§ 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):

8O img
16S img

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 straight O with plus 2 on top straight F subscript 2.

img

Неприятные запахи, ощущаемые при гниении трупов животных, можно объяснить выделением соединений серы (меркаптанов и сероводорода), которые образуются при разложении белков.