.) = 3SO2 + 2H2 O,
S + 6HNO3 (conc.) = H2 SO4 + 6 NO2 + 2H2 O
Sa mainit na mga solusyon sa alkali, ang asupre ay hindi katimbang.
3S + 6 NaOH = 2 Na2 S + Na2 SO3 + 3 H2 O.
Kapag ang asupre ay tumutugon sa isang solusyon ng ammonium sulfide, dilaw-pula polysulfide ions(–S–S–)n o Sn 2– .
Kapag ang asupre ay pinainit sa isang solusyon ng sulfite, ang thiosulfate ay nakuha, at
kapag pinainit na may solusyon ng cyanide - thiocyanate:
S + Na 2 SO3 = Na2 S2 O3, S + KCN = KSCN
Potassium thiocyanate o thiocyanate ay ginagamit para sa analytical detection ng Fe3+ ions:
3+ + SCN – = 2+ + H2O
Ang resultang kumplikadong tambalan ay may kulay-dugo na kulay,
kahit na sa isang mababang konsentrasyon ng hydrated Fe3+ ions sa
Humigit-kumulang 33 milyong tonelada ng katutubong asupre ang mina taun-taon sa mundo. Ang pangunahing halaga ng nakuhang asupre ay pinoproseso sa sulfuric acid at ginagamit
ginagamit sa industriya ng goma para sa bulkanisasyon ng goma. Magdagdag ng asupre
nagbubuklod sa dobleng bono ng mga macromolecule ng goma, na bumubuo ng mga tulay na disulfide
ki -S- S-, sa gayon, na parang "stitching" sa kanila, na nagbibigay ng lakas at pagkalastiko ng goma. Kapag ang malaking halaga ng asupre ay ipinapasok sa goma, ebo-
nit, na isang magandang insulating material na ginagamit sa electrical engineering. Ginagamit din ang sulfur sa mga parmasyutiko upang gumawa ng mga pamahid sa balat at sa agrikultura upang makontrol ang mga peste ng halaman.
Mga compound ng asupre
Hydrogen sulfide, sulfide, polysulfides
Ang hydrogen sulfide H 2 S ay natural na nangyayari sa sulfuric mineral na tubig,
naroroon sa bulkan at natural na gas, na nabuo sa panahon ng pagkabulok ng puti
kov katawan.
Ang hydrogen sulfide ay isang walang kulay na gas na may bulok na amoy ng itlog at lubhang nakakalason.
Ito ay bahagyang natutunaw sa tubig; sa temperatura ng silid, tatlong volume ng gas na H2 S ang natutunaw sa isang volume ng tubig. Ang konsentrasyon ng H 2 S sa saturated
ang nom na solusyon ay ~ 0.1 mol/l . Kapag natunaw sa tubig, nabubuo ito
hydrosulfide acid, na isa sa mga pinakamahina na acid:
H2 S H+ + HS – , K1 = 6. 10 –8 , |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HS - H+ + S 2–, |
K2 = 1.10 –14 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tagapagpatupad: |
Maraming natural na sulfide ang kilala (tingnan ang listahan ng mga sulfide mineral). Ang mga sulfide ng maraming mabibigat na non-ferrous na metal (Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd, Mo) ay ay mahalagang mga mineral sa industriya. Ang mga ito ay na-convert sa mga oxide sa pamamagitan ng pagpapaputok sa hangin, halimbawa, 2 ZnS + 3 O2 = 2 ZnO + 2 SO2 pagkatapos ang mga oxide ay kadalasang nababawasan ng karbon: ZnO + C = Zn + CO Minsan ang mga oxide ay dinadala sa solusyon sa pamamagitan ng pagkilos ng isang acid, at pagkatapos ay ang solusyon ay sumasailalim sa electrolysis upang mabawasan ang metal. Ang mga sulfide ng alkali at alkaline earth na mga metal ay praktikal mga kemikal na ionic compound. Sulfides ng iba pang mga metal - ang kalamangan vein-covalent compounds, bilang panuntunan, ng non-stoichiometric na komposisyon. Maraming nonmetals din ang bumubuo ng covalent sulfide: B, C, Si, Ge, P, As, Sb. Ang mga likas na sulfide As at Sb ay kilala. Sulfides ng alkali at alkaline earth na mga metal, pati na rin ang mga sulfide Ang ammonium feed ay lubos na natutunaw sa tubig, ang natitirang mga sulfide ay hindi matutunaw mga tula. Ang mga ito ay nakahiwalay mula sa mga solusyon sa anyo ng mga katangian na may kulay na precipitates, Halimbawa, Pb(NO3 )2 + Na2 S = PbS (t.) + 2 NaNO3 Ang reaksyong ito ay ginagamit upang makita ang H2 S at S2– sa solusyon.
Ang ilan sa mga sulfide na hindi matutunaw sa tubig ay maaaring dalhin sa solusyon sa pamamagitan ng mga acid, dahil sa pagbuo ng isang napakahina at pabagu-bago ng hydrosulphuric acid. katutubong acid, halimbawa, NiS + H2SO4 = H2S + NiSO4 Ang mga sulfide ay maaaring matunaw sa mga acid: FeS, NiS, CoS, MnS, ZnS. Mga halaga ng metal sulfide at PR
Ang mga sulfide, na nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang halaga ng produkto ng solubility, ay hindi matutunaw sa mga acid na may pagbuo ng H2 S. Sa ki- ang mga sulfide ay hindi natutunaw sa mga puwang: CuS, PbS, Ag2 S, HgS, SnS, Bi2 S3, Sb2 S3, Sb2 S5, CdS, As2 S3, As2 S5, SnS2. Kung ang reaksyon ng paglusaw ng sulfide dahil sa pagbuo ng H2 S ay imposible, pagkatapos ay maaari itong ilipat sa isang solusyon sa pamamagitan ng pagkilos ng puro nitric acid mga puwang o aqua regia. CuS + 8HNO3 = CuSO4 + 8NO2 + 4H2O Ang sulfide anion S 2– ay isang malakas na proton acceptor (os- pagbabago ayon kay Brønsted). Kaya mataas na natutunaw na sulfide | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
§8 Mga Elemento VI At ang mga grupo.
Oxygen, sulfur, selenium, tellurium, polonium.
Pangkalahatang impormasyon ng mga elemento VI Isang pangkat:
Ang mga elemento ng Group VI A (maliban sa polonium) ay tinatawag na chalcogenides. Mayroong anim na valence electron (ns2 np4) sa panlabas na electronic level ng mga elementong ito, samakatuwid ay nagpapakita sila ng valency 2 sa normal na estado, at -4 o 6 sa excited na estado (maliban sa oxygen). Ang oxygen atom ay naiiba sa mga atomo ng iba pang mga elemento ng subgroup sa pamamagitan ng kawalan ng d-sublevel sa panlabas na layer ng elektron, na nagiging sanhi ng mataas na gastos sa enerhiya para sa "pagpapares" ng mga electron nito, na hindi nababayaran ng enerhiya ng pagbuo ng mga bagong covalent bond. Samakatuwid, ang covalence ng oxygen ay dalawa. Gayunpaman, sa ilang mga kaso, ang oxygen atom, na may mga hindi nakabahaging pares ng electron, ay maaaring kumilos bilang isang electron donor at bumuo ng mga karagdagang covalent bond ayon sa mekanismo ng donor-acceptor.
Ang electronegativity ng mga elementong ito ay unti-unting bumababa sa pagkakasunud-sunod na O-S-Se-Te-Rho. Ang antas ng oksihenasyon ay mula sa -2, +2, +4, +6. Ang radius ng atom ay tumataas, na nagpapahina sa mga di-metal na katangian ng mga elemento.
Ang mga elemento ng subgroup na ito ay bumubuo ng mga compound ng anyong H2 R na may hydrogen (H2 O, H2 S, H2 Se, H2 Te, H2 Po) Ang mga compound na ito, na natutunaw sa tubig, ay bumubuo ng mga acid. Ang mga katangian ng acid ay tumataas sa direksyon H2 O→H2 S→H2 Se→H2 Te→H2 Po. Ang S, Se at Te ay bumubuo ng mga compound ng uri ng RO2 at RO3 na may oxygen. Mula sa mga oxide na ito, nabuo ang mga acid ng uri ng H2 RO3 at H2 RO4. Habang tumataas ang atomic number, bumababa ang lakas ng mga acid. Ang lahat ng mga ito ay may mga katangian ng oxidizing. Ang mga acid tulad ng H2 RO3 ay nagpapakita rin ng mga nagpapababang katangian.
