Хімія підготовка до ЗНО та ДПА
Комплексне видання

ЧАСТИНА І

ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ

ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТІВ

ОКСИГЕН. СУЛЬФУР

Характеристика хімічних елементів

Властивості хімічних елементів

Елементи Оксиген і Сульфур розташовані в VI групі головної підгрупи. Елементи цієї групи (разом із Селеном Se, Телуром Те та Полонієм Ро) називають також халькогенами (від грец. халькос — мідь та генос — походження), оскільки більшість руд та мінералів містять ці елементи у своєму складі.

Атоми Оксигену здатні проявляти валентність, що дорівнює 2, а для Сульфуру характерна змінна валентність.

Розподіл електронів по орбіталях в атомах Оксигену та Сульфуру схематично показано нижче.

Хімічний зв’язок утворюється в результаті перекривання двох орбіталей, на яких перебуває по одному неспареному електрону. В атома Оксигену таких орбіталей дві, і відповідно валентність Оксигену в цьому випадку дорівнює 2:

У третьому періоді, в якому розташований Сульфур, можливий перехід електронів з р-підрівня на d -підрівень, що дозволяє реалізуватися чотири- та шестивалентному стану.

Чотиривалентний стан Сульфуру:

Шестивалентний стан Сульфуру:

Оксиген та Сульфур мають досить високі значення електронегативності, тому в хімічних реакціях вони переважно приймають електрони, тобто проявляють окисні властивості:

Процес відновлення атома Сульфуру абсолютно аналогічний до наведеного вище процесу для атома Оксигену. З іншого боку, атом Сульфуру, за рахунок більшого радіуса, ніж у Оксигену, також може віддавати електрони, тобто окислюватися, переходячи в стан зі ступенем окиснення +4 або +6.

Таким чином, атоми Сульфуру можуть утворювати стани із трьома стійкими ступенями окиснення: -2; +4; +6, на відміну від атомів Оксигену, які можуть проявляти в складних сполуках тільки ступінь окиснення -2.

Поширеність Оксигену та Сульфуру на Землі

Оксисен - найпоширеніший елемент на нашій планеті. З атомів Оксигену складається молекула простої речовини кисню, що міститься в атмосфері Землі у великій кількості (21% за об’ємом). Озон (O₃), що перебуває у верхніх шарах атмосфери, так само складається з атомів Оксигену. Вода (Н₂O), яка покриває більшу частину поверхні Землі, на 88 % складається з атомів Оксигену. Атоми Оксигену входять до складу великої кількості природних мінералів і становлять майже 47 % маси земної кори. Найпоширенішими з-поміж них є: вапняк СаСO₃, пісок SiO₂, магнетит Fe₃O₄, каолін Аl₂O₃ ∙ 2SiO₂ ∙ 2Н₂O, піролюзит МnO₂, доломіт CaMg(CO₃)₂, барит BaSO₄. Атоми Оксигену входять до складу білків, жирів, вуглеводів та інших молекул, важливих для життя всіх живих істот на Землі.

Сульфур — досить поширений елемент на нашій планеті. Вміст цього елемента в земній корі, за масою, приблизно дорівнює 0,05 %. Елемент Сульфур може утворювати просту речовину сірку, яка зустрічається в південній Європі в самородному стані. Такі родовища розробляли ще давні римляни. Окрім простої речовини, Сульфур входить також до складу багатьох мінералів, таких як пірит FeS₂, сфалерит ZnS, халькопірит CuFuS₂, кіновар HgS, гіпс CaSO₄ ∙ 2Н₂O, Na₂SO₄ ∙ 10Н₂O глауберова сіль, каїніт KCl ∙ MgSO₄ ∙ 3Н₂O. Трапляється Сульфур й у живих організмах: близько 5 % Сульфуру входить до складу рогів, копит та волосся, а в капусті (при перерозрахунку на суху масу) міститься 0,8 % Сульфуру. Сульфур — життєво важливий елемент, адже він входить до складу білків.