Oksidlanish darajasi -2 bo'lgan birikmalar. Oksidlanish darajasi -2 bo'lgan eng muhim oltingugurt birikmalari vodorod sulfidi va sulfidlardir. Vodorod sulfidi - H 2 S - chirigan oqsilning xarakterli hidiga ega rangsiz gaz va zaharli hisoblanadi. Vodorod sulfidi molekulasi burchakli shaklga ega, bog'lanish burchagi 92º. Vodorodning oltingugurt bug'lari bilan to'g'ridan-to'g'ri o'zaro ta'siridan hosil bo'ladi. Laboratoriyada vodorod sulfidi kuchli kislotalarning metall sulfidlariga ta'sirida hosil bo'ladi:

Na 2 S + 2HCl = 2NaCl + H 2 S

Vodorod sulfidi kuchli qaytaruvchi vositadir va hatto oltingugurt (IV) oksidi bilan oksidlanishi mumkin.

2H 2 S -2 + S +4 O 2 = 3S 0 + 2H 2 O

Sharoitga qarab, sulfid oksidlanish mahsulotlari S, SO 2 yoki H 2 SO 4 bo'lishi mumkin:

2KMnO 4 + 5H 2 S -2 + 3H 2 SO 4 ® 2MnSO 4 + 5S + K 2 SO 4 + 8H 2 O;

H 2 S -2 + 4Br 2 + 4H 2 O = H 2 S +4 O 4 + 8HBr

Havoda va kislorodli atmosferada vodorod sulfidi yonib, sharoitga qarab oltingugurt yoki SO 2 hosil qiladi.

Vodorod sulfidi suvda ozgina eriydi (1 hajm suv uchun 2,5 hajm H 2 S) va o'zini zaif ikki asosli kislota sifatida tutadi.

H 2 S H + + HS - ; K 1 = 1×10 -7

HS - H + + S 2- ; K 2 = 2,5×10 -13

Ikki asosli kislota sifatida vodorod sulfidi ikki qator tuzlarni hosil qiladi: gidrosulfidlar (kislota tuzlari) va sulfidlar (o'rta tuzlar). Masalan, NaHS gidrosulfid va Na 2 S natriy sulfiddir.

Aksariyat metallarning sulfidlari suvda ozgina eriydi, xarakterli ranglarda boʻyaladi va kislotalarda eruvchanligi bilan farqlanadi: ZnS - oq, CdS - sariq-to'q sariq, MnS - tana rangi, HgS, CuS, PbS, FeS - qora, SnS - jigarrang. , SnS 2 - sariq. Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallarining sulfidlari, ammoniy sulfidlari suvda yaxshi eriydi. Eriydigan sulfidlar yuqori darajada gidrolizlanadi.

Na 2 S + H 2 O NaHS + NaOH

Sulfidlar, oksidlar kabi, asosli, kislotali va amfoterdir. Asosiy xususiyatlar gidroksidi va gidroksidi tuproq metallarining sulfidlari tomonidan namoyon bo'ladi, kislotali xususiyatlar metall bo'lmaganlar sulfidlari tomonidan namoyon bo'ladi. Sulfidlarning kimyoviy tabiatidagi farq gidroliz reaktsiyalarida va turli tabiatdagi sulfidlarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirida namoyon bo'ladi. Asosiy sulfidlar gidrolizda ishqoriy muhit hosil qiladi, kislotalilar esa mos keladigan kislotalar hosil bo'lishi bilan qaytarilmas gidrolizlanadi:

SiS 2 + 3H 2 O = H 2 SiO 3 + 2H 2 S

Amfoter sulfidlar suvda erimaydi, ularning ba'zilari, masalan, alyuminiy, temir (III), xrom (III) sulfidlari to'liq gidrolizlanadi:

Al 2 S 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S.

Asosiy va kislotali sulfidlar o'zaro ta'sirlashganda tiositlar hosil bo'ladi. Tegishli tio kislotalar odatda beqaror, ularning parchalanishi kislorodli kislotalarning parchalanishiga o'xshaydi.

CS 2 + Na 2 S = Na 2 CS 3; Na 2 CS 3 + H 2 SO 4 = H 2 CS 3 + Na 2 SO 4;

natriy tiokarbonat tiokarbon kislotasi

H 2 CS 3 = H 2 S + CS 2

Persulfid birikmalari. Oltingugurtning gomozanjir hosil qilish tendentsiyasi sulfidlarning oltingugurt bilan eritmalari qizdirilganda hosil bo'ladigan persulfidlarda (polisulfidlarda) amalga oshiriladi:

Na 2 S + (n-1)S = Na 2 S n

Persulfidlar tabiatda uchraydi, masalan, keng tarqalgan mineral pirit FeS 2 temir (II) persulfididir; Mineral kislotalarning polisulfidlari eritmalariga ta'sir qilganda, polisulfanlar ajratiladi - H 2 S n tarkibidagi beqaror moyga o'xshash moddalar, bu erda n 2 dan 23 gacha o'zgaradi.

Persulfidlar, peroksidlar kabi, oksidlovchi va qaytaruvchi xususiyatga ega, shuningdek, osonlik bilan nomutanosibdir.

Na 2 S 2 + SnS = SnS 2 + Na 2 S; 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2;

Na 2 S 2 -1 = S 0 + Na 2 S -2

Oksidlanish darajasi +4 bo'lgan birikmalar. Eng muhimi oltingugurt (IV) oksidi - yonayotgan oltingugurtning o'tkir, yoqimsiz hidiga ega rangsiz gaz. SO2 molekulasi burchakli tuzilishga ega (OSO burchagi 119,5°):

Sanoatda SO 2 piritni qovurish yoki oltingugurtni yoqish orqali ishlab chiqariladi. Oltingugurt dioksidini ishlab chiqarishning laboratoriya usuli - bu kuchli mineral kislotalarning sulfitlarga ta'siri.

Na 2 SO 3 + 2HCl = 2NaCl + SO 2 + H 2 O

Oltingugurt (IV) oksidi energetik qaytaruvchi moddadir

S +4 O 2 + Cl 2 = S +6 O 2 Cl 2,

ammo kuchli qaytaruvchi moddalar bilan o'zaro ta'sirlashganda, u oksidlovchi vosita sifatida harakat qilishi mumkin:

2H 2 S + S +4 O 2 = 3S 0 + 2H 2 O

Oltingugurt dioksidi suvda yaxshi eriydi (1 hajm suv uchun 40 hajm). Suvli eritmada gidratlangan SO2 molekulalari qisman dissotsiatsiyalanib, vodorod kationini hosil qiladi:

SO 2 ×H 2 O H + + HSO 3 - 2H + + SO 3 2-

Shu sababli, oltingugurt dioksidining suvli eritmasi ko'pincha oltingugurt kislotasi - H 2 SO 3 eritmasi hisoblanadi, ammo aslida bu birikma mavjud emas. Biroq, oltingugurt kislotasining tuzlari barqaror va alohida ajratilishi mumkin:

SO 2 + NaOH = NaHSO 3; SO 2 + 2NaOH = Na 2 SO 3

natriy gidrosulfit natriy sulfit

Sulfit anioni uchburchak piramida tuzilishga ega, tepasida oltingugurt atomi joylashgan. Oltingugurt atomining yolg'iz juftligi fazoviy yo'naltirilgan, shuning uchun elektron juftining faol donori bo'lgan anion osongina tetraedral HSO 3 ga aylanadi va ikkita tautomer shaklda mavjud:

Ishqoriy metall sulfitlari suvda yaxshi eriydi va asosan gidrolizlanadi:

SO 3 2- + H 2 O HSO 3 - + OH -

Kuchli qaytaruvchi moddalar, ularning eritmalarini saqlashda, asta-sekin atmosfera kislorodi bilan oksidlanadi va qizdirilganda ular nomutanosib bo'ladi:

2Na 2 S +4 O 3 + O 2 = 2Na 2 S +6 O 4; 4Na 2 S +4 O 3 = Na 2 S -2 + 3Na 2 S +6 O 4

+4 oksidlanish darajasi galogenidlar va oksogalidlarda uchraydi:

SF 4 SOF 2 SOCl 2 SOBr 2

oltingugurt (IV) ftorid, oltingugurt (IV) oksoflorid, oltingugurt (IV) oksoxlorid, oltingugurt (IV) oksobromid

Yuqoridagi barcha molekulalarda oltingugurt atomida yolg'iz elektron jufti lokalizatsiya qilingan, SF 4 buzilgan tetraedr (bisfenoid), SOHal 2 trigonal piramida shakliga ega.