Oxygen
Mga likas na compound at paghahanda: Ang oxygen ay ang pinaka-masaganang elemento sa crust ng lupa. Sa isang libreng estado, ito ay matatagpuan sa atmospheric air (21%); sa isang nakatali na anyo, ito ay bahagi ng tubig (88.9%), mineral, bato at lahat ng mga sangkap kung saan nabuo ang mga organismo ng halaman at hayop. Ang hangin sa atmospera ay isang halo ng maraming mga gas, ang pangunahing bahagi nito ay nitrogen at oxygen, at isang maliit na halaga ng mga marangal na gas, carbon dioxide at singaw ng tubig. Ang carbon dioxide ay nabuo sa kalikasan sa panahon ng pagkasunog ng kahoy, karbon at iba pang panggatong, paghinga ng mga hayop, at pagkabulok. Sa ilang bahagi ng mundo, ang CO2 ay inilalabas sa hangin sa pamamagitan ng aktibidad ng bulkan at gayundin mula sa mga pinagmumulan sa ilalim ng lupa.
Ang natural na oxygen ay binubuo ng tatlong matatag na isotopes: 816 O (99.75%), 817 O (0.04), 818 O (0.20). Ang mga isotopes 814 O, 815 O, 819 O ay nakuha din sa artipisyal na paraan.
Ang oxygen ay unang nakuha sa purong anyo ni K.W. Scheele noong 1772, at pagkatapos noong 1774 ni D.Yu. Priestley, na naghiwalay nito sa HgO. Gayunpaman, hindi alam ni Priestley na ang gas na natanggap niya ay bahagi ng hangin. Pagkalipas lamang ng ilang taon, si Lavoisier, na nag-aral ng mga katangian ng gas na ito nang detalyado, ay itinatag na ito ang pangunahing bahagi ng hangin.
Sa laboratoryo, ang oxygen ay nakuha sa pamamagitan ng mga sumusunod na pamamaraan:
E
tubig electrolysis. Upang mapataas ang electrical conductivity ng tubig, isang alkali solution (karaniwang 30% KOH) o alkali metal sulfate ay idinagdag dito:
Sa pangkalahatan: 2H2 O → 2H2 + O2
Sa katod: 4H2 O+4e¯ → 2H2 +4OH¯
Sa anode: 4OH−4е→2H2 О+О2
- Pagkabulok ng mga compound na naglalaman ng oxygen:
Thermal decomposition ng asin ni Bertolet sa ilalim ng pagkilos ng MnO2 catalyst.
KClO3 →2KCl+3O2
Thermal decomposition ng potassium permanganate
KMnO4 → K2 MnO4 + MnO2 + O2.
Thermal decomposition ng alkali metal nitrates:
2KNO3 →2KNO2 +О2.
Pagkabulok ng peroxide:
2H2 O2 → 2H2 O + O2.
2ВаО2 → 2ВаО+О2.
Thermal decomposition ng mercury oxide (II):
2HgO→2HgO+О2.
Ang pakikipag-ugnayan ng mga peroxide ng alkali metal na may carbon monoxide (IV):
2Na2 O2 + 2CO2 → 2Na2 CO3 + O2.
Thermal decomposition ng bleach sa pagkakaroon ng isang katalista - cobalt salts:
2Ca(OCl)Cl → 2CaCl2 + O2.
Oxidation ng hydrogen peroxide na may potassium permanganate sa isang acidic medium:
2KMnO4 + H2 SO4 + 5H2 O2 → K2 SO4 + 2Mn SO4 + 8H2 O + 5O2.
Sa industriya: Sa kasalukuyan, ang oxygen ay ginawa sa industriya sa pamamagitan ng fractional distillation ng likidong hangin. Sa mahinang pag-init ng likidong hangin, ang nitrogen ay unang nahiwalay mula dito (tboil (N2) = -196ºC), pagkatapos ay inilabas ang oxygen (tboil (O2) = -183ºС).
Ang oxygen na nakuha sa paraang ito ay naglalaman ng mga nitrogen impurities. Samakatuwid, upang makakuha ng purong oxygen, ang nagresultang timpla ay muling distilled at sa huli ay 99.5% na oxygen ang nakuha. Bilang karagdagan, ang ilang oxygen ay nakukuha sa pamamagitan ng electrolysis ng tubig. Ang electrolyte ay isang 30% KOH na solusyon.
Karaniwang nakaimbak ang oxygen sa mga asul na cylinder sa presyon na 15 MPa.
Mga katangian ng physicochemical: Ang oxygen ay isang walang kulay, walang amoy, walang lasa na gas, bahagyang mas mabigat kaysa sa hangin, bahagyang natutunaw sa tubig. Ang oxygen sa isang presyon ng 0.1 MPa at isang temperatura ng -183ºС ay pumasa sa isang likidong estado, sa -219ºС ito ay nagyeyelo. Sa likido at solidong estado, ito ay naaakit ng magnet.
Ayon sa paraan ng mga valence bond, ang istraktura ng molekula ng oxygen, na kinakatawan ng scheme -:Ö::Ö: , ay hindi nagpapaliwanag ng mahusay na lakas ng isang molekula na may mga katangian ng paramagnetic, iyon ay, hindi magkapares na mga electron sa normal na estado.
Bilang resulta ng pagbubuklod ng mga electron ng dalawang atomo, nabuo ang isang karaniwang pares ng elektron, pagkatapos nito ang hindi magkapares na electron sa bawat atom ay bumubuo ng mutual bond na may hindi nakabahaging pares ng isa pang atom, at nabuo ang isang three-electron bond sa pagitan nila. . Sa isang nasasabik na estado, ang molekula ng oxygen ay nagpapakita ng mga diamagnetic na katangian, na tumutugma sa istraktura ayon sa pamamaraan: Ö=Ö: ,
Dalawang electron ang nawawala para punan ang electron level sa oxygen atom. Samakatuwid, ang oxygen sa mga reaksiyong kemikal ay madaling magdagdag ng dalawang electron at nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na -2. Ang oxygen lamang sa mga compound na may mas electronegative element na fluorine ay nagpapakita ng oxidation state +1 at +2: O2 F2, OF2.
Ang oxygen ay isang malakas na ahente ng oxidizing. Hindi lamang ito nakikipag-ugnayan sa mabibigat na inert gas (Kr, Xe, He, Rn), na may ginto at platinum. Ang mga oxide ng mga elementong ito ay nabuo sa ibang mga paraan. Ang oxygen ay kasama sa mga reaksyon ng pagkasunog, oksihenasyon, kapwa sa mga simpleng sangkap at sa mga kumplikado. Kapag ang mga non-metal ay nakikipag-ugnayan sa oxygen, acid o salt-forming oxides ay nabuo, at kapag ang mga metal ay nakikipag-ugnayan, amphoteric o mixed oxides ay nabuo. Kaya, ang oxygen ay tumutugon sa phosphorus sa temperatura na ~ 60 ° C,
4P+5O2 → 2P2 O5
Sa mga metal - mga oxide ng kaukulang mga metal
4Al + 3O2 → 2Al2O3
3Fe + 2O2 → Fe3O4
kapag ang mga alkali metal ay pinainit sa tuyong hangin, ang lithium lamang ang bumubuo ng oxide Li2 O, at ang natitira ay mga peroxide at superoxide:
2Na+O2 →Na2 O2 K+O2 →KO2
Nakikipag-ugnayan ang oxygen sa hydrogen sa 300 °C:
2H2 + O2 = 2H2 O.
Kapag nakikipag-ugnayan sa fluorine, nagpapakita ito ng mga nagpapababang katangian:
O2 + F2 = F2 O2 (sa electrical discharge),
na may asupre - sa temperatura na halos 250 ° C:
Ang oxygen ay tumutugon sa graphite sa 700 °C
C + O2 = CO2.
Ang pakikipag-ugnayan ng oxygen sa nitrogen ay nagsisimula lamang sa 1200°C o sa isang electric discharge:
N2 + O22NO - Q.
Ang oxygen ay tumutugon din sa maraming kumplikadong mga compound, halimbawa, sa nitric oxide (II), ito ay tumutugon kahit na sa temperatura ng silid:
2NO + O2 = 2NO2.
Sa panahon ng oksihenasyon ng hydrogen sulfide, kapag pinainit, ang sulfur ay nabuo, o sulfur oxide (IV), depende sa ratio sa pagitan ng oxygen at hydrogen sulfide:
2H2 S + O2 = 2S + 2H2 O
2Н2 S + ЗО2 = 2SO2 + 2Н2 О
Sa karamihan ng mga reaksyon ng oksihenasyon na kinasasangkutan ng oxygen, inilalabas ang init at liwanag - ang mga ganitong proseso ay tinatawag na combustion.
Ozone
Ang Ozone-O3 ay ang pangalawang allotropic modification ng elementong oxygen. Ang molekula ng O3 ay may angular na istraktura (ang anggulo sa pagitan ng mga bono ay 116º, ang haba ng O=O bond, l=0.1278 nm) ito ay isang asul na gas. Ang likidong ozone ay madilim na asul. Ito ay lason at sumasabog lalo na sa likido at solidong estado). Ang ozone ay nabuo sa atmospera sa panahon ng paglabas ng kidlat, at may partikular na amoy ng pagiging bago.
