Оксиды халькогенов (IV)

Лекция 5. Кислородные соединения халькогенов

1. Оксиды халькогенов (IV)

2. Оксиды халькогенов (VI)

3. Оксокислоты серы

4. Тиосерная кислота и тиосульфаты

Многообразие оксокислот серы (VI)

5. Применение

	SО2	SеО2	TeО2	РоО2
Внешний вид при н.у.	Бесцветный газ с резким запахом горячей серы	Белое твердое вещество	Белое твердое вещество	Желтое кристалл. вещество
Темп. пл., ^оС	-75	Возг. при 315	Возг. при 450	Разл. при 500
Свойства	Кисл. оксид	Кисл. оксид Полимер	Амфот. оксид Полимер	Амфот. оксид Полимер
Строение	sp^2-гибрид.	к.ч.=3	к.ч.=4
Отношение к воде	Растворим 40 л/л воды	Хорошо растворим	Плохо растворим

В ряду SО₂ - SеО₂ - TeО₂ - РоО₂ уменьшается растворимость в воде, ослабевают кислотные свойства, усиливаются восстановительные свойства.

В SO₂ атом серы находится в состоянии sp²-гибридизации, угол O-S-O равен 120^о.

Получение:

Промышленное получение SO₂ обжигом из серы, сульфидных руд, сероводорода и сульфатных руд:

S + O₂ (воздух) = SO₂; (280-360 °C)

4 FeS₂ + 11 O₂ (воздух) = 8 SO₂ + 2 Fe₂O₃ (800°C, обжиг)

2 H₂S + 3 O₂ (изб.) = 2 SO₂ + 2 H₂O (250-300°C)

CaSO₄ + C (кокс) = CaO + SO₂ +CO (1300-1500°C).

В лаборатории SO₂ получают действием сильных кислот на сульфиты:

Диоксиды селена и теллура получают синтезом, они образуются при обработке простых веществ диоксидом азота, концентрированной HNO₃:

Se + NO₂ SeO₂ + NO

Однако в результате такой же обработки серы образуются производные S(VI):

S + 3 NO₂ SO₃ +3 NO и

S + 6HNO₃ H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O.

PoO₂ можно получить слабым нагреванием (250^оС) металла на воздухе.

Химические свойства диоксидов ЭО₂.

Наличие неподеленной электронной пары (электронной плотности) вблизи атома серы объясняет полярность и высокую реакционную способность молекулы SО₂.

1. SО₂ и SeO₂ - кислотные оксиды, а TeO₂ и РоО₂ – амфотерные оксиды.

SО₂ хорошо растворяется в воде (39.3 объема в 1 объеме Н₂О при 20^оС, то есть около 10% по массе). Водный раствор SO₂ называется сернистой кислотой. Основная часть SO₂ находится в виде гидратов SО₂ ^. nH₂O. Раствор имеет кислую реакцию, но в индивидуальном виде H₂SO₃ не выделена из-за ее термодинамической неустойчивости.

Твердый диоксид селена также хорошо растворим в воде, и при этом образуется селенистая кислота SeO₂ + H₂O ↔ H₂SeO₃.

TeО₂ и РоО₂ в воде не растворяются в воде в силу высокой энергии кристаллической решетки.

2. Реагируют со щелочами (PoO₂ только при сплавлении):

3. ЭО₂ - восстановители:

,

.

Важнейший процесс для химической промышленности и экологии - окисление SO₂ кислородом до SO₃: SO₂+1/2O₂ SO₃, в технике осуществляется при повышенной температуре с использованием катализатора V₂O₅+ К₂O.

4. ЭО₂ – окислители:

5. ЭО₂ могут диспропорционировать:

Диоксид серы фотохимически реагирует с Cl₂:

SO₂ + Cl₂ + h SO₂Cl₂.

Первичным процессом служит фотохимическая диссоциация молекулы Cl₂ на два радикала Cl^..

Молекула SO₂ служит нейтральным лигандом в многочисленных комплексах с переходными металлами, например: [Fe₂(CO)₈(SO₂)]. Образование комплекса протекает по донорно-акцепторному механизму.

Дата добавления: 2014-01-20