Халькогены. Сера и селен.

План занятия

1. Изучим физические свойства серы и селена
2. Узнаем о нахождении этих элементов в природе
3. Рассмотрим области их применения
4. Изучим электронное строение их атомов
5. Рассмотрим характерные степени окисления
6. Познакомимся с химическими свойствами серы
7. Узнаем химические свойства селена
8. Проведем параллели и найдем отличия

Раздел 1. Физические свойства серы и селена

Сера — хрупкое кристаллическое вещество жёлтого цвета, плохо растворимое в воде. При горении в кислороде даёт синее пламя.

Горение серы в кислороде

Селен — серое вещество с металлическим блеском, неметалл, фотопроводник (проводит ток под действием света).

Аллотропные модификации

Сера:

• Ромбическая S₈ — устойчива при н.у., лабораторная форма
• Моноклинная S₈ — неустойчива, переходит в ромбическую
• Пластическая сера — тёмная резиноподобная масса

Селен:

• Серый Se_n — наиболее устойчивая форма
• Красный Se₈ — при нагревании → серый селен

Раздел 2. Нахождение в природе

Сера встречается в самородном виде (вулканы, нефть, природные воды), в минералах (пирит FeS₂, галенит PbS), в белках.

Селен — редко в самородном виде, чаще в сульфидных рудах. Является жизненно важным микроэлементом.

Раздел 3. Применение

Сера:

1. Вулканизация каучука → резина
2. Фунгициды (защита растений)
3. Лекарственные препараты
4. Серобетон

Селен:

1. Химиотерапия
2. Профилактические препараты

Раздел 4. Электронное строение и степени окисления

Оба — элементы VIA группы (16-я по новой номенклатуре):

• S (16): [Ne]3s²3p⁴
• Se (34): [Ar]3d¹⁰4s²4p⁴

Высшая валентность — VI. Степени окисления: –2, 0, +4, +6.

Раздел 5. Химические свойства серы

Сера (S⁰) проявляет **окислительные и восстановительные** свойства.

Окислительные свойства

Восстановительные свойства

Диспропорционирование

Сероводород H₂S

Бесцветный газ с запахом тухлых яиц, токсичен, слабая кислота, сильный восстановитель.

Сульфиды

Качественная реакция: чёрный осадок с Ag⁺, Pb²⁺, Cu²⁺:

Гидролиз: Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Оксид серы(IV) — SO₂

Бесцветный газ с резким запахом. Кислотный оксид, восстановитель.

Качественная реакция: обесцвечивает KMnO₄; даёт осадок с Ba(OH)₂, растворимый в избытке SO₂.

Серная кислота H₂SO₄

Разбавленная: типичная сильная кислота:

Концентрированная: сильный окислитель (H₂ не выделяется!):

Пассивация: Al, Cr, Fe (в конц. H₂SO₄ при н.у.).

Сульфаты

Качественная реакция: белый осадок BaSO₄ (не растворяется в кислотах):

Раздел 6. Химические свойства селена

Селен ведёт себя аналогично сере, но соединения чаще твёрдые, а кислоты — сильнее.

Селен (Se⁰)

Селеноводород H₂Se

Твёрдое вещество, крайне ядовит, кислота сильнее H₂S.

Селеновая кислота H₂SeO₄

Очень сильный окислитель:

Раздел 7. Выводы

1. Сера и селен — аналоги, но различаются физикой и реакционной способностью.
2. Соединения токсичны и агрессивны.
3. Соединения селена — чаще твёрдые (H₂Se — твёрдый, H₂S — газ).
4. H₂SeO₄ — сильнее окислитель, чем H₂SO₄.

Сера и селен играют ключевую роль в химической промышленности и биохимии.