Karaniwan, ang ozone ay ginawa sa mga ozonizer sa pamamagitan ng pagpasa ng isang tahimik na paglabas ng kuryente sa pamamagitan ng oxygen (ang reaksyon ay endothermic at lubos na nababaligtad; ang ozone yield ay 5%):
3О22О3 ΔН=-285 kJ. Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang ozone ay nakuha sa pamamagitan ng pag-acidify ng persulfate na may nitric acid.
(NH4)2 S2 O8 →H2 S2 O8 +2NH4+
H2 S2 O8 →2SO2 +O3 +H2O
Ang O3 ay nabuo sa mababang ani bilang isang resulta ng reaksyon:
3F2 +H2 O(g)→6HF+O3
Ang O3 ay ang pinakamalakas na ahente ng oxidizing, nag-oxidize sa lahat ng mga metal (maliban sa mga metal na ginto at platinum) at karamihan sa mga hindi metal. Pinapalitan nito ang mga mas mababang oxide sa mas mataas, at ang mga metal sulfides sa kanilang mga sulfate. Sa mga reaksyong kinasasangkutan ng O3, kadalasang nabubuo ang O2, halimbawa:
2Ag+O3 →Ag2 O+O2
PbS+4O3 →PbSO4 +4O2
NH2 +3O3 →HNO2 +H2O
Pb(OH)2 +O3 →PbO2 +H2O+O2
Kapag nalantad sa O3 sa mga metal na alkali, ang mga ozonides ay maaaring makuha - hindi matatag na mga compound na nabubulok:
2KO3 →2KO2 +O2
Bilang isang malakas na ahente ng oxidizing, ang ozone ay pumapatay ng bakterya at samakatuwid ay ginagamit upang disimpektahin ang hangin. Ang isang matatag na ozone layer ay matatagpuan sa atmospera sa taas na ~22 km. Pinoprotektahan ng ozone layer na ito ang Earth mula sa purong ultraviolet radiation na pumipinsala sa buhay.
Kapag ang ozone ay nakikipag-ugnayan sa isang solusyon ng potassium iodide, ang yodo ay inilabas, habang ang reaksyong ito ay hindi nangyayari sa oxygen:
2KI + O3 + H2 O \u003d I2 + 2KOH + O2.
Ang reaksyon ay kadalasang ginagamit bilang isang husay para sa pagtuklas ng I- o ozone ions. Upang gawin ito, ang almirol ay idinagdag sa solusyon, na nagbibigay ng isang katangian na asul na kumplikadong may inilabas na yodo, at ito rin ay may mataas na kalidad dahil ang ozone ay hindi nag-oxidize ng Cl - at Br- ions.
Tubig
Mga katangiang pisikal at kemikal ng tubig: Ang dalisay na tubig ay isang walang kulay, walang lasa, walang amoy, transparent na likido. Densidad ng tubig sa paglipat kanya mula sa isang solid hanggang sa isang likidong estado ay hindi bumababa, tulad ng halos lahat ng iba pang mga sangkap, ngunit tumataas.
Ang tubig ay isang pamilyar at hindi pangkaraniwang sangkap. Walang anumang sangkap sa lupa na mas mahalaga sa atin kaysa sa ordinaryong tubig, at kasabay nito ay walang ibang sangkap na ang mga pag-aari ay magkakaroon ng maraming kontradiksyon at anomalya gaya ng mga katangian nito.
Halos ¾ ng ibabaw ng ating planeta ay inookupahan ng mga karagatan at dagat. Ang solidong tubig - niyebe at yelo - ay sumasakop sa 20% ng lupain. Ang klima ng planeta ay nakasalalay sa tubig. Sinabi ng mga geophysicist na matagal nang lumamig ang Earth at naging isang walang buhay na piraso ng bato, kung hindi para sa tubig. Siya ay may napakataas na kapasidad ng init. Habang umiinit, sinisipsip nito ang init, at habang lumalamig, inilalabas nito. Ang terrestrial na tubig ay parehong sumisipsip at nagbabalik ng maraming init, sa gayo'y nagpapapantay sa klima. Ang Earth ay protektado mula sa cosmic cold ng mga molecule na nakakalat sa atmospera - sa mga ulap at sa anyo ng mga singaw.
Ang tubig sa mga pisikal na katangian ay naiiba nang malaki mula sa iba pang mga solvent: Sa 4ºС, ang tubig ay may pinakamataas na density, at sa karagdagang pag-init ay bumababa ang density nito. Kung, na may pagbaba sa temperatura at sa panahon ng paglipat mula sa isang likido patungo sa isang solidong estado, ang tubig ay nagbago nang katulad sa iba pang mga sangkap, pagkatapos kapag ang taglamig ay papalapit, ang mga layer ng ibabaw ng natural na tubig ay lalamig sa 0 ° C at lumubog hanggang sa ang buong masa ng reservoir ay makakakuha ng temperatura na 0 ° C. Ang tubig ay magyeyelo, ang mga ice floe ay lulubog sa ilalim, at ang lawa ay magyeyelo sa buong lalim nito. Maraming anyo ng buhay sa tubig ang magiging imposible. Sa katotohanan, ang pinalamig na layer, na may mas mababang density, ay nananatili sa ibabaw, nagyeyelo, at sa gayon ay pinoprotektahan ang pinagbabatayan na mga layer mula sa paglamig.
Ang tubig ay may abnormal na mataas na kapasidad ng init (4.18 J/g∙K), kaya sa gabi, gayundin sa panahon ng paglipat mula tag-araw hanggang taglamig, ang tubig ay lumalamig nang dahan-dahan. At sa araw, o sa panahon ng paglipat mula sa taglamig patungo sa tag-araw, ito rin ay dahan-dahang umiinit, kaya't ito ang naging temperatura regulator sa globo.
Ang tubig sa normal nitong estado ay isang likido, habang ang H2 S, H2 Se, H2 Te ay mga gas. Ang mga temperatura ng pagkikristal at pagsingaw ng tubig ay makabuluhang mas mataas kaysa sa kaukulang temperatura ng mga compound na ito.
Ang tubig ay may napakataas na dielectric constant (78.5 sa 298K).
Ang tubig ay isang mahusay na solvent para sa mga polar na likido at mga compound na may mga ionic bond; ito ay bumubuo ng mga crystalline hydrates na may maraming mga kemikal na compound.
Sa loob ng mahabang panahon, ang mga hindi pangkaraniwang katangian ng tubig ay isang misteryo sa mga siyentipiko. Pangunahin ang mga ito dahil sa mga sumusunod na dahilan:
Ang polar na katangian ng mga molekula;
Ang pagkakaroon ng hindi nakabahaging mga pares ng elektron sa oxygen atom;
Hydrogen bonds.
Ang bono sa pagitan ng mga atomo ng hydrogen at oxygen ay polar, na humahantong sa kawalaan ng simetrya sa pamamahagi ng mga elektronikong singil at, dahil dito, sa polarity ng molekula. Ang haba ng bono ay 96 nm, at ang anggulo sa pagitan ng mga bono ay ~ 105º.
Ang pagkakaroon ng mga nag-iisang pares ng mga electron sa oxygen at ang paglilipat ng mga nakabahaging pares ng elektron mula sa mga atomo ng hydrogen patungo sa oxygen ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga bono ng hydrogen. Ang nagbubuklod na enerhiya ay 25 kJ/mol. Ang oxygen atom sa molekula ng tubig ay nasa estado ng sp3 hybridization. Samakatuwid, ang anggulo ng bono ng HOH ay malapit sa anggulo ng tetrahedral (109.5º).
Ang molecular weight ng vaporous water ay 18 at tumutugma sa pinakasimpleng formula nito. Gayunpaman, ang molekular na bigat ng likido ay mas mataas. Ito ay nagpapahiwatig na ang samahan ng mga molekula ay nangyayari sa likidong bahagi; ang kanilang kumbinasyon sa mas kumplikadong mga pinagsama-samang, dahil sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula.
Sa solid na tubig (yelo), ang oxygen atom ng bawat molekula ay kasangkot sa pagbuo ng dalawang hydrogen bond na may mga kalapit na molekula ng tubig.
