Халькогены
| Группа → | 16 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ↓ Период | |||||||
| 2 |
| ||||||
| 3 |
| ||||||
| 4 |
| ||||||
| 5 |
| ||||||
| 6 |
| ||||||
| 7 |
| ||||||
Халькоге́ны (от греч. χαλκος — медь (в широком смысле), руда (в узком смысле) и γενος — рождающий) — химические элементы 16-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы главной подгруппы VI группы)[1]. В группу входят кислород O, сера S, селен Se, теллур Te, полоний Po и искусственно полученный радиоактивный ливерморий Lv. Бинарные соединения этих элементов с металлами носят общее название халькогенидов. Типичная степень окисления −2 (встречается также −1).
В химических формулах халькогены иногда обозначают [math]\ce{ Ch }[/math][2][3].
Свойства элементов-халькогенов и простых веществ
Кислород
| 8 | Кислород
|
| 2s22p4 | |
Кислород — самый распространённый элемент земной коры и человеческого организма. Образует две аллотропные модификации — кислород, O2, и озон, O3. Первый при нормальных условиях представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха, мало растворяется в воде, а второй — газ голубого цвета, с резким специфическим запахом и «металлическим» вкусом, растворяется в воде в 10 раз лучше, чем кислород.
Кислород отличается от всех халькогенов. Это объясняется его положением в периодической системе. Кислород — халькоген второго периода, а это означает, что у него, в отличие от других элементов подгруппы, нет d-подуровня. Следовательно, элемент не способен переводить электроны подуровней s и p на подуровень d и поэтому проявляет, как правило, валентность 2. По электроотрицательности уступает только фтору. Образует оксиды, в которых проявляет степень окисления −2, пероксиды, где его степень окисления −1 (NaO, H2O2, надпероксиды, где его степень окисления равна -0.5 (KO2), и озониды где их степени окисления равны -1/3(RbO3).
Сера
| 16 | Сера
|
| 3s23p4 | |
Сера — шестнадцатый элемент периодической системы. Встречается в природе как в виде свободной самородной серы, так и в виде соединений. Образует три основны́е аллотропные модификации: ромбическая, моноклинная и пластическая серы. Две первые представляют собой кристаллы жёлтого цвета состава S8, а последняя — полупрозрачную тёмно-коричневую резиноподобную массу с молекулами в виде нерегулярных спиральных цепей состава Sn. При комнатной температуре устойчива только ромбическая модификация. Сера не растворяется в воде, а порошок серы плавает в ней за счёт микроскопических пузырьков воздуха.
В отличие от кислорода сера уже имеет d-подуровень и может проявлять валентность 4 и 6. Степени окисления: −2, −1, 0, +1, +2, +4, +6.
Селен
| 34 | Селен
|
| 3d104s24p4 | |
Селен — типичный полупроводник. Мало распространён в природе. Содержание его в земной коре всего 6×10−5 % массы. Соединения селена встречаются в виде примесей к соединениям серы, и получают его из отходов производства серной кислоты. Как и сера, селен образует три аллотропные модификации. Все они твёрдые вещества чёрного (чёрный селен, Se), серого (серый полимер, Se) или красного (красный циклоселен, Se8) цветов. Селен — микроэлемент в организме человека, способствует усваиванию иода. Многие его соединения, а также его аллотропные модификации ядовиты (в больших концентрациях). Имеет природный радиоактивный изотоп, 82Se.
Проявляет степени окисления −2, +2, +4, +6.
Теллур
| 52 | Теллур
|
| 4d105s25p4 | |
Теллур распространён в природе ещё меньше, чем селен. Массовая доля его в земной коре оценивается в 10−6 %. Относится к семейству металлоидов. Внешне похож на металл, но таковым не является. В природе встречается в виде минералов и примесей к самородной сере (японская теллу́ристая сера содержит 0,17 % теллура). Встречается даже самородный теллур. Как и селен, он тоже полупроводник, но его применение более ограничено. Теллур и его соединения в целом менее ядовиты по отношению к селену. Применяется как легирующая добавка к свинцу, улучшающая его механические свойства.
Проявляет степени окисления, как и остальные халькогены (кроме кислорода): −2, +2, +4, +6.
Полоний
| 84 | Полоний
|
| 4f145d106s26p4 | |
До сих пор ведутся споры о принадлежности полония. Одни авторы причисляют полоний к металлоидам, а другие — к металлам. Полоний представляет собой серебристо-белый мягкий радиоактивный полуметалл. Имеет две аллотропные модификации — низкотемпературный полоний, α-Po, образующий кубическую решётку, и высокотемпературный полоний, β-Po, образующий ромбическую решётку. Все его соединения чрезвычайно ядовиты ввиду радиоактивности всех изотопов полония. Самый стабильный изотоп (с атомной массой 209) имеет период полураспада 125 лет. В макроколичествах в природе отсутствует, однако семь радионуклидов полония (полоний-210, 211, 212, 214, 215, 216 и 218) входят в состав естественных радиоактивных рядов.
Проявляет степени окисления −2, +2, +4, +6.
Ливерморий
| 116 | Ливерморий
|
| 5f146d107s27p4 | |
Ливерморий — искусственно синтезированный элемент, не имеющий стабильных изотопов, в природе не встречается. Свойства ливермория мало изучены, однако считается, что металлические свойства ливермория выражены ещё сильнее, чем у полония.
Примечания
- ↑ Таблица Менделеева Архивная копия от 1 июня 2013 на Wayback Machine на сайте ИЮПАК
- ↑ Rachel Woods-Robinson, Yanbing Han, Hanyu Zhang, Tursun Ablekim, Imran Khan. Wide Band Gap Chalcogenide Semiconductors (англ.) // Chemical Reviews. — 2020-05-13. — Vol. 120, iss. 9. — P. 4007–4055. — ISSN 1520-6890 0009-2665, 1520-6890. — doi:10.1021/acs.chemrev.9b00600. Архивировано 11 мая 2022 года.
- ↑ M. Hyla. Network-Forming Nanoclusters in Binary As–S/Se Glasses: From Ab Initio Quantum Chemical Modeling to Experimental Evidences // Nanoscale Research Letters. — 2017-01-17. — Т. 12, вып. 1. — С. 45. — ISSN 1556-276X. — doi:10.1186/s11671-016-1788-8.
Литература
- Глинка Н. Л. Общая химия. — М.: «Химия», 1977, переработанное. — 720 с.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