Oltingugurt (IV) ftorid rangsiz gazdir. Oltingugurt (IV) oksoxlorid (tionilxlorid, tionilxlorid) oʻtkir hidli rangsiz suyuqlikdir. Bu moddalar ftor va xlororganik birikmalarni olish uchun organik sintezda keng qo'llaniladi.

Ushbu turdagi birikmalar kislotali tabiatga ega, bu ularning suv bilan aloqasi bilan tasdiqlanadi:

SF 4 + 3H 2 O = H 2 SO 3 + 4HF; SOCl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 3 + 2HCl.

Oksidlanish darajasi +6 bo'lgan birikmalar:

SF 6 SO 2 Cl 2 SO 3 H 2 SO 4 2-

oltingugurt (VI) ftorid, oltingugurt (VI) dioksodxlorid, oltingugurt (VI) oksidi, sulfat kislota, sulfat anioni

Oltingugurt geksaflorid gazsimon dielektrik sifatida ishlatiladigan rangsiz inert gazdir. SF 6 molekulasi juda nosimmetrik va oktaedrik geometriyaga ega. SO 2 Cl 2 (oltingugurt xlorid, oltingugurt xlorid) rangsiz suyuqlik bo‘lib, gidroliz natijasida havoda bug‘lanadi, organik sintezda xlorlovchi reagent sifatida ishlatiladi:

SO 2 Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HCl

Oltingugurt oksidi (VI) rangsiz suyuqlikdir (bp 44,8 °C, mp 16,8 °C). Gaz holatida SO 3 monomer tuzilishga ega, suyuq holatda u asosan siklik trimerik molekulalar shaklida, qattiq holatda esa polimerdir.

Sanoatda oltingugurt trioksidi uning dioksidining katalitik oksidlanishi natijasida hosil bo'ladi:

2SO 2 + O 2 ¾® 2SO 3

Laboratoriyada SO 3 ni oleumni - oltingugurt trioksidning sulfat kislotadagi eritmasini distillash orqali olish mumkin.

SO 3 odatdagi kislotali oksid bo'lib, unga suv va boshqa proton o'z ichiga olgan reagentlar qo'shiladi:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4; SO 3 + HF = HOSO 2 F

florosulf (ftorsulfonik)

kislota

Sulfat kislota- H 2 SO 4 - rangsiz yog'li suyuqlik, m.p. 10,4 °C, bp. 340 ° S (parchalanish bilan). Suvda cheksiz eriydi, kuchli ikki asosli kislota. Konsentrlangan sulfat kislota kuchli oksidlovchi moddadir, ayniqsa qizdirilganda. Vodorodning o'ng tomonidagi standart elektrod potentsiallari qatorida joylashgan metall bo'lmagan va metallarni oksidlaydi:

C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O; Cu + 2H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Ko'proq faol metallar bilan o'zaro ta'sir qilish orqali sulfat kislota oltingugurt yoki vodorod sulfidiga qaytarilishi mumkin, masalan:

4Zn + 5H 2 SO 4 (konk.) = 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Sovuq konsentrlangan sulfat kislota ko'plab metallarni (temir, qo'rg'oshin, alyuminiy, xrom) ularning yuzasida zich oksid yoki tuz plyonkasi hosil bo'lganligi sababli passivlashtiradi.

Sulfat kislota ikki qator tuzlar hosil qiladi: sulfat anionini o'z ichiga olgan - SO 4 2- (o'rta tuzlar) va gidrosulfat anioni - HSO 4 - (kislota tuzlari). Sulfatlar odatda suvda yaxshi eriydi BaSO 4 , SrSO 4 , PbSO 4 , Cu 2 SO 4 yomon eriydi; Bariy xlorid eritmasi bilan ta'sirlanganda oq, nozik kristalli bariy sulfat cho'kmasi hosil bo'lishi sulfat anioniga sifatli reaktsiya hisoblanadi. Bu reaksiya oltingugurtni miqdoriy aniqlashda ham qo'llaniladi.

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ¯

Sulfat kislotaning eng muhim tuzlari: Na 2 SO 4 ×10H 2 O - mirabilit, Glauber tuzi - soda va shisha ishlab chiqarishda ishlatiladi; MgSO 4 × 7H 2 O - achchiq Epsom tuzi - tibbiyotda laksatif sifatida, matolarni pardozlash, terini ko'nlash uchun ishlatiladi; CaSO 4 ×2H 2 O - gips - tibbiyot va qurilishda qo'llaniladi; CaSO 4 × 1/2H 2 O - alabaster - qurilish materiali sifatida ishlatiladi; CuSO 4 ×5H 2 O - mis sulfat - qishloq xo'jaligida o'simliklarni qo'ziqorin kasalliklaridan himoya qilish uchun ishlatiladi; FeSO 4 × 7H 2 O - temir sulfat - qishloq xo'jaligida mikroo'g'it sifatida va suvni tozalashda koagulator sifatida ishlatiladi; K 2 SO 4 ×Al 2 (SO 4) 3 ×24H 2 O - kaliy alumi - terini ko'nlash uchun ishlatiladi.

Sanoatda sulfat kislota sintezi kontakt usuli bilan amalga oshiriladi, uning birinchi bosqichi piritni qovurishdir:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2SO2 + O2 = 2SO3

SO 3 konsentrlangan sulfat kislotada eritilsa, polisulfat kislotalarning butun qatori hosil bo'ladi. H 2 SO 4, H 2 S 2 O 7, H 2 S 3 O 10, H 2 S 4 O 13 aralashmasi havoda bug'lanib chiqadigan qalin yog'li suyuqlik - oleumdir. Oleumni suv bilan suyultirilganda S-O-S bog'lari buziladi va polisulfat kislotalar kerakli konsentratsiyali sulfat kislotaga aylanadi.

Pirosulfat (disulfat) kislotasi- H 2 S 2 O 7:

Oleumdan ajralib turadigan rangsiz, erituvchi kristallar.

SO 3 + H 2 SO 4 = H 2 S 2 O 7

Pirosulfat kislota tuzlari - pirosulfatlar (disulfatlar) gidrosulfatlarning termik parchalanishi natijasida olinadi:

KHSO 4 = K 2 S 2 O 7 + H 2 O

Tiosulfat kislota- H 2 S 2 O 3 - ikkita tautomer shaklda mavjud:

Suvli eritmalarda u beqaror va oltingugurt va SO 2 ajralib chiqishi bilan parchalanadi:

H 2 S 2 O 3 = S¯ + SO 2 + H 2 O

Tiosulfat kislota tuzlari - tiosulfatlar - barqaror va oltingugurtni sulfitlarning suvli eritmalari bilan qaynatish orqali olish mumkin:

Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3

Tiosulfatlarning xossalari oltingugurt atomlarining ikki xil oksidlanish darajasida -2 va +6 mavjudligi bilan belgilanadi. Shunday qilib, -2 oksidlanish holatida oltingugurt mavjudligi qaytaruvchi xususiyatlarni aniqlaydi:

Na 2 SO 3 S -2 + Cl 2 + H 2 O = Na 2 S +6 O 4 + S 0 + 2HCl

Natriy tiosulfat fotografiyada fiksator sifatida va analitik kimyoda yod va yod chiqaradigan moddalarni miqdoriy aniqlash uchun keng qo'llaniladi (yodometrik tahlil).