Ang istraktura ng yelo ay nabibilang sa hindi bababa sa siksik na mga istraktura; may mga voids sa loob nito, ang mga sukat nito ay medyo mas malaki kaysa sa mga sukat ng isang molekula ng tubig. Kapag ang yelo ay natutunaw, ang istraktura nito ay nawasak, ngunit ang mga bono ng hydrogen ay nananatili sa likidong yugto, ang mga kasama ay nabuo, ngunit sila ay umiiral sa loob ng maikling panahon: ang pagkawasak ng ilan at ang pagbuo ng iba pang mga pinagsama-sama ay patuloy na nagaganap. Sa mga voids ng naturang "ice" aggregates, maaaring maglagay ng mga solong molekula ng tubig, habang ang pag-iimpake ng mga molekula ng tubig ay nagiging siksik. Iyon ang dahilan kung bakit kapag natutunaw ang yelo, bumababa ang volume na inookupahan ng tubig, at tumataas ang density nito. Kapag ang tubig ay pinainit, ang bahagi ng init ay ginugugol sa pagsira ng mga bono ng hydrogen. Ipinapaliwanag nito ang mataas na kapasidad ng init ng tubig. Ang mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay ganap na nasisira lamang kapag ang tubig ay pumasa sa singaw.
Sa Earth, mayroong isang deuterium atom para sa bawat 6800 protium atoms, at sa interstellar space ang isang deuterium atom ay para na sa 200 protium atoms.
Ang tubig ay isang highly reactive substance.
Ang tubig ay tumutugon sa marami mga metal na may hydrogen evolution:
2Na + 2H2 O = H2 + 2NaOH (marahas)
2K + 2H2O = H2 + 2KOH (marahas)
3Fe + 4H2 O = 4H2 + Fe3 O4 (lamang kapag pinainit)
Hindi lahat, ngunit ang mga sapat na aktibong metal lamang ang maaaring lumahok sa mga redox na reaksyon ng ganitong uri. Ang alkali at alkaline earth na mga metal ay mas madaling gumanti.
Mula sa di-metal halimbawa, ang carbon at ang hydrogen compound nito (methane) ay tumutugon sa tubig. Ang mga sangkap na ito ay hindi gaanong aktibo kaysa sa mga metal, ngunit nagagawa pa ring tumugon sa tubig sa mataas na temperatura:
C + H2 O ® H2 + CO
CH4 + 2H2 O ® 4H2 + CO2
Ang tubig ay nabubulok sa hydrogen at oxygen sa ilalim ng pagkilos ng isang electric current. Isa rin itong redox reaction, kung saan ang tubig ay parehong oxidizing agent at reducing agent:
2H2O 
2H2+O2
Ang tubig ay tumutugon sa marami mga oksido di-metal. Hindi tulad ng mga nauna, ang mga reaksyong ito ay hindi redox, ngunit mga tambalang reaksyon:
P2 O5 +3H2 O→2H3 PO4 ; N2 O5 +H2 O→2HNO3
Ang alkali at alkaline earth metal oxides ay tumutugon sa tubig upang bumuo ng kaukulang alkalis:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Hindi lahat ng metal oxide ay may kakayahang tumugon sa tubig. Ang ilan sa mga ito ay halos hindi matutunaw sa tubig at samakatuwid ay hindi tumutugon sa tubig. Ito ang ZnO, TiO2, Cr2 O3, kung saan, halimbawa, ang mga pintura na lumalaban sa tubig ay inihanda. Ang mga iron oxide ay hindi rin matutunaw sa tubig at hindi tumutugon dito. Maraming mga compound ng mga metal na may mga di-metal ay madaling nakikipag-ugnayan sa tubig upang mabuo ang mga katumbas na metal hydroxides at hydrogen compound ng mga di-metal:
PCl3 +3H2O → H3PO3 + 3HCl
Al2 S3 +6H2 O→2Al(OH)3 +3H2 S
Ca3 P2+6H2 O→3Ca(OH)2 +2PH3
Na3 N+3H2 O→3NaOH+NH3
KH+H2O→KOH+H2
Ang tubig ay bumubuo ng maraming compound kung saan ang molekula nito ay ganap na napanatili. Ito ang mga tinatawag na hydrates. Kung ang hydrate ay mala-kristal, kung gayon ito ay tinatawag mala-kristal na hydrate, Halimbawa:
CuSO4 +5 H2O→CuSO4 . 5H2O
H2 SO4 + H2 O = H2 SO4 . H2O (sulfuric acid hydrate)
NaOH + H2O = NaOH . H2 O (caustic soda hydrate)
Ang mga compound na nagbubuklod ng tubig sa mga hydrates at crystalline hydrates ay ginagamit bilang mga desiccant. Sa kanilang tulong, halimbawa, alisin ang singaw ng tubig mula sa basa-basa na hangin sa atmospera.
Isang espesyal na reaksyon ng tubig - photosynthesis - ang synthesis ng starch (C6 H10 O5) n at iba pang katulad na mga compound (carbohydrates) ng mga halaman, na nagaganap sa pagpapalabas ng oxygen:
6n CO2 + 5n H2 O = (C6 H10 O5)n + 6n O2 (sa ilalim ng pagkilos ng liwanag)
Ang tubig ay may catalytic na aktibidad. Sa kawalan ng mga bakas ng kahalumigmigan, ang mga ordinaryong reaksyon ay halos hindi nangyayari, halimbawa, ang sodium, puting posporus ay hindi nag-oxidize, ang klorin ay hindi nakikipag-ugnayan sa mga metal, ang hydrogen fluoride ay hindi nagpuputol ng salamin.
Hydrogen peroxide
Ang hydrogen peroxide H2 O2 ay isang hydrogen-oxygen compound na naglalaman ng isang record na dami ng oxygen - 94% ayon sa masa. Ang mga molekula ng H2O2 ay naglalaman ng mga grupo ng peroxide –О–О–, na higit na tumutukoy sa mga katangian ng tambalang ito.
Dahil sa asymmetric distribution ng H-O bonds, ang H2O2 molecule ay highly polar. Ang isang medyo malakas na bono ng hydrogen ay lumitaw sa pagitan ng mga molekula ng H2O2, na humahantong sa kanilang pagkakaugnay. Samakatuwid, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang hydrogen peroxide ay isang maputlang asul na syrupy na likido (density 1.44) na may medyo mataas na punto ng kumukulo (150ºС). Kapag nag-iimbak ng H2 O2 ay nabubulok.
Ang selenium ay nakuha mula sa mga basurang produkto ng sulfuric acid, pulp at paggawa ng papel at anode sludge mula sa electrolytic refining ng tanso. Ang selenium ay naroroon sa putik kasama ng sulfur, tellurium, mabibigat at marangal na metal. Upang mag-extract ng selenium, ang putik ay sinasala at sumasailalim sa alinman sa oxidative roasting (mga 700 °C) o pag-init gamit ang concentrated sulfuric acid. Ang nagreresultang volatile na SeO2 ay nakukuha sa mga scrubber at electrostatic precipitator. Mula sa mga solusyon, ang komersyal na siliniyum ay pinaulanan ng sulfur dioxide. Ginagamit din ang sintering ng putik na may soda, na sinusundan ng pag-leaching ng sodium selenate na may tubig at paghihiwalay ng selenium mula sa solusyon. Para makakuha ng high-purity selenium na ginagamit bilang semiconductor material, ang krudo na selenium ay pinipino sa pamamagitan ng vacuum distillation, recrystallization, at iba pa.
Mga katangiang pisikal at kemikal ng selenium. Ang pagsasaayos ng panlabas na shell ng elektron ng Se 4s2 4p4 atom; ang mga pag-ikot ng dalawang p-electron ay ipinares, habang ang iba pang dalawa ay hindi ipinares, kaya ang mga atomo ng selenium ay nagagawang bumuo ng mga molekula ng Se2 o mga kadena ng mga atomo ng Sen. Ang mga chain ng selenium atoms ay maaaring isara sa ring Se8 molecules. Tinutukoy ng pagkakaiba-iba ng istrukturang molekular ang pagkakaroon ng selenium sa iba't ibang allotropic modification: amorphous (pulbos, colloidal, vitreous) at crystalline (monoclinic α- at β-form at hexagonal γ-forms). Amorphous (pula) powdered at colloidal selenium (density 4.25 g / cm3 sa 25 ° C) ay nakuha sa pamamagitan ng pagbawas mula sa isang solusyon ng selenious acid H2 SeO3, mabilis na paglamig ng siliniyum singaw at iba pang mga pamamaraan. Ang vitreous (itim) na selenium (density 4.28 g/cm3 sa 25°C) ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-init ng anumang pagbabago ng selenium sa itaas ng 220°C na sinusundan ng mabilis na paglamig. Ang vitreous selenium ay may vitreous luster at malutong. Thermodynamically ang pinaka-stable ay hexagonal (grey) selenium. Nakukuha ito mula sa iba pang anyo ng selenium sa pamamagitan ng pag-init hanggang sa pagkatunaw na may mabagal na paglamig sa 180-210 ° C at pagpigil sa temperaturang ito. Ang sala-sala nito ay binuo mula sa parallel helical chain ng mga atomo. Ang mga atomo sa loob ng mga kadena ay covalently bonded. Ang lahat ng mga pagbabago ng selenium ay may mga katangian ng photoelectric. Ang hexagonal selenium hanggang sa temperatura ng pagkatunaw ay isang impurity semiconductor na may hole conductivity. Ang selenium ay isang diamagnet (ang mga pares nito ay paramagnetic).
