§ 32. Элементы VIА-группы. Кислород и сера
Кислород и сера как химические элементы
Элементы VIА-группы кислород 8О, сера 16S, селен 34Se и теллур 52Те имеют общее название халькогены, что в переводе означает «рождающие руду». Действительно, подавляющее число природных минералов содержит кислород либо серу, например магнетит Fe3O4, халькопирит CuFeS2.
Как вам известно, кислород — самый распространённый элемент на Земле, он составляет 49 % от массы земной коры.
Сера — шестнадцатый по распространённости элемент, встречается как в виде соединений, так и в самородном состоянии (табл. 26).
Таблица 26. Химические элементы халькогены
Элемент | Радиус атома, нм | χ | Степени окисления | Природные соединения |
Кислород 8О | 0,073 | 3,5 | –2, –1, 0, +2 | О2, О3, H2O, минералы, органические соединения |
Сера 16S | 0,104 | 2,6 | –2, –1, 0, +4, +6 | Сера самородная S, медный колчедан (халькопирит) СuFеS2, железный колчедан (пирит) FeS2, глауберова соль Na2SO4 · 10H2O, белки |
Селен 34Se | 0,117 | 2,5 | –2, 0, +4, +6 | Селен самородный Se (встречается изредка), соединения с железом, свинцом, ртутью (селениды) в сульфидных месторождениях, органические соединения — селенобелки |
Теллур 52Te | 0,137 | 2,1 | –2, 0, +4, +6 | Теллур самородный Те (в месторождениях серы и селена), соединения с медью, свинцом, цинком, серебром, золотом (теллуриды) в месторождениях соответствующих металлов |
На внешнем электронном слое, общая конфигурация которого ns2np4, атомы халькогенов имеют по 6 электронов, из которых два неспаренных на р-подуровне (Приложение 1):
Из приведённых электронных конфигураций внешнего электронного слоя атомов кислорода, серы следует, что низшая степень окисления этих халькогенов –2. Сера проявляет положительные степени окисления +4, +6 при возбуждении s- и p-электронов внешнего слоя на d-подуровень. Сера по электроотрицательности уступает галогенам (кроме йода), азоту и кислороду. Кислород, будучи вторым после фтора по электроотрицательности, проявляет положительную степень окисления +2 только в соединении со фтором .
Неприятные запахи, ощущаемые при гниении трупов животных, можно объяснить выделением соединений серы (меркаптанов и сероводорода), которые образуются при разложении белков.