Politionik kislotalar. Polisulfat kislotalardagi tetraedral struktura birliklari oltingugurt atomlari orqali birlashtirilishi mumkin, natijada umumiy formula H 2 S x O 6 bo'lgan birikmalar hosil bo'ladi, ularda x = 2 - 6.

Politionik kislotalar beqaror, lekin barqaror tuzlar - politiyonatlar hosil qiladi. Masalan. Natriy tetrationat yodning natriy tiosulfatning suvli eritmasiga ta'siridan hosil bo'ladi:

Na 2 S 2 O 3 + I 2 = Na 2 S 4 O 6 + 2NaI

Peroksosulfat (persulfat) kislotalar. Polisulfat kislotalarning strukturaviy birliklarini bog'laydigan ko'prik rolini peroksid guruhi o'ynashi mumkin. Xuddi shu guruh monosulfat kislotaning bir qismidir:

H2SO5- monosulfat kislota H2S2O8 - peroksodisulfat kislotasi

(Karo kislotasi)

Peroksosulfat kislotalar gidrolizlanib, vodorod peroksid hosil qiladi:

H 2 SO 5 + H 2 O = H 2 SO 4 + H 2 O 2; H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O = 2H 2 SO 4 + H 2 O 2.

Peroksidisulfat kislota sulfat kislotaning suvli eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi:

2HSO 4 - - 2e - = H 2 S 2 O 8

Tuzlar - persulfatlar hosil qiladi. Ammoniy persulfat - (NH 4) 2 S 2 O 8 - oksidlovchi vosita sifatida laboratoriya sharoitida ishlatiladi.

Kalkogenlarning kichik guruhiga oltingugurt kiradi - bu ko'p miqdordagi ruda konlarini hosil qila oladigan elementlarning ikkinchisidir. Sulfatlar, sulfidlar, oksidlar va boshqa oltingugurt birikmalari sanoat va tabiatda juda keng tarqalgan va muhim ahamiyatga ega. Shuning uchun, ushbu maqolada biz ular nima ekanligini, oltingugurtning o'zi nima ekanligini, uning oddiy moddasini ko'rib chiqamiz.

Oltingugurt va uning xususiyatlari

Ushbu element davriy jadvalda quyidagi o'ringa ega.

1. Oltinchi guruh, asosiy kichik guruh.
2. Uchinchi kichik davr.
3. Atom massasi - 32,064.
4. Seriya raqami 16, proton va elektronlar soni bir xil, shuningdek, 16 ta neytron mavjud.
5. Metall bo'lmagan elementlarga ishora qiladi.
6. Formulalarda u "es" deb o'qiladi, oltingugurt elementining nomi, lotin oltingugurt.

Tabiatda massa raqamlari 32,33,34 va 36 bo'lgan to'rtta barqaror izotop mavjud. Bu element tabiatda oltinchi o'rinda turadi. U biogen elementlarga tegishli, chunki u muhim organik molekulalarning bir qismidir.

Atomning elektron tuzilishi

Oltingugurt birikmalari ularning xilma-xilligi atomning elektron tuzilishining o'ziga xos xususiyatlariga bog'liq. U quyidagi konfiguratsiya formulasi bilan ifodalanadi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.

Berilgan tartib faqat elementning statsionar holatini aks ettiradi. Biroq, ma'lumki, agar atomga qo'shimcha energiya berilsa, u holda 3p va 3s pastki sathlarida elektron juftlashuvi mumkin, keyin esa erkin bo'lib qoladigan 3d ga navbatdagi o'tish mumkin. Natijada nafaqat atomning valentligi, balki barcha mumkin bo'lgan oksidlanish darajalari ham o'zgaradi. Ularning soni, oltingugurtni o'z ichiga olgan turli moddalar soni sezilarli darajada oshadi.

Oltingugurtning birikmalardagi oksidlanish darajalari

Ushbu ko'rsatkich uchun bir nechta asosiy variantlar mavjud. Oltingugurt uchun bu:

Ulardan S +2 eng kam uchraydi, qolganlari hamma joyda tarqalgan. Butun moddaning kimyoviy faolligi va oksidlanish qobiliyati aralashmalardagi oltingugurtning oksidlanish darajasiga bog'liq. Masalan, -2 bo'lgan birikmalar sulfidlardir. Ularda biz ko'rib chiqayotgan element odatiy oksidlovchi moddadir.

Murakkab tarkibidagi oksidlanish darajasi qanchalik yuqori bo'lsa, moddaning oksidlanish qobiliyati shunchalik aniq bo'ladi. Oltingugurt hosil qiladigan ikkita asosiy kislotani eslab qolsangiz, buni tushunish oson:

• H 2 SO 3 - oltingugurtli;
• H 2 SO 4 - oltingugurt.

Ma'lumki, ikkinchisi ancha barqaror, kuchli birikma bo'lib, yuqori konsentratsiyalarda juda jiddiy oksidlanish qobiliyatiga ega.

Oddiy modda

Oddiy modda sifatida oltingugurt silliq, muntazam, cho'zilgan shakldagi chiroyli sariq kristallar sifatida namoyon bo'ladi. Garchi bu uning shakllaridan faqat bittasi bo'lsa-da, chunki bu moddaning ikkita asosiy turi mavjud. Birinchisi, monoklinik yoki rombik, sariq va suvda erimaydi, faqat organik erituvchilarda. U toj shaklida taqdim etilgan mo'rtligi va chiroyli tuzilishi bilan ajralib turadi. Erish nuqtasi taxminan 110 0 S.

Agar siz bunday modifikatsiyani isitish vaqtida oraliq momentni o'tkazib yubormasangiz, unda siz boshqa holatni o'z vaqtida aniqlashingiz mumkin - plastik oltingugurt. Bu qo'ng'ir rangli kauchuk, yopishqoq eritma bo'lib, u keyinchalik qizdirilganda yoki to'satdan soviganida yana rombsimon shaklga aylanadi.

Agar takroriy filtrlash orqali olingan kimyoviy toza oltingugurt haqida gapiradigan bo'lsak, u yorqin sariq rangli mayda kristallar, mo'rt va suvda to'liq erimaydi. Havodagi namlik va kislorod bilan aloqa qilganda yonishi mumkin. Ular ancha yuqori kimyoviy faollik bilan ajralib turadi.

Tabiatda bo'lish

Tabiatda oltingugurt birikmalari va oltingugurtning o'zi oddiy modda sifatida olinadigan tabiiy konlar mavjud. Bundan tashqari, u o'z ichiga oladi:

• minerallar, rudalar va jinslarda;
• hayvonlar, o'simliklar va odamlarning tanasida, chunki u ko'plab organik molekulalarning bir qismidir;
• tabiiy gazlarda, neft va ko'mirda;
• neftli slanets va tabiiy suvlarda.

Mana oltingugurtga eng boy minerallar:

• kinobar;
• pirit;
• sfalerit;
• stibnit;
• galena va boshqalar.

Bugungi kunda ishlab chiqarilgan oltingugurtning katta qismi sulfat kislota ishlab chiqarishga ketadi. Yana bir qismi tibbiy maqsadlarda, qishloq xo'jaligida va moddalar ishlab chiqarish uchun sanoat jarayonlarida ishlatiladi.

Jismoniy xususiyatlar

Ularni bir nechta nuqtalarda tavsiflash mumkin.

1. U suvda erimaydi, ammo uglerod disulfidi yoki turpentinda eriydi.
2. Uzoq muddatli ishqalanish bilan u salbiy zaryadni to'playdi.
3. Erish nuqtasi 110 0 S.
4. Qaynash nuqtasi 190 0 S.
5. 300 0 S ga yetganda u suyuqlikka aylanadi, oson harakatlanadi.
6. Sof modda o'z-o'zidan yonish qobiliyatiga ega va juda yaxshi yonuvchan xususiyatlarga ega.
7. O'z-o'zidan, u deyarli hech qanday hidga ega emas, lekin oltingugurtning vodorod birikmalari chirigan tuxumlarning o'tkir hidini chiqaradi. Xuddi ba'zi gazsimon ikkilik vakillar kabi.