Ang siliniyum ay matatag sa hangin; oxygen, tubig, hydrochloric at dilute sulfuric acids ay hindi nakakaapekto dito, ito ay lubos na natutunaw sa puro nitric acid at aqua regia, ito ay hindi natutunaw sa alkalis:
Se + 4HNO3 → H2 SeO3 + 4NO2 + H2O
3Se + 6KOH → K2SeO3 + 2K2Se + 3H2O
Ang selenium sa mga compound ay may mga estado ng oksihenasyon -2, +2, +4, +6. Sa oxygen, ang selenium ay bumubuo ng isang bilang ng mga oxide: SeO, Se2 O3, SeO2, SeO3. Ang huling dalawa ay anhydride ng selenous H2 SeO3 at selenic H2 SeO4 acids (mga asin - selenites at selenates). Ang SeO2 ay ang pinaka-stable. Ang SeO2 at H2 SeO3 na may malakas na oxidizing agent ay nagpapakita ng pagbabawas ng mga katangian:
3H2 SeO3 + HClO3 → 3H2 SeO4 + HCl
Sa mga halogens, ang selenium ay nagbibigay ng mga compound na SeF6, SeF4, SeCl4, SeBr4, Se2 Cl2 at iba pa. Ang sulfur at tellurium ay bumubuo ng tuluy-tuloy na serye ng mga solidong solusyon na may selenium. Sa nitrogen, ang selenium ay nagbibigay ng Se4 N4, na may carbon - CSe2. Ang mga compound na may phosphorus P2 Se3, P4 Se3, P2 Se5 ay kilala. Nakikipag-ugnayan ang hydrogen sa selenium sa t>=200 °C, na bumubuo ng H2 Se; Ang H2Se solution sa tubig ay tinatawag na hydroselenic acid. Kapag nakikipag-ugnayan sa mga metal, ang selenium ay bumubuo ng mga selenides. Maraming mga kumplikadong compound ng selenium ang nakuha. Ang lahat ng selenium compound ay nakakalason.
Application ng selenium . Dahil sa mura at pagiging maaasahan nito, ang selenium ay ginagamit sa teknolohiya ng converter sa rectifier semiconductor diodes, pati na rin para sa mga photoelectric device (hexagonal), electrophotographic copiers (amorphous selenium), synthesis ng iba't ibang selenides, bilang phosphors sa telebisyon, optical at signal device, thermistors, atbp. n. Ang selenium ay malawakang ginagamit sa pagpapaputi ng berdeng baso at pagkuha ng mga basong ruby; sa metalurhiya - upang bigyan ang cast steel ng pinong butil na istraktura, pagbutihin ang mga mekanikal na katangian ng hindi kinakalawang na asero; sa industriya ng kemikal - bilang isang katalista; ang selenium ay ginagamit din sa industriya ng parmasyutiko at iba pang industriya.
8.4 Tellurium
Mga likas na compound at pagkuha. Basic. Ang mga pinagmumulan ng tellurium ay putik mula sa electrolytic refining ng tanso at putik mula sa produksyon ng sulfuric acid, pati na rin ang alkaline dross mula sa lead refining. Sa panahon ng pagproseso ng sulfuric acid sludge sa pamamagitan ng paraan ng pag-ihaw (tingnan ang Selenium), ang tellurium ay nananatili sa cinder, na nilagyan ng hydrochloric acid. Ang Se ay namuo mula sa solusyon ng hydrochloric acid sa pamamagitan ng pagpasa ng SO2, pagkatapos kung saan ang solusyon ay natunaw sa isang acid na nilalaman ng 10-12% at kapag pinainit ng pagkilos ng SO2, ang tellurium ay namuo.
Sa panahon ng sintering ng putik na may soda at kasunod na leaching, ang tellurium ay pumasa sa isang solusyon at, sa neutralisasyon, namuo sa anyo ng TeO2. Ang Tellurium ay nakukuha alinman sa pamamagitan ng direktang pagbawas ng TeO2 na may karbon, o sa pamamagitan ng pag-ulan sa pamamagitan ng pagkilos ng SO2 sa hydrochloric acid solution ng TeO2. Sa panahon ng pagproseso ng putik sa pamamagitan ng paraan ng sulfide (leaching na may solusyon sa Na2 S), ang tellurium ay nakahiwalay mula sa solusyon (pagkatapos ng Se precipitation sa pamamagitan ng aeration) sa pamamagitan ng pagkilos ng dry Na2 S2 O3:
Na2 TeS3 + 2Na2 SO3 → Te + 2Na2 S2 O3 + Na2 S
Sa panahon ng pagproseso ng copper electrolyte sludge, ang tellurium ay pangunahing na-convert sa soda slag, na nagreresulta mula sa muling pagtunaw ng mga nalalabi sa isang gintong-pilak na haluang metal ("Dore metal"). Kapag ginamit ang sulfatization, ang bahagi ng tellurium ay pumapasok sa mga solusyon sa sulfate kasama ng Cu. Sa mga ito, ang tellurium ay pinasimulan ng pagkilos ng metal na tanso:
H2 TeO3 + 4H2 SO4 + 6Cu → Te + Cu2 Te + 4CuSO4 + 6H2 O
Ang Tellurium ay nakuha mula sa soda slag pagkatapos matunaw sa tubig o sa pamamagitan ng neutralisasyon sa TeO2 precipitation (ito ay dinadalisay sa pamamagitan ng reprecipitation mula sa sulfide o acid solutions, dissolved sa alkali at tellurium ay isolated sa pamamagitan ng electrolysis), o ang magaspang na tellurium ay direktang namuo mula sa soda solution sa pamamagitan ng electrolysis. Ito ay binabawasan ng A1 sa isang alkaline na solusyon:
6Te + 2A1 + SNaOH → 3Na2 Te2 + 2NaAlO2 + 4H2 O. Pagkatapos ang tellurium ay pinauulan ng aeration:
2Na2 Te2 + 2H2 O + O2 → 4Te + 4NaOH
Upang makakuha ng tellurium na may mataas na kadalisayan, ang mga pabagu-bagong compound nito ay ginagamit, sa partikular na TeCl4, na dinadalisay sa pamamagitan ng distillation o pagwawasto at pagkuha mula sa hydrochloric acid solution. Pagkatapos ng hydrolysis ng TeO2 chloride, ang H2 ay nabawasan. Minsan ginagamit din ang H2Te para sa paglilinis. Sa mga huling yugto ng purification, ginagamit ang vacuum sublimation, distillation o rectification ng tellurium, pati na rin ang zone melting o directional crystallization.
Mga katangiang pisikal at kemikal. Ang Tellurium ay isang kulay-pilak na kulay-abo na sangkap na may metal na kinang, sa manipis na mga layer na mapula-pula-kayumanggi sa liwanag, ginintuang dilaw sa mga pares. Ang Tellurium melt sa itaas ~ 700 °C ay may metallic conductivity. Ang Tellurium ay diamagnetic, magnetic. pagkamaramdamin - 0.31 10-9. Mohs tigas 2.3, Brinell 180-270 MPa; paglaban sa luha 10.8 MPa. Ang Tellurium ay malutong at nagiging ductile kapag pinainit.
Para sa tellurium, ang normal na electrode potential ay 0.56 V. Ang Tellurium, kahit na dispersed, ay matatag sa hangin, ngunit kapag pinainit, ito ay nasusunog (isang asul na apoy na may berdeng halo) upang bumuo ng TeO2. Ang crystalline tellurium ay tumutugon sa tubig na higit sa 100°C, amorphous - higit sa 50°C. Ang mga puro alkali na solusyon ay natutunaw ang tellurium upang bumuo ng telluride at tellurite. Ang hydrochloric acid at dilute H2 SO4 ay hindi nakakaapekto sa tellurium, conc. Natutunaw ito ng H2 SO4, ang mga nagresultang pulang solusyon ay naglalaman ng cation. Ang HNO3 ay nag-oxidize ng tellurium sa tellurous acid H2 TeO3 (tellurite salts):
Te + HNO3 → H2 TeO3 + 4NO2 + H2O
Ang mga malakas na ahente ng oxidizing (HClO3, KMnO4, atbp.) ay nag-oxidize sa telluric acid H2 TeO4 (tellurate salts):
4Te + 3HClO4 + 4H2O → 4H2 TeO4 + 3HCl
Te + 3H2 O2 → H2 TeO4 + 2H2 O
Ang Tellurium ay natutunaw sa mga solusyon ng sulfides at polysulfides ng mga alkali na metal (na may pagbuo ng thiotelluride at thiotellurites). Tumutugon sa mga solusyon sa asin ng Ag. Hindi natutunaw sa CS2. Ito ay tumutugon sa Cl2, F2 at Br2 sa temperatura ng silid, na may I2 - kapag pinainit, mga haluang metal na may S, P (hindi ito bumubuo ng mga compound), As (nagbibigay ng As2 Te3), na may Si (na may pagbuo ng Si2 Te3 at SiTe) , na may Se (bumubuo ng mga solidong solusyon sa panahon ng pagkikristal). Hindi ito direktang nakikipag-ugnayan sa boron at carbon; kapag pinainit, bumubuo ito ng hindi matatag na TeCO carbonyl. Kapag pinagsama sa mga metal, nakuha ang tellurides.
