Р-Элементы 5 и 6 групп периодической системы Д.И.Менделеева

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Тема  №7

«р-Элементы 5 и 6 групп периодической  системы Д.И.Менделеева» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Сера 

Электронная конфигурация атома  серы ns²np⁴.

Степень окисления в соединениях -2, 0,+2,+4, +6

      Сера  типичный неметалл. В жидком и газообразном состоянии образует циклические молекулы: S₈, S₆ и др. В обычных условиях существует в виде циклооктасеры.

      Распространение в природе: вулканическая  сера, CuFeS₂ (халькопирит), ZnS (сфалерит), CaSO₄∙ 2Н₂О (гипс), содержится в нефти (тиофен), нефтяных газах.

 Аллотропные модификации:

a-S₈ (ромб.)                  b- S₈ (мон.)

                 Т.пл.  113°С                 Т.пл.   119°С

 

Способ  получения:

2H₂S + O₂ = 2S¯ + 2H₂O

 
 
 
 
 
 

Химические  свойства:

S₈ + 8O₂ = 8SO₂ - горит на воздухе голубоватым пламенем;

S₈ + 24F₂ = 8SF₆ - фтор воспламеняет серу в обычных условиях;

S₈ + Cl₂ ® SCl₂ + S₂Cl₂ - реагирует при небольшом нагревании;

           >150^оС

S₈ + 8H₂ ↔ H₂S

2H₂SO₄ + S = 3SO₂­ + 2H₂O 

6HNO₃ + S = H₂SO₄ + 6NO₂­ + 2H₂O 

(2x + 2)S_k + 6KOH = 2K₂S_x + K₂SO₃(S) +3H₂O

x = 2, 5 
 

Сульфаны  H₂Sx  (x = 1-23)

 
 

Способы получения:

FeS + 2HCl = H₂S­ + FeCl₂

CaS + 2HCl = H₂S­ + CaCl₂ 

Химические  свойства

H₂S + H₂O ↔ H₃O⁺ + HS^-

HS + H₂O ↔ H₃O⁺ + S^2-

 

2H₂S + SO₂ = 3S¯ + 2H₂O 

H₂S + I₂ = S↓ + 2HI 

H₂S + H₂SO₄ = S↓ + SO₂­ + 2H₂O 
 

Сульфиды - MS 

Способы получения:

 

Fe + S = FeS 

Zn + H₂S = ZnS + H₂­ 

BaO + H₂S = BaS + H₂O 

CuSO₄ + H₂S = CuS¯ + H₂SO₄ 

Na₂SO₄ + 4C = Na₂S + 4CO↑ 

Химические  свойства: 

   При стоянии на воздухе  они окисляются: 

2Na₂S + 2O₂ + H₂O = Na₂SO₃(S) + 2NaOH 

Na₂S + 2O₂ = Na₂SO₄ 

2ZnS+ O₂ = 2ZnO + 2SO₂­ 

Bi₂S₃ + 8HNO₃ = 2Bi(NO₃)₂ + 2NO­ + 3S↓ + 4H₂O 
 

Кислородные соединения

SO₂        SO₃

 

Способы получения:

S + O₂ = SO₂

 

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂­

Na₂SO₃ + 2H₂SO₄ = 2NaHSO₄ + H₂O + SO₂­

 

2SO₂ + O₂ ® 2SO₃ (400-620°C, V₂O₅ + K₂O) 

Na₂S₂O₇ ® Na₂SO₄ + SO₃­

 

Химические свойства: 

SO₂×nH₂O ↔ H₃O⁺ + HSO₃^- + (n-2)H₂O 

SO₂ + I₂ + 2H₂O = 2HI + H₂SO₄ 

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O = 2MnSO₄ + 2KHSO₄ +        + H₂SO₄ 

SO₂ + 2CO ↔ S↓ + 2CO₂↑ 

SO₂ + 2H₂ = S↓ + 2H₂O 

2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ 

SO₂ + N₂O₃ + H₂O = H₂SO₄ + 2NO­ - нитрозный метод получения кислоты; 

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

SO₃ +  H₂SO₄ = H₃S_nO_3n+1 (n=1,2,3 …) 

2SO₃ + C = 2SO₂ + CO₂ 

SO₃ + HCl = HO(Cl)SO₂ 

2SO₃ + HCl ↔ SO₂­ + Cl₂ + H₂SO₄ 

SO₃ + 8HI   ↔ H₂S­ + 4I₂ + H₂O 

3SO₃ + Fe₂O₃ = Fe₂(SO₄)₃ 

Оксокислоты и их соли 

H₂SO₃             H₂S₂O₃, H₂SO₄, H₃S_nO_3n+1 (n=1,2,3 …)

Химические свойства:

 

Na₂SO₃ + 3C = Na₂S + 3CO­ 

NaHSO₃ + Cl₂ + H₂O = NaHSO₄ + 2HCl 

4K₂SO₃  ® 3K₂SO₄ + K₂S

KHSO₃ = K₂S₂O₅ + H₂O 
 
 

H₂SO₄ + 2H⁺ + 2e = SO₂­ + 2H₂O 

H₂SO₄ + 6H⁺ + 6e = S¯ + 4H₂O 

H₂SO₄ + 8H⁺ + 8e = H₂S­ + 4H₂O 
 

S + H₂SO₄ = 3SO₂­ + 2H₂O 

H₂S + H₂SO₄ = SO₂­ + S¯ + 2H₂O 
 

HgSO₄  ® Hg + SO₂­ + O₂ 

2KHSO₄ ® K₂S₂O₇ + H₂O 

K₂S₂O₇ ® K₂SO₄ + SO₃ 
 

Азот 

Электронная конфигурация атома  ns²np³.

Степень окисления: -3, 0, +3,+5.

Распространение в природе:

N₂ (78% об.), натриевая селитра (NaNO₃), калийная селитра (KNO₃). 
 
 
 

Химические  свойства:

N₂ + O₂ = 2NO­

 

N₂ + 3H₂ = 2NH₃­

(1918 г. – Ф.Габер, 1931 г. – К.Бош, Ф.Бергиус)

Соединения  азота с водородом

 

NH₃ (т.кип.-33^оС, т.пл.-78^оС), N₂H₄, NH₂ОН

Аммиак

 

Способы получения

CaCN₂ + 3H₂O = CaCO₃ + 2NH₃­ 

Химические  свойства

NH_3(г) + Н₂О ↔ NH₄⁺ + ОН^- 

NH_3(г) + НCl  =   NH₄Cl 

3NH_3(г) + AgNO₃ + H₂O = [Ag(NH₃)₂]OH  + NH₄NO₃ 
 

NH_3(г) + 3F₂ = NF₃ ­+ 3HF­ 

NH_3(г) + 3Cl₂ = NCl₃ ­+ 3HCl­ (pH=3)