Ko'rib chiqilayotgan moddaning fizik xususiyatlari odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum. Yonuvchanligi uchun oltingugurt o'z nomini oldi. Urushlarda bu birikmaning yonishi natijasida hosil bo'ladigan bo'g'uvchi va zaharli bug'lar dushmanlarga qarshi qurol sifatida ishlatilgan. Bundan tashqari, oltingugurt o'z ichiga olgan kislotalar ham har doim muhim sanoat ahamiyatiga ega bo'lgan.

Kimyoviy xossalari

Mavzu: Maktab kimyo kursidagi “Oltingugurt va uning birikmalari” bir emas, balki bir necha darsni oladi. Axir, ular juda ko'p. Bu ushbu moddaning kimyoviy faolligi bilan bog'liq. U kuchli qaytaruvchi moddalar (metall, bor va boshqalar) bilan oksidlovchi xususiyatlarni va ko'pchilik nometalllar bilan qaytaruvchi xususiyatlarni namoyon qilishi mumkin.

Biroq, bu faoliyatga qaramasdan, o'zaro ta'sir faqat normal sharoitda ftor bilan sodir bo'ladi. Qolganlarning hammasi isitishni talab qiladi. Oltingugurt o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan moddalarning bir nechta toifalari mavjud:

• metallar;
• metall bo'lmaganlar;
• ishqorlar;
• kuchli oksidlovchi kislotalar - sulfat va azot.

Oltingugurt birikmalari: navlari

Ularning xilma-xilligi asosiy element - oltingugurtning teng bo'lmagan oksidlanish darajasi bilan izohlanadi. Shunday qilib, shu asosda moddalarning bir nechta asosiy turlarini ajratib ko'rsatishimiz mumkin:

• oksidlanish darajasi -2 bo'lgan birikmalar;

Agar valentlik ko'rsatkichini emas, balki sinflarni ko'rib chiqsak, bu element quyidagi molekulalarni hosil qiladi:

• kislotalar;
• oksidlar;
• tuz;
• metall bo'lmaganlar (uglerod disulfidi, xloridlar) bilan ikkilik birikmalar;
• organik moddalar.

Endi asosiylarini ko'rib chiqamiz va misollar keltiramiz.

Oksidlanish darajasi -2 bo'lgan moddalar

Oltingugurt birikmalari 2 uning metallar bilan, shuningdek:

• uglerod;
• vodorod;
• fosfor;
• kremniy;
• mishyak;
• bor

Bunday hollarda u oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi, chunki sanab o'tilgan barcha elementlar ko'proq elektropozitivdir. Keling, eng muhimlaridan ba'zilarini ko'rib chiqaylik.

1. Uglerod disulfidi - CS 2. Xarakterli yoqimli efir hidiga ega shaffof suyuqlik. Zaharli, yonuvchan va portlovchi. Ko'pgina turdagi yog'lar, yog'lar, metall bo'lmaganlar, kumush nitrat, qatronlar va kauchuklar uchun hal qiluvchi sifatida ishlatiladi. Bu sun'iy ipak - viskoza ishlab chiqarishda ham muhim rol o'ynaydi. Sanoatda ko'p miqdorda sintezlanadi.
2. Vodorod sulfidi yoki vodorod sulfidi - H 2 S. Rangsiz va ta'mi shirin bo'lgan gaz. Hidi o'tkir, juda yoqimsiz, chirigan tuxumni eslatadi. Zaharli, nafas olish markazini bostiradi, chunki u mis ionlarini bog'laydi. Shuning uchun zaharlanganda bo'g'ilish va o'lim sodir bo'ladi. Tibbiyotda, organik sintezda, sulfat kislota ishlab chiqarishda, shuningdek, energiya jihatidan foydali xom ashyo sifatida keng qo'llaniladi.
3. Metall sulfidlar tibbiyotda, sulfat kislota ishlab chiqarishda, bo'yoq ishlab chiqarishda, fosfor ishlab chiqarishda va boshqa joylarda keng qo'llaniladi. Umumiy formula - Me x S y.

Oksidlanish darajasi +4 bo'lgan birikmalar

Oltingugurt birikmalari 4 asosan oksid va unga mos keladigan tuzlar va kislotadir. Ularning barchasi sanoat ahamiyatiga ega bo'lgan juda keng tarqalgan birikmalardir. Ular oksidlovchi moddalar sifatida ham harakat qilishlari mumkin, lekin ko'pincha ular qaytaruvchi xususiyatga ega.

Oksidlanish darajasi +4 bo'lgan oltingugurt birikmalarining formulalari quyidagicha:

• oksidi - oltingugurt dioksidi SO 2;
• kislota - oltingugurtli H 2 SO 3;
• tuzlar Me x (SO 3) y umumiy formulaga ega.

Eng keng tarqalganlaridan biri angidriddir. Bu kuygan gugurt hidiga ega rangsiz moddadir. Katta to'planishlarda u vulqon otilishi paytida hosil bo'ladi, bu vaqtda uning hidi bilan osongina aniqlanadi.

U suvda eriydi, oson parchalanadigan kislota - oltingugurt hosil qiladi. U SO 3 2- sulfit ioni shaklida kiradigan odatdagi tuz kabi harakat qiladi. Bu angidrid atrofdagi atmosferaning ifloslanishiga ta'sir qiluvchi asosiy gazdir. Sanoatda sulfat kislota ishlab chiqarishda qo'llaniladigan bu moddadir.

Oltingugurtning oksidlanish darajasi +6 bo'lgan birikmalar

Bularga, birinchi navbatda, sulfat angidrid va ularning tuzlari bilan sulfat kislota kiradi:

• sulfatlar;
• gidrosulfatlar.

Ulardagi oltingugurt atomi eng yuqori oksidlanish darajasida bo'lganligi sababli, bu birikmalarning xossalari juda tushunarli. Ular kuchli oksidlovchi moddalardir.

Oltingugurt oksidi (VI) - sulfat angidrid - uchuvchi, rangsiz suyuqlikdir. Xarakterli xususiyat - kuchli namlikni yutish qobiliyati. Ochiq havoda chekadi. Suvda eritilganda u eng kuchli mineral kislotalardan biri - sulfat kislotani beradi. Uning konsentrlangan eritmasi og'ir, yog'li, bir oz sarg'ish suyuqlikdir. Agar angidrid sulfat kislotada eritilsa, oleum deb ataladigan maxsus birikma olinadi. U sanoatda kislota ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Tuzlar - sulfatlar orasida quyidagi birikmalar katta ahamiyatga ega:

• gips CaSO 4 ·2H 2 O;
• barit BaSO 4;
• mirabilit;
• qo'rg'oshin sulfat va boshqalar.

Ular qurilishda, kimyoviy sintezda, tibbiyotda, optik asboblar va shisha ishlab chiqarishda va hatto oziq-ovqat sanoatida qo'llaniladi.

Vodorod sulfatlari metallurgiyada keng qo'llaniladi, bu erda ular oqim sifatida ishlatiladi. Shuningdek, ular ko'plab murakkab oksidlarni tegishli sohalarda qo'llaniladigan eruvchan sulfat shakllariga aylantirishga yordam beradi.

Maktab kimyo kursida oltingugurtni o'rganish

Talabalar oltingugurt nima ekanligini, uning xossalarini, oltingugurt birikmasi nima ekanligini bilish uchun eng yaxshi vaqt qachon? 9-sinf - eng yaxshi davr. Bu hamma narsa yangi va bolalar uchun tushunarsiz bo'lgan eng boshlanishi emas. Bu kimyo fanini o'rganishning o'rta nuqtasi bo'lib, ilgari qo'yilgan asoslar mavzuni to'liq tushunishga yordam beradi. Shu sababli, ushbu masalalarni ko'rib chiqish uchun bitiruvchi sinfning ikkinchi yarmi ajratiladi. Bunday holda, butun mavzu bir nechta bloklarga bo'linadi, unda "Oltingugurt birikmalari 9-sinf" alohida dars mavjud.