Ang hydrogen telluride H2 Te ay isang walang kulay na gas na may hindi kanais-nais na amoy; sa likidong estado maberde-dilaw, mala-kristal-lemon-dilaw; t. kip. - 2°C, kaya pl. - 51 °С; siksik 5.81 g/l; para sa gas; at sa tuyong hangin sa temperatura ng silid ay dahan-dahan itong nabubulok, sa basa-basa na hangin ito ay nag-oxidize sa tellurium; kapag pinainit sa hangin, ito ay nasusunog, na nagbibigay ng TeO2; solubility sa tubig 0.1 M, may tubig na solusyon-mahina acid, K1 2 10-3; malakas na ahente ng pagbabawas; nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng Al2 Te3 na may hydrochloric acid, pati na rin sa pamamagitan ng electrolysis ng isang solusyon ng H2 SO4 na may tellurium cathode sa 0°C; ginamit upang makagawa ng mataas na kadalisayan na tellurium.
Ang TeF6 hexafluoride ay isang walang kulay na gas; m.p. - 37.8°C, temp. -38.6°C; siksik 10.7 g/l; matatag sa tuyong hangin, hindi nakakaapekto sa salamin; natutunaw sa tubig, unti-unting nag-hydrolyzing sa pagbuo ng mga fluorotelluric acid na TeFn (OH) 6-n, kung saan ang n ay mula 1 hanggang 4, at sa huli ay telluric acid; bumubuo ng mga compound na may metal fluoride, halimbawa. Ag at Ba; nakuha sa pamamagitan ng fluorination ng tellurium kapag pinainit. Tetrafluoride TeF4 - mga kristal na orthorhombic; m.p. 129.6°C, b.p. 194°C (na may pagkabulok); density 4.22 g/cm3; napaka hygroscopic, madaling hydrolyzed; na may alkali metal fluoride ay bumubuo ng pentafluorotellurates M; nakuha sa pamamagitan ng pagkilos ng SeF4 sa TeO2. Fluoride tellurafluorinating agent.
TeCl4 tetrachloride - mga dilaw na kristal; m.p. 224°C, b.p. 381.8°C; siksik 3.01 g/cm3; ur-tion ng pagdepende sa temperatura ng presyon ng singaw \ gp (mm Hg) \u003d 8.791 - - 3941 / T (497 - 653); napaka hygroscopic, hydrolyzes sa tubig; sa puro HC1 solution, na bumubuo ng chlorotelluric acid H2 TeC16; mula sa mga solusyon sa hydrochloric acid ito ay kinukuha ng tributyl phosphate at iba pang mga organikong solvent; na may alkali metal chlorides ito ay bumubuo ng hexa-M2 [TeCl6] at pentachlorotellurates M[TeC15], na may mga chlorides ng Al, Fe(III), Zr at iba pang mga complex na may mga cation, halimbawa, TeC13; nakuha sa pamamagitan ng chlorination ng tellurium; Ang TeCl4 ay ang panimulang materyal para sa paggawa ng high purity tellurium. Ang Brown TeCl2 dichloride ay matatag sa mga singaw at maaaring i-condensed sa isang likido. Dalawang crystalline lower chloride din ang nakuha - silver-gray na Te2 Cl3 at metastable black Te2 Cl na may metal na kinang.
Ang TeS2 at TeS3 sulfide, na nabubulok kapag pinainit, ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-ulan mula sa mga may tubig na solusyon; Kilala ang TeS7 at Te7 S10. Ang mga thiotellurates (hal., Na2TeS3) ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagtunaw ng tellurium sa isang solusyon ng alkali metal polysulfides o sulfur sa mga solusyon ng polytellurides, gayundin sa pamamagitan ng pagsasanib. Ang mga thiotellurates ay mga intermediate sa ilang proseso ng pagbawi ng tellurium.
Aplikasyon. Ang pinakamahalagang larangan ng aplikasyon ng tellurium ay ang synthesis ng decomposition ng tellurides na may mga katangian ng semiconductor. Ang Tellurium ay ginagamit din sa metalurhiya para sa alloying cast iron at steel, Pb, Cu (upang mapataas ang kanilang mekanikal at kemikal na pagtutol). Ang Tellurium at ang mga compound nito ay ginagamit sa paggawa ng mga catalyst, spec. baso, insecticides, herbicides, atbp.
Polonium
Mga likas na compound at pagkuha ng polonium. Isang radioactive na elemento ng kemikal ng pangkat VI ng periodic system, isang analogue ng tellurium. Atomic number 84. Walang matatag na isotopes. Mayroong 27 kilalang radioactive isotopes ng polonium na may mass number mula 192 hanggang 218, kung saan pito (na may mass number mula 210 hanggang 218) ay matatagpuan sa kalikasan sa napakaliit na dami bilang mga miyembro ng radioactive series ng uranium, thorium at actinium, ang ang natitirang mga isotopes ay nakuha nang artipisyal. Ang pinakamahabang buhay na isotopes ng polonium ay artipisyal na ginawa 209 Rho ( t 1/2 = 102 taon) at 208 Rho ( t 1/2 \u003d 2.9 taon), pati na rin ang 210 Rho na nilalaman sa radium-uranium ores ( t 1/2 = 138.4 na araw). Ang nilalaman ng 210 Rho sa crust ng lupa ay 2 10–14% lamang; Ang 1 tonelada ng natural na uranium ay naglalaman ng 0.34 g ng radium at mga fraction ng isang milligram ng polonium-210. Ang pinakamaikling buhay na kilalang isotope ng polonium ay 213 Po ( t 1/2 = 3 10–7 s). Ang pinakamagaan na isotopes ng polonium ay purong alpha emitters, habang ang mas mabibigat na isotopes ay sabay-sabay na naglalabas ng alpha at gamma ray. Ang ilang isotopes ay nabubulok sa pamamagitan ng pagkuha ng elektron, at ang mga pinakamabigat ay nagpapakita rin ng napakahinang aktibidad ng beta. Ang iba't ibang mga isotopes ng polonium ay may mga makasaysayang pangalan na pinagtibay noong simula ng ika-20 siglo, nang makuha ang mga ito bilang resulta ng isang kadena ng mga pagkabulok mula sa "elemento ng magulang": RaF (210 Po), AcC "(211 Po), ThC" (212 Po), RaC " (214 Po), AcA (215 Po), ThA (216 Po), RaA (218 Po).
Ang Polonium-210 ay na-synthesize ng neutron irradiation ng natural na bismuth (naglalaman lamang ito ng 208 Bi) sa mga nuclear reactors (ang beta-active isotope ng bismuth-210 ay nabuo nang intermediately): 208 Bi + n → 210 Bi → 210 Po + e. Kapag ang bismuth ay na-irradiated na may pinabilis na mga proton, ang polonium-208 ay nabuo, ito ay nahiwalay sa bismuth sa pamamagitan ng sublimation sa isang vacuum - tulad ng ginawa ni M. Curie. Sa USSR, binuo ni Zinaida Vasilievna Ershova (1905–1995) ang pamamaraan para sa paghihiwalay ng polonium. Noong 1937 siya ay ipinadala sa Paris sa Institute of Radium sa laboratoryo ng M.Curie (pinamumunuan noong panahong iyon ni Irene Joliot-Curie). Bilang resulta ng business trip na ito, sinimulan siyang tawagin ng mga kasamahan na "Russian Madame Curie." Sa ilalim ng pang-agham na patnubay ni Z.V. Ershova, isang permanenteng, environment friendly na produksyon ng polonium ang nilikha sa bansa, na naging posible na ipatupad ang pambansang programa para sa paglulunsad ng mga lunar rovers, kung saan ginamit ang polonium bilang pinagmumulan ng init.
Ang mahabang buhay na isotopes ng polonium ay hindi pa nakatanggap ng makabuluhang praktikal na aplikasyon dahil sa pagiging kumplikado ng kanilang synthesis. Ang mga reaksyong nuklear ay maaaring gamitin upang makuha ang mga ito.