Bu ularning ko'pligi bilan izohlanadi. Sanoatda sulfat kislota ishlab chiqarish masalasi ham alohida ko'rib chiqiladi. Umuman olganda, ushbu mavzuga o'rtacha 3 soat vaqt ajratilgan.

Ammo oltingugurt o'rganish uchun faqat 10-sinfda, organik masalalar muhokama qilinganda olib kelinadi. Ularga o'rta maktabda biologiya fanidan ham to'xtalib o'tadi. Axir, oltingugurt quyidagi organik molekulalarning bir qismidir:

• tioalkogollar (tiollar);
• oqsillar (disulfid ko'priklarining shakllanishi sodir bo'ladigan uchinchi darajali tuzilish);
• tioaldegidlar;
• tiofenollar;
• tioesterlar;
• sulfonik kislotalar;
• sulfoksidlar va boshqalar.

Ular organosulfur birikmalarining maxsus guruhiga tasniflanadi. Ular nafaqat tirik mavjudotlarning biologik jarayonlarida, balki sanoatda ham muhim ahamiyatga ega. Misol uchun, sulfonik kislotalar ko'plab dori vositalarining (aspirin, sulfanilamid yoki streptotsid) asosidir.

Bundan tashqari, oltingugurt quyidagi birikmalarning doimiy tarkibiy qismidir:

• aminokislotalar;
• fermentlar;
• vitaminlar;
• gormonlar.

Elektromanfiylik, kimyoviy elementlar atomlarining boshqa xossalari kabi, elementning atom soni ortishi bilan davriy ravishda o'zgaradi:

Yuqoridagi grafik elementning atom raqamiga qarab asosiy kichik guruhlar elementlarining elektr manfiyligidagi o'zgarishlar davriyligini ko'rsatadi.

Davriy jadvalning kichik guruhi bo'ylab pastga siljishda kimyoviy elementlarning elektr manfiyligi pasayadi va davr bo'ylab o'ngga o'tganda u ortadi.

Elektromanfiylik elementlarning metall bo'lmaganligini aks ettiradi: elektronegativlik qiymati qanchalik yuqori bo'lsa, elementning metall bo'lmagan xususiyatlari shunchalik ko'p bo'ladi.

Oksidlanish holati

Murakkab tarkibidagi elementning oksidlanish darajasini qanday hisoblash mumkin?

1) Oddiy moddalardagi kimyoviy elementlarning oksidlanish darajasi doimo nolga teng.

2) Murakkab moddalarda doimiy oksidlanish holatini ko'rsatadigan elementlar mavjud:

3) birikmalarning aksariyatida doimiy oksidlanish holatini ko'rsatadigan kimyoviy elementlar mavjud. Bu elementlarga quyidagilar kiradi:

Element	Deyarli barcha birikmalarda oksidlanish holati	Istisnolar
vodorod H	+1	Ishqoriy va ishqoriy tuproq metallarining gidridlari, masalan:
kislorod O	-2	Vodorod va metall peroksidlar: Kislorod ftorid -

4) Molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig’indisi doimo nolga teng. Iondagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi ion zaryadiga teng.

5) Eng yuqori (maksimal) oksidlanish darajasi guruh raqamiga teng. Ushbu qoidaga kirmaydigan istisnolar I guruhning ikkilamchi kichik guruhining elementlari, VIII guruhning ikkinchi darajali kichik guruhining elementlari, shuningdek kislorod va ftordir.

Guruh raqami eng yuqori oksidlanish darajasiga to'g'ri kelmaydigan kimyoviy elementlar (eslash shart)

6) Metalllarning eng past oksidlanish darajasi har doim nolga teng, nometalllarning eng past oksidlanish darajasi quyidagi formula bilan hisoblanadi:

metall bo'lmaganlarning eng past oksidlanish darajasi = guruh raqami - 8

Yuqorida keltirilgan qoidalarga asoslanib, har qanday moddada kimyoviy elementning oksidlanish darajasini belgilashingiz mumkin.

Turli birikmalardagi elementlarning oksidlanish darajalarini topish

1-misol

Sulfat kislotadagi barcha elementlarning oksidlanish darajalarini aniqlang.

Yechim:

Sulfat kislota formulasini yozamiz:

Barcha murakkab moddalardagi vodorodning oksidlanish darajasi +1 (metall gidridlardan tashqari).

Barcha murakkab moddalarda kislorodning oksidlanish darajasi -2 (peroksidlar va kislorod ftorid OF 2 dan tashqari). Keling, ma'lum oksidlanish darajalarini tartibga solaylik:

Oltingugurtning oksidlanish darajasini quyidagicha belgilaymiz x:

Sulfat kislota molekulasi, har qanday moddaning molekulasi kabi, odatda elektr neytraldir, chunki molekuladagi barcha atomlarning oksidlanish darajalarining yig'indisi nolga teng. Sxematik ravishda buni quyidagicha tasvirlash mumkin:

Bular. biz quyidagi tenglamani oldik:

Keling, buni hal qilaylik:

Shunday qilib, sulfat kislotada oltingugurtning oksidlanish darajasi +6 ga teng.

2-misol

Ammoniy bixromat tarkibidagi barcha elementlarning oksidlanish darajasini aniqlang.

Yechim:

Ammoniy bixromat formulasini yozamiz:

Oldingi holatda bo'lgani kabi, biz vodorod va kislorodning oksidlanish darajalarini tartibga solishimiz mumkin:

Biroq, biz bir vaqtning o'zida ikkita kimyoviy elementning oksidlanish darajasi noma'lum ekanligini ko'ramiz - azot va xrom. Shuning uchun biz oldingi misolga o'xshash oksidlanish darajalarini topa olmaymiz (ikki o'zgaruvchili bitta tenglama bitta yechimga ega emas).

Keling, ushbu moddaning tuzlar sinfiga tegishli ekanligiga va shunga mos ravishda ion tuzilishga ega ekanligiga e'tibor qaratamiz. Shunda biz to'g'ri aytishimiz mumkinki, ammoniy bixromat tarkibiga NH 4+ kationlari kiradi (bu kationning zaryadini eruvchanlik jadvalida ko'rish mumkin). Binobarin, ammoniy dixromatning formula birligi ikkita musbat bir zaryadlangan NH 4+ kationlarini o'z ichiga olganligi sababli, bixromat ionining zaryadi -2 ga teng bo'ladi, chunki butun modda elektr jihatdan neytraldir. Bular. moddani NH 4 + kationlari va Cr 2 O 7 2- anionlari hosil qiladi.

Biz vodorod va kislorodning oksidlanish darajalarini bilamiz. Iondagi barcha elementlar atomlarining oksidlanish darajalari yig‘indisi zaryadga teng ekanligini bilib, azot va xromning oksidlanish darajalarini quyidagicha belgilash. x Va y shunga ko'ra, biz yozishimiz mumkin:

Bular. ikkita mustaqil tenglamani olamiz:

Qaysi birini hal qilib, biz topamiz x Va y:

Shunday qilib, ammoniy bixromatda azotning oksidlanish darajalari -3, vodorod +1, xrom +6 va kislorod -2 ga teng.

Siz organik moddalardagi elementlarning oksidlanish darajasini qanday aniqlashni o'qishingiz mumkin.

Valentlik

Atomlarning valentligi Rim raqamlari bilan ko'rsatilgan: I, II, III va boshqalar.

Atomning valentlik qobiliyati miqdorga bog'liq:

1) juftlanmagan elektronlar

2) valentlik darajalari orbitallaridagi yakka elektron juftlar

3) valentlik darajasining bo'sh elektron orbitallari

Vodorod atomining valentlik imkoniyatlari

Vodorod atomining elektron grafik formulasini tasvirlaymiz:

Valentlik imkoniyatlariga uchta omil ta'sir qilishi mumkinligi aytilgan - juftlanmagan elektronlar mavjudligi, tashqi sathda yolg'iz elektron juftlarning mavjudligi va tashqi sathda bo'sh (bo'sh) orbitallarning mavjudligi. Biz tashqi (va faqat) energiya darajasida bitta juftlashtirilmagan elektronni ko'ramiz. Shunga asoslanib, vodorod, albatta, I valentligiga ega bo'lishi mumkin. Biroq, birinchi energiya darajasida faqat bitta pastki daraja mavjud - s, bular. Tashqi darajadagi vodorod atomida na yolg'iz elektron juftlar, na bo'sh orbitallar mavjud.

Shunday qilib, vodorod atomi namoyon qilishi mumkin bo'lgan yagona valentlik I.

Uglerod atomining valentlik imkoniyatlari

Keling, uglerod atomining elektron tuzilishini ko'rib chiqaylik. Asosiy holatda uning tashqi sathining elektron konfiguratsiyasi quyidagicha:

Bular. asosiy holatda qo'zg'atilmagan uglerod atomining tashqi energiya darajasida 2 ta juftlashtirilmagan elektron mavjud. Bu holatda u II valentlikni namoyon qilishi mumkin. Biroq, uglerod atomi unga energiya berilganda juda oson qo'zg'aluvchan holatga o'tadi va bu holda tashqi qatlamning elektron konfiguratsiyasi quyidagi shaklni oladi:

Uglerod atomini qo'zg'atish jarayoniga ma'lum miqdorda energiya sarflanishiga qaramay, xarajatlar to'rtta kovalent bog'lanish hosil bo'lishi bilan qoplanadi. Shu sababli, valentlik IV uglerod atomiga ko'proq xosdir. Masalan, karbonat angidrid, karbonat kislota va mutlaqo barcha organik moddalar molekulalarida uglerod IV valentlikka ega.

Juftlanmagan elektronlar va yolg'iz elektron juftlardan tashqari, bo'sh () valentlik darajasi orbitallarining mavjudligi ham valentlik imkoniyatlariga ta'sir qiladi. To'ldirilgan darajadagi bunday orbitallarning mavjudligi atomning elektron juftning qabul qiluvchisi sifatida harakat qilishi mumkinligiga olib keladi, ya'ni. donor-akseptor mexanizmi orqali qo'shimcha kovalent bog'lanishlar hosil qiladi. Masalan, kutilganidan farqli o'laroq, CO uglerod oksidi molekulasida bog'lanish ikki barobar emas, balki quyidagi rasmda aniq ko'rinib turganidek, uch barobar bo'ladi:

Azot atomining valentlik imkoniyatlari

Azot atomining tashqi energiya darajasining elektron grafik formulasini yozamiz:

Yuqoridagi rasmdan ko'rinib turibdiki, azot atomi o'zining normal holatida 3 ta juftlashtirilmagan elektronga ega va shuning uchun u III valentlikni ko'rsatishga qodir deb taxmin qilish mantiqan to'g'ri keladi. Darhaqiqat, ammiak (NH 3), azot kislotasi (HNO 2), azot triklorid (NCl 3) va boshqalar molekulalarida uch valentlik kuzatiladi.

Kimyoviy element atomining valentligi nafaqat juftlanmagan elektronlar soniga, balki yolg'iz elektron juftlarining mavjudligiga ham bog'liqligi yuqorida aytilgan edi. Buning sababi shundaki, kovalent kimyoviy bog'lanish nafaqat ikkita atom bir-birini bitta elektron bilan ta'minlaganida, balki bitta elektron juftligi bo'lgan bitta atom - donor () uni boshqa atomga bo'sh joy bilan ta'minlaganda ham paydo bo'lishi mumkin () ) orbital valentlik darajasi (akseptor). Bular. Azot atomi uchun valentlik IV donor-akseptor mexanizmiga ko'ra hosil bo'lgan qo'shimcha kovalent bog'lanish tufayli ham mumkin. Masalan, ammoniy kationining hosil bo'lishida to'rtta kovalent bog'lanish kuzatiladi, ulardan biri donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi:

Kovalent bog'lanishlardan biri donor-akseptor mexanizmiga ko'ra hosil bo'lishiga qaramay, ammoniy kationidagi barcha N-H bog'lari mutlaqo bir xil va bir-biridan farq qilmaydi.

Azot atomi V ga teng valentlikni ko'rsatishga qodir emas. Buning sababi, azot atomining qo'zg'aluvchan holatga o'tishi mumkin emas, bunda ikkita elektron ularning birining energiya darajasiga eng yaqin bo'lgan erkin orbitalga o'tishi bilan juftlashgan. Azot atomida yo'q d-pastki darajali va 3s orbitaliga o'tish energiya jihatidan shunchalik qimmatki, energiya xarajatlari yangi bog'lanishlar hosil bo'lishi bilan qoplanmaydi. Ko'pchilik hayron bo'lishi mumkin, masalan, azot kislotasi HNO 3 yoki azot oksidi N 2 O 5 molekulalarida azotning valentligi qanday? Ajablanarlisi shundaki, u erda valentlik ham IV ga ega, buni quyidagi tarkibiy formulalardan ko'rish mumkin:

Rasmdagi nuqta chiziq deb ataladigan narsani ko'rsatadi delokalizatsiya qilingan π - ulanish. Shu sababli, terminal NO obligatsiyalarini "bir yarim obligatsiyalar" deb atash mumkin. Xuddi shunday bir yarim bog'lanishlar ozon O 3, benzol C 6 H 6 va boshqalar molekulasida ham mavjud.

Fosforning valentlik imkoniyatlari

Fosfor atomining tashqi energiya darajasining elektron grafik formulasini tasvirlaymiz:

Ko'rib turganimizdek, asosiy holatdagi fosfor atomi va azot atomining tashqi qatlamining tuzilishi bir xil va shuning uchun fosfor atomi uchun, shuningdek, azot atomi uchun mumkin bo'lgan valentliklarni kutish mantiqan to'g'ri keladi. Amalda kuzatilgan I, II, III va IV.

Biroq, azotdan farqli o'laroq, fosfor atomi ham mavjud d-5 ta bo'sh orbitali bo'lgan pastki daraja.

Shu munosabat bilan u qo'zg'aluvchan holatga o'tishga qodir, elektronlarni bug'lash 3 s-orbitallar:

Shunday qilib, azot erisha olmaydigan fosfor atomi uchun V valentligi mumkin. Masalan, fosfor atomi fosfor kislotasi, fosfor (V) galogenidlari, fosfor (V) oksidi va boshqalar kabi birikmalar molekulalarida besh valentlikka ega.

Kislorod atomining valentlik imkoniyatlari

Kislorod atomining tashqi energiya darajasining elektron grafik formulasi quyidagi shaklga ega:

Biz 2-darajada ikkita juftlashtirilmagan elektronni ko'ramiz va shuning uchun kislorod uchun II valentlik mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, kislorod atomining bu valentligi deyarli barcha birikmalarda kuzatiladi. Yuqorida, uglerod atomining valentlik qobiliyatini ko'rib chiqayotganda, biz uglerod oksidi molekulasining shakllanishini muhokama qildik. CO molekulasidagi bog'lanish uch barobar, shuning uchun u erda kislorod uch valentli (kislorod elektron juft donor).

Kislorod atomining tashqi bo'lmaganligi sababli d-pastki darajali, elektron juftlik s Va p- orbitallar mumkin emas, shuning uchun kislorod atomining valentlik qobiliyati uning kichik guruhining boshqa elementlariga, masalan, oltingugurtga nisbatan cheklangan.