207Pb + 4He® 208Po + 3n,
208 Bi + 1 H® 208 Po + 2n,
208 Bi + 2D® 208 Po + 3n,
208 Bi + 2D® 208 Po + 2n,
kung saan 4 Siya ay mga alpha particle, 1 H ay pinabilis na mga proton, 2 D ay pinabilis na mga deuteron (deuterium nuclei).
mga katangian ng polonium. Ang Tellurium ay bahagyang nagpapakita ng mga katangian ng metal, habang ang polonium ay isang malambot na kulay-pilak-puting metal. Dahil sa malakas na radyaktibidad, kumikinang ito sa dilim at umiinit, kaya kailangan ang tuluy-tuloy na pag-alis ng init. Ang punto ng pagkatunaw ng polonium ay 254 ° C (bahagyang mas mataas kaysa sa lata), ang kumukulo na punto ay 962 ° C, samakatuwid, kahit na may bahagyang pag-init, ang polonium ay nag-sublimate. Ang density ng polonium ay halos kapareho ng sa tanso - 9.4 g/cm3. Sa pagsasaliksik ng kemikal, ang polonium-210 lamang ang ginagamit; ang mga isotopes na may mahabang buhay ay halos hindi ginagamit dahil sa kahirapan na makuha ang mga ito na may parehong mga katangian ng kemikal.
Ang mga kemikal na katangian ng metal na polonium ay malapit sa pinakamalapit na analogue nito, tellurium; ito ay nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon ng -2, +2, +4, +6. Sa hangin, ang polonium ay dahan-dahang nag-oxidize (mabilis kapag pinainit sa 250 ° C) na may pagbuo ng pulang dioxide PoO2 (kapag pinalamig, ito ay nagiging dilaw bilang isang resulta ng muling pagsasaayos ng kristal na sala-sala). Ang hydrogen sulfide mula sa mga solusyon ng polonium salts ay namuo ng itim na sulfide PoS.
Ang malakas na radioactivity ng polonium ay makikita sa mga katangian ng mga compound nito. Kaya, sa dilute hydrochloric acid, ang polonium ay dahan-dahang natutunaw sa pagbuo ng mga pink na solusyon (ang kulay ng Po2+ ions):
Po + 2HCl ® PoCl2 + H2 ,
gayunpaman, sa ilalim ng pagkilos ng sarili nitong radiation, ang dichloride ay na-convert sa dilaw na PoCl4. Ang dilute na nitric acid ay nagpapalipas ng polonium, habang ang concentrated nitric acid ay mabilis na natutunaw ito:
Po + 8HNO3 → Po(NO3)4 + 4NO2 + 4H2O
Sa mga hindi metal ng pangkat VI, ang polonium ay nauugnay sa pamamagitan ng reaksyon sa hydrogen upang mabuo ang pabagu-bago ng isip na PoH2 hydride (mp. -35 ° C, bp +35 ° C, madaling mabulok), ang reaksyon sa mga metal (kapag pinainit) upang mabuo itim na solid polonides (Na2Po, MgPo, CaPo, ZnPo, HgPo, PtPo, atbp.) at reaksyon sa mga tinunaw na alkali upang bumuo ng polonides:
3Po + 6NaOH ® 2Na2Po + Na2PoO3 + H2O.
Ang polonium ay tumutugon sa chlorine kapag pinainit upang bumuo ng matingkad na dilaw na PoCl4 na kristal, ang mga pulang PoBr4 na kristal ay nakukuha kasama ng bromine, at ang polonium ay tumutugon sa yodo na nasa 40 ° C upang bumuo ng itim na volatile iodide PoI4. Ang puting polonium tetrafluoride PoF4 ay kilala rin. Kapag pinainit, ang tetrahalides ay nabubulok upang bumuo ng mas matatag na mga dihalides:
PoCl4 ® PoCl2 + Cl2 .
Sa mga solusyon, ang polonium ay umiiral sa anyo ng mga Po2+, Po4+ cations, PoO32–, PoO42– anion, pati na rin ang iba't ibang kumplikadong ions, halimbawa, PoCl62–.
Ang paggamit ng polonium Ang Polonium-210 ay naglalabas ng mga alpha ray na may enerhiya na 5.3 MeV, na pinapabagal sa solidong bagay, na pumasa lamang sa ika-1000 ng isang milimetro at ibinibigay ang kanilang enerhiya sa proseso. Ang buhay nito ay ginagawang posible na gamitin ang polonium bilang pinagmumulan ng enerhiya sa mga atomic na baterya ng spacecraft: 7.5 g lamang ng polonium ang sapat upang makakuha ng lakas na 1 kW. Sa bagay na ito, ito ay nakahihigit sa iba pang mga compact na "atomic" na pinagmumulan ng enerhiya. Ang nasabing mapagkukunan ng enerhiya ay nagtrabaho, halimbawa, sa Lunokhod-2, na nagpapainit ng kagamitan sa isang mahabang gabi na naliliwanagan ng buwan. Siyempre, ang kapangyarihan ng mga pinagmumulan ng enerhiya ng polonium ay bumababa sa paglipas ng panahon - sa kalahati bawat 4.5 na buwan, ngunit ang mga isotopes ng polonium na matagal nang nabubuhay ay masyadong mahal. Maginhawang ginagamit din ang polonium upang pag-aralan ang mga epekto ng alpha radiation sa iba't ibang sangkap. Bilang isang alpha emitter, ang polonium na may halong beryllium ay ginagamit upang gumawa ng mga compact na mapagkukunan ng neutron:
9 Maging + 4 Siya ® 12 C + n.
Maaaring gamitin ang boron sa halip na beryllium sa naturang mga mapagkukunan. Noong 2004, ang mga inspektor mula sa International Atomic Energy Agency (IAEA) ay iniulat na nakatuklas ng isang programa sa paggawa ng polonium sa Iran. Ito ay humantong sa hinala na maaari itong magamit sa isang pinagmumulan ng beryllium upang "magsimula" sa tulong ng mga neutron ang isang nuclear chain reaction sa uranium, na humahantong sa isang nuclear explosion.
Ang polonium, kapag ito ay pumasok sa katawan, ay maaaring ituring na isa sa mga pinaka nakakalason na sangkap: para sa 210 Rho, ang maximum na pinapayagang nilalaman sa hangin ay 40 bilyon lamang ng isang microgram bawat 1 m3 ng hangin, i.e. Ang polonium ay 4 trilyong beses na mas nakakalason kaysa sa hydrocyanic acid. Ang mga particle ng alpha na ibinubuga ng polonium (at sa mas mababang lawak din ng gamma ray) ay nagdudulot ng pinsala, na sumisira sa mga tisyu at nagdudulot ng mga malignant na tumor. Ang mga atomo ng polonium ay maaaring mabuo sa mga baga ng tao bilang resulta ng pagkabulok ng radon gas sa kanila. Bilang karagdagan, ang metal na polonium ay madaling makabuo ng pinakamaliit na mga particle ng aerosol. Samakatuwid, ang lahat ng trabaho sa polonium ay isinasagawa nang malayuan sa mga selyadong kahon.
Ang pagtuklas ng polonium. Ang pagkakaroon ng isang elemento na may atomic number na 84 ay hinulaan ni DI Mendeleev noong 1889 - tinawag niya itong ditellurium (sa Sanskrit - ang "pangalawang" tellurium) at iminungkahi na ang atomic mass nito ay malapit sa 212. Siyempre, hindi magagawa ni Mendeleev. mahulaan na ang elementong ito ay hindi matatag. Ang Polonium ay ang unang radioactive na elemento, na natuklasan noong 1898 ng Curies sa paghahanap ng pinagmumulan ng malakas na radioactivity sa ilang mga mineral. Nang lumabas na ang uranium resin ore ay mas malakas na nagniningning kaysa sa purong uranium, nagpasya si Marie Curie na kemikal na ihiwalay ang isang bagong radioactive na elemento ng kemikal mula sa tambalang ito. Bago iyon, dalawa lamang ang mahinang radioactive na elemento ng kemikal - uranium at thorium. Nagsimula si Curie sa tradisyonal na qualitative chemical analysis ng mineral ayon sa standard scheme, na iminungkahi ng German analytical chemist na si KR Fresenius (1818–1897) noong 1841 at ayon sa kung saan maraming henerasyon ng mga estudyante sa loob ng halos isang siglo at isang kalahating tinutukoy na mga kasyon sa pamamagitan ng tinatawag na "hydrogen sulfide method ". Sa simula mayroon siyang halos 100 g ng mineral; pagkatapos ay binigyan ng mga Amerikanong geologist si Pierre Curie ng isa pang 500 g. Sa pagsasagawa ng isang sistematikong pagsusuri, si M. Curie sa bawat pagkakataon ay nagsusuri ng mga indibidwal na praksyon (mga precipitates at solusyon) para sa radyaktibidad gamit ang isang sensitibong electrometer na naimbento ng kanyang asawa. Ang mga hindi aktibong fraction ay itinapon, ang mga aktibo ay sinuri pa. Tinulungan siya ng isa sa mga pinuno ng chemical workshop sa School of Physics and Industrial Chemistry, si Gustav Bemon.