Oltingugurt atomining valentlik imkoniyatlari

Qo'zg'atmagan holatda oltingugurt atomining tashqi energiya darajasi:

Oltingugurt atomi, kislorod atomi kabi, odatda ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega, shuning uchun oltingugurt ikki valentlikka ega bo'lishi mumkin degan xulosaga kelishimiz mumkin. Darhaqiqat, oltingugurt II valentlikka ega, masalan, vodorod sulfidi molekulasida H 2 S.

Ko'rib turganimizdek, oltingugurt atomi tashqi darajada paydo bo'ladi d-bo'sh orbitallar bilan pastki daraja. Shu sababli, oltingugurt atomi qo'zg'aluvchan holatlarga o'tish tufayli kisloroddan farqli o'laroq, o'zining valentlik qobiliyatini kengaytirishga qodir. Shunday qilib, yolg'iz elektron juftlikni ulashda 3 p-kichik daraja, oltingugurt atomi quyidagi shakldagi tashqi darajadagi elektron konfiguratsiyani oladi:

Bu holatda oltingugurt atomida 4 ta juftlashtirilmagan elektron mavjud bo'lib, bu oltingugurt atomlari IV valentlikni namoyon qilishi mumkinligini ko'rsatadi. Darhaqiqat, oltingugurt SO 2, SF 4, SOCl 2 va boshqalar molekulalarida IV valentlikka ega.

3 da joylashgan ikkinchi yolg'iz elektron juftini juftlashda s-kichik daraja, tashqi energiya darajasi konfiguratsiyani oladi:

Bu holatda VI valentlikning namoyon bo'lishi mumkin bo'ladi. VI-valentli oltingugurt bilan birikmalarga SO 3, H 2 SO 4, SO 2 Cl 2 va boshqalarni misol qilib keltirish mumkin.

Xuddi shunday, biz boshqa kimyoviy elementlarning valentlik imkoniyatlarini ko'rib chiqishimiz mumkin.

Valentlik murakkab tushunchadir. Bu atama kimyoviy bog'lanish nazariyasining rivojlanishi bilan bir vaqtda sezilarli o'zgarishlarga duch keldi. Dastlab, valentlik atomning kimyoviy bog'lanish hosil qilish uchun ma'lum miqdordagi boshqa atomlar yoki atom guruhlarini biriktirish yoki almashtirish qobiliyatidir.

Element atomining valentligining miqdoriy o'lchovi vodorod yoki kislorod atomlarining soni edi (bu elementlar mos ravishda mono va ikki valentli deb hisoblangan) EH x formulali gidridni yoki E formulali oksidni hosil qiladi. n O m.

Shunday qilib, ammiak NH 3 molekulasidagi azot atomining valentligi uchga, H 2 S molekulasidagi oltingugurt atomi esa ikkiga teng, chunki vodorod atomining valentligi birga teng.

Na 2 O, BaO, Al 2 O 3, SiO 2 birikmalarida natriy, bariy va kremniyning valentliklari mos ravishda 1, 2, 3 va 4 ga teng.

Valentlik tushunchasi kimyoga atom tuzilishi ma'lum bo'lgunga qadar, ya'ni 1853 yilda ingliz kimyogari Franklend tomonidan kiritilgan. Hozirgi vaqtda elementning valentligi atomlarning tashqi elektronlari soni bilan chambarchas bog'liqligi aniqlandi, chunki atomlarning ichki qobig'ining elektronlari kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etmaydi.

Kovalent bog'lanishlarning elektron nazariyasida bunga ishoniladi atomning valentligi boshqa atomlarning elektronlari bilan umumiy elektron juftlarni hosil qilishda ishtirok etuvchi, uning tuproqdagi yoki qo'zg'aluvchan holatidagi juftlanmagan elektronlari soni bilan belgilanadi.

Ayrim elementlar uchun valentlik doimiy qiymatdir. Shunday qilib, barcha birikmalardagi natriy yoki kaliy bir valentli, kaltsiy, magniy va rux ikki valentli, alyuminiy uch valentli va hokazo. Lekin ko'pchilik kimyoviy elementlar o'zgaruvchan valentlikni namoyon qiladi, bu sherik elementning tabiatiga va jarayonning shartlariga bog'liq. Shunday qilib, temir xlor bilan ikkita birikma hosil qilishi mumkin - FeCl 2 va FeCl 3, ularda temirning valentligi mos ravishda 2 va 3 ga teng.

Oksidlanish holati- kimyoviy birikmadagi elementning holatini va oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarida harakatini tavsiflovchi tushuncha; son jihatdan, oksidlanish darajasi elementga tayinlanishi mumkin bo'lgan rasmiy zaryadga teng bo'lib, uning har bir bog'idagi barcha elektronlar ko'proq elektron manfiy atomga o'tgan degan taxminga asoslanadi.

Elektromanfiylik- kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda atomning manfiy zaryad olish qobiliyati yoki molekuladagi atomning kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadigan valentlik elektronlarini jalb qilish qobiliyati o'lchovi. Elektromanfiylik mutlaq qiymat emas va turli usullar bilan hisoblanadi. Shuning uchun turli darsliklar va ma'lumotnomalarda berilgan elektronegativlik qiymatlari farq qilishi mumkin.

2-jadvalda Sanderson shkalasi bo'yicha ba'zi kimyoviy elementlarning elektr manfiyligi, 3-jadvalda esa Pauling shkalasi bo'yicha elementlarning elektr manfiyligi ko'rsatilgan.

Elektromanfiylik qiymati mos keladigan element belgisi ostida berilgan. Atomning elektron manfiyligining raqamli qiymati qanchalik yuqori bo'lsa, element shunchalik elektronegativ bo'ladi. Eng elektromanfiy ftor atomi, eng kam elektronegativi rubidiy atomidir. Ikki xil kimyoviy element atomlari tomonidan hosil qilingan molekulada rasmiy manfiy zaryad elektronegativligining raqamli qiymati yuqori bo'lgan atomda bo'ladi. Shunday qilib, oltingugurt dioksidi SO2 molekulasida oltingugurt atomining elektr manfiyligi 2,5 ga, kislorod atomining elektr manfiyligi esa kattaroq - 3,5 ga teng. Shuning uchun manfiy zaryad kislorod atomida, musbat zaryad esa oltingugurt atomida bo'ladi.

Ammiak NH 3 molekulasida azot atomining elektron manfiylik qiymati 3,0 ga, vodorod atominiki esa 2,1 ga teng. Shuning uchun azot atomi manfiy zaryadga, vodorod atomi esa musbat zaryadga ega bo'ladi.

Elektromanfiylik o'zgarishlarining umumiy tendentsiyalarini aniq bilishingiz kerak. Har qanday kimyoviy elementning atomi tashqi elektron qatlamning barqaror konfiguratsiyasiga - inert gazning oktet qobig'iga ega bo'lganligi sababli, davrdagi elementlarning elektr manfiyligi ortadi va guruhda elektron manfiylik odatda atom sonining ortishi bilan kamayadi. element. Shuning uchun, masalan, oltingugurt fosfor va kremniyga nisbatan ko'proq elektronegativdir va uglerod kremniyga nisbatan ko'proq elektronegativdir.

Ikki nometalldan tashkil topgan birikmalar uchun formulalar tuzilayotganda, ularning elektron manfiyligi har doim o'ng tomonga joylashtiriladi: PCl 3, NO 2. Ushbu qoidaga ba'zi tarixiy istisnolar mavjud, masalan, NH 3, PH 3 va boshqalar.

Oksidlanish raqami odatda element belgisi ustida joylashgan arab raqami (raqam oldidagi belgi bilan) bilan ko'rsatiladi, masalan:

Kimyoviy birikmalardagi atomlarning oksidlanish darajasini aniqlash uchun quyidagi qoidalarga amal qilinadi:

1. Oddiy moddalardagi elementlarning oksidlanish darajasi nolga teng.
2. Molekuladagi atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi nolga teng.
3. Murakkablardagi kislorod asosan -2 oksidlanish darajasini ko'rsatadi (kislorod ftorida OF 2 + 2, M 2 O 2 -1 kabi metall peroksidlarda).
4. Aralashmalardagi vodorod + 1 oksidlanish darajasini ko'rsatadi, faol metallarning gidridlari bundan mustasno, masalan, vodorodning oksidlanish darajasi - 1 bo'lgan gidroksidi yoki gidroksidi tuproq.
5. Bir atomli ionlar uchun oksidlanish darajasi ion zaryadiga teng, masalan: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2 va boshqalar.
6. Kovalent qutbli bog'lanishga ega bo'lgan birikmalarda ko'proq elektron manfiy atomning oksidlanish darajasi minus belgisiga ega, kamroq elektron manfiy atom esa ortiqcha ishoraga ega.
7. Organik birikmalarda vodorodning oksidlanish darajasi +1 ga teng.

Keling, yuqoridagi qoidalarni bir nechta misollar bilan ko'rsatamiz.

1-misol. Kaliy K 2 O, selen SeO 3 va temir Fe 3 O 4 oksidlaridagi elementlarning oksidlanish darajasini aniqlang.

Kaliy oksidi K 2 O. Molekuladagi atomlarning oksidlanish darajalarining algebraik yig'indisi nolga teng. Oksidlardagi kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng. Uning oksididagi kaliyning oksidlanish darajasini n, keyin 2n + (–2) = 0 yoki 2n = 2, demak, n = +1, ya'ni kaliyning oksidlanish darajasi +1 deb belgilaymiz.

Selen oksidi SeO 3. SeO 3 molekulasi elektr jihatdan neytraldir. Uchta kislorod atomining umumiy manfiy zaryadi -2 × 3 = -6. Shuning uchun, bu manfiy zaryadni nolga tushirish uchun selenning oksidlanish darajasi +6 bo'lishi kerak.

Fe3O4 molekulasi elektr neytral. To'rt kislorod atomining umumiy manfiy zaryadi -2 × 4 = -8. Ushbu manfiy zaryadni tenglashtirish uchun uchta temir atomidagi umumiy musbat zaryad +8 bo'lishi kerak. Shuning uchun bitta temir atomi 8/3 = +8/3 zaryadga ega bo'lishi kerak.

Shuni ta'kidlash kerakki, birikmadagi elementning oksidlanish darajasi kasr son bo'lishi mumkin. Bunday kasr oksidlanish darajalari kimyoviy birikmadagi bog'lanishni tushuntirishda ma'noga ega emas, ammo oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari uchun tenglamalarni qurish uchun ishlatilishi mumkin.

2-misol. NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7 birikmalaridagi elementlarning oksidlanish darajasini aniqlang.

NaClO 3 molekulasi elektr neytraldir. Natriyning oksidlanish darajasi +1, kislorodning oksidlanish darajasi -2. Xlorning oksidlanish darajasini n, keyin +1 + n + 3 × (–2) = 0, yoki +1 + n – 6 = 0, yoki n – 5 = 0, demak, n = +5 deb belgilaymiz. Shunday qilib, xlorning oksidlanish darajasi +5 ga teng.

K 2 Cr 2 O 7 molekulasi elektr neytraldir. Kaliyning oksidlanish darajasi +1, kislorodning oksidlanish darajasi -2. Xromning oksidlanish darajasini n deb belgilaymiz, keyin 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, yoki +2 + 2n – 14 = 0, yoki 2n – 12 = 0, 2n = 12, demak n. = +6. Shunday qilib, xromning oksidlanish darajasi +6 ga teng.

3-misol. SO 4 2- sulfat ionida oltingugurtning oksidlanish darajasini aniqlaymiz. SO 4 2– ioni –2 zaryadga ega. Kislorodning oksidlanish darajasi -2 ga teng. Oltingugurtning oksidlanish darajasini n, keyin n + 4 × (–2) = –2 yoki n – 8 = –2 yoki n = –2 – (–8), demak, n = +6 deb belgilaymiz. Shunday qilib, oltingugurtning oksidlanish darajasi +6 ga teng.

Shuni esda tutish kerakki, oksidlanish darajasi ba'zan berilgan elementning valentligiga teng emas.

Masalan, ammiak molekulasi NH 3 yoki gidrazin molekulasi N 2 H 4 tarkibidagi azot atomining oksidlanish darajalari mos ravishda –3 va –2 ga teng, bu birikmalardagi azotning valentligi esa uchtaga teng.

Asosiy kichik guruhlarning elementlari uchun maksimal ijobiy oksidlanish darajasi, qoida tariqasida, guruh raqamiga teng (istisnolar: kislorod, ftor va boshqa ba'zi elementlar).

Maksimal salbiy oksidlanish darajasi 8 - guruh raqami.

Trening vazifalari

1. Qaysi birikmada fosforning oksidlanish darajasi +5 ga teng?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 P
4) AlP

2. Qaysi birikmada fosforning oksidlanish darajasi –3 ga teng?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 PO 4
4) AlP

3. Qaysi birikmada azotning oksidlanish darajasi +4 ga teng?

1) HNO2
2) N 2 O 4
3) N 2 O
4) HNO3

4. Qaysi birikmada azotning oksidlanish darajasi –2 ga teng?

1) NH 3
2) N 2 H 4
3) N 2 O 5
4) HNO2

5. Qaysi birikmada oltingugurtning oksidlanish darajasi +2 ga teng?

1) Na 2 SO 3
2) SO2
3) SCl 2
4) H2SO4

6. Qaysi birikmada oltingugurtning oksidlanish darajasi +6 ga teng?

1) Na 2 SO 3
2) SO 3
3) SCl 2
4) H 2 SO 3

7. Formulalari CrBr 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 2 CrO 4 bo'lgan moddalarda xromning oksidlanish darajasi mos ravishda teng bo'ladi.

1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6

8. Kimyoviy elementning minimal salbiy oksidlanish darajasi odatda tengdir

1) davr raqami
3) tashqi elektron qatlam tugagunga qadar etishmayotgan elektronlar soni

9. Asosiy kichik guruhlarda joylashgan kimyoviy elementlarning maksimal ijobiy oksidlanish darajasi, qoida tariqasida, tengdir

1) davr raqami
2) kimyoviy elementning seriya raqami
3) guruh raqami
4) elementdagi elektronlarning umumiy soni

10. Fosfor birikmada maksimal musbat oksidlanish holatini ko'rsatadi

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca 3 P 2

11. Fosfor birikmada minimal oksidlanish holatini ko'rsatadi

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na 3 PO 4
4) Ca 3 P 2

12. Kation va anionda joylashgan ammoniy nitritdagi azot atomlari mos ravishda oksidlanish darajasini ko'rsatadi.

1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5

13. Vodorod peroksiddagi kislorodning valentligi va oksidlanish darajasi mos ravishda teng

1) II, -2
2) II, –1
3) I, +4
4) III, –2

14. Pirit FeS2 dagi oltingugurtning valentligi va oksidlanish darajasi mos ravishda teng

1) IV, +5
2) II, –1
3) II, +6
4) III, +4

15. Ammoniy bromiddagi azot atomining valentligi va oksidlanish darajasi mos ravishda

1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4

16. Uglerod atomi bilan birlashganda manfiy oksidlanish holatini namoyon qiladi

1) kislorod
2) natriy
3) ftor
4) xlor

17. birikmalarida doimiy oksidlanish holatini namoyon qiladi

1) stronsiy
2) temir
3) oltingugurt
4) xlor

18. Ularning birikmalarida oksidlanish darajasi +3 bo'lishi mumkin

1) xlor va ftor
2) fosfor va xlor
3) uglerod va oltingugurt
4) kislorod va vodorod

19. Ularning birikmalarida oksidlanish darajasi +4 bo'lishi mumkin

1) uglerod va vodorod
2) uglerod va fosfor
3) uglerod va kaltsiy
4) azot va oltingugurt

20. Uning birikmalaridagi guruh soniga teng oksidlanish darajasi namoyon bo'ladi

1) xlor
2) temir
3) kislorod
4) ftor