Una sa lahat, nilusaw ni Curie ang mineral sa nitric acid, nag-evaporate ng solusyon sa pagkatuyo, natunaw ang nalalabi sa tubig, at nagpasa ng isang stream ng hydrogen sulfide sa pamamagitan ng solusyon. Kasabay nito, isang precipitate ng metal sulfide precipitated; ayon sa pamamaraang Fresenius, ang precipitate na ito ay maaaring maglaman ng mga hindi matutunaw na sulfide ng lead, bismuth, tanso, arsenic, antimony, at ilang iba pang mga metal. Ang precipitate ay radioactive, sa kabila ng katotohanan na ang uranium at thorium ay nanatili sa solusyon. Ginamot niya ang itim na precipitate na may ammonium sulfide upang paghiwalayin ang arsenic at antimony, na sa ilalim ng mga kundisyong ito ay bumubuo ng mga natutunaw na thiosalts tulad ng (NH4)3 AsS4 at (NH4)3 SbS3. Ang solusyon ay hindi nakakita ng radyaktibidad at itinapon. Ang lead, bismuth at copper sulfide ay nanatili sa sediment.
Ang bahagi ng Curie precipitate na hindi natunaw sa ammonium sulfide ay muling natunaw sa nitric acid, ang sulfuric acid ay idinagdag sa solusyon, at ito ay sumingaw sa apoy ng burner hanggang lumitaw ang makapal na puting SO3 vapors. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang pabagu-bago ng nitric acid ay ganap na tinanggal, at ang mga metal nitrates ay na-convert sa mga sulfate. Pagkatapos ng paglamig ng timpla at pagdaragdag ng malamig na tubig, ang hindi matutunaw na lead sulfate PbSO4 ay lumabas na nasa namuo - walang radioactivity sa loob nito. Itinapon niya ang namuo, at nagdagdag ng malakas na solusyon ng ammonia sa na-filter na solusyon. Kasabay nito, muling bumagsak ang isang precipitate, sa pagkakataong ito - puti; naglalaman ito ng pinaghalong basic bismuth sulfate (BiO)2 SO4 at bismuth hydroxide Bi(OH)3. Sa solusyon, nanatili ang kumplikadong tansong ammonia SO4 ng maliwanag na asul na kulay. Ang puting precipitate, hindi katulad ng solusyon, ay naging mataas na radioactive. Dahil ang tingga at tanso ay pinaghiwalay na, ang puting precipitate ay naglalaman ng bismuth at isang admixture ng bagong elemento.
Muling ginawang dark brown sulfide Bi2 S3 ni Curie ang white precipitate, pinatuyo ito, at pinainit sa isang evacuated ampoule. Ang Bismuth sulfide ay hindi nagbago nang sabay-sabay (ito ay lumalaban sa init at natutunaw lamang sa 685 ° C), gayunpaman, ang ilang mga singaw ay pinakawalan mula sa namuo, na nanirahan sa anyo ng isang itim na pelikula sa malamig na bahagi ng ampoule . Ang pelikula ay radioactive at tila naglalaman ng isang bagong elemento ng kemikal - isang analogue ng bismuth sa periodic table. Ito ay polonium - ang unang natuklasang radioactive na elemento pagkatapos ng uranium at thorium, na nakasulat sa periodic table (sa parehong taon 1898, natuklasan ang radium, pati na rin ang isang pangkat ng mga marangal na gas - neon, krypton at xenon). Sa paglaon, ang polonium ay madaling mag-sublimate kapag pinainit - ang pagkasumpungin nito ay halos kapareho ng sa zinc.
Hindi nagmamadali ang mga Curies na tawaging bagong elemento ang itim na patong sa salamin. Ang isang radioactivity ay hindi sapat. Isang kasamahan at kaibigan ni Curie, French chemist na si Eugene Anatole Demarce (1852–1903), isang dalubhasa sa larangan ng spectral analysis (natuklasan niya ang europium noong 1901), pinag-aralan ang emission spectrum ng black plaque at walang nakitang mga bagong linya dito na maaaring ipahiwatig ang pagkakaroon ng isang bagong elemento. Ang spectral analysis ay isa sa mga pinakasensitibong pamamaraan, na nagbibigay-daan sa pagtuklas ng maraming sangkap sa mga mikroskopikong dami na hindi nakikita ng mata. Gayunpaman, sa isang artikulo na inilathala noong Hulyo 18, 1898, ang Curies ay sumulat: "Sa tingin namin na ang sangkap na aming ibinukod mula sa uranium resin ay naglalaman ng isang metal na hindi pa kilala, na katulad ng bismuth sa analytical properties. Kung nakumpirma ang pagkakaroon ng isang bagong metal, iminumungkahi naming tawagan itong polonium, pagkatapos ng lugar ng kapanganakan ng isa sa atin ”(Polonia sa Latin - Poland). Ito ang tanging kaso kapag ang isang bagong elemento ng kemikal, na hindi pa nakikilala, ay nakatanggap na ng pangalan. Gayunpaman, hindi posible na makakuha ng mga halaga ng timbang ng polonium - napakaliit nito sa uranium ore (sa kalaunan ay nakuha ang polonium sa artipisyal na paraan). At hindi ang elementong ito ang niluwalhati ang mga asawa ni Curie, ngunit ang radium.
Ang selenium ay hindi malawak na ipinamamahagi sa kalikasan. Ang nilalaman ng selenium sa crust ng lupa ay . Ang mga compound nito ay matatagpuan bilang mga impurities sa natural na sulfur compound na may mga metal at. Samakatuwid, ang selenium ay nakuha mula sa mga produktong basura na nabuo sa paggawa ng sulfuric acid, sa electrolytic refining ng tanso, at sa ilang iba pang mga proseso.Ang Tellurium ay isa sa mga bihirang elemento: ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay .
Sa malayang estado, ang selenium, tulad ng sulfur, ay bumubuo ng ilang mga allotropic na pagbabago, kung saan ang pinakasikat ay ang amorphous selenium, na isang pulang kayumanggi na pulbos, at kulay abong selenium, na bumubuo ng mga malutong na kristal na may metal na kinang.
Ang Tellurium ay kilala rin sa anyo ng isang amorphous na pagbabago at sa anyo ng mga light gray na kristal na may metal na kinang.
Ang selenium ay isang tipikal na semiconductor (tingnan ang § 190). Ang isang mahalagang pag-aari nito bilang isang semiconductor ay isang matalim na pagtaas sa electrical conductivity kapag naiilaw. Sa hangganan ng selenium na may metal conductor, nabuo ang isang barrier layer - isang seksyon ng circuit na maaaring pumasa sa electric current sa isang direksyon lamang. Kaugnay ng mga pag-aari na ito, ang siliniyum ay ginagamit sa teknolohiya ng semiconductor para sa paggawa ng mga rectifier at photocell na may barrier layer. Ang Tellurium ay isa ring semiconductor, ngunit mas limitado ang paggamit nito. Ang mga selenides at tellurides ng ilang mga metal ay mayroon ding mga katangian ng semiconductor at ginagamit sa electronics. Sa maliit na halaga, ang tellurium ay nagsisilbing isang alloying na karagdagan sa lead, na nagpapahusay sa mga mekanikal na katangian nito.
Ang hydrogen selenide at hydrogen telluride ay mga walang kulay na gas na may nakakadiri na amoy. Ang kanilang mga may tubig na solusyon ay mga acid, ang mga constant ng dissociation na medyo mas malaki kaysa sa dissociation constant ng hydrogen sulfide.
Sa kemikal, ang hydrogen selenide at hydrogen telluride ay lubos na katulad ng hydrogen sulfide. Tulad ng hydrogen sulfide, ang mga ito ay lubos na nagpapababa ng mga katangian. Kapag pinainit, pareho silang nabubulok. Kasabay nito, ito ay hindi gaanong matatag kaysa sa: tulad ng nangyayari sa serye ng mga hydrogen halides, ang lakas ng mga molekula ay bumababa sa panahon ng paglipat. Ang mga asin ng hydrogen selenide at hydrogen telluride - selenides at tellurides - ay katulad ng sulfide sa mga tuntunin ng solubility sa tubig at mga acid. Sa pamamagitan ng pagkilos sa selenides at tellurides na may malakas na acids, maaaring makuha ang hydrogen selenide at hydrogen telluride.
Kapag ang selenium at tellurium ay sinunog sa hangin o sa oxygen, ang mga dioxide at nakukuha, na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay nasa solidong estado at mga anhydride ng selenous at tellurous acids.
Hindi tulad ng sulfur dioxide, at nagpapakita ng mga katangiang nakararami sa pag-oxidize, madaling bumabawi sa libreng selenium at tellurium, halimbawa:
Sa pamamagitan ng pagkilos ng mga malakas na ahente ng oxidizing, ang selenium at tellurium dioxide ay maaaring ma-convert sa selenic at telluric acid, ayon sa pagkakabanggit.
