Grupa XVI

Tlenowce

Symb

ol

Struktura

elektronow

a

I

St.

utlenienia

E

o

f

X+2e→X

2-

LK

Elektro-

ujemnoś

ć

O

2s

2

p

4

1313 -2, (-1)

+1.23

1, 2

3.5

S

3s

2

p

4

999.

5

-2, (+2),

+4, +6

+0.14

2, 4,

6

2.5

Se

3d

10

4s

2

p

4

940.

7

(-2), +2,

+4, +6

-0.40

2, 4,

6

2.4

Te

4d

10

5s

2

p

4

869.

3

+2, +4, +6

-0.72

6

2.1

Po

4f

14

5d

10

6s

2

p

4

813.

3

+2, +4

-1.00

6

?

O

S

S*

S*

sp

3

tetraedr

sp

3

tetraedr

sp

3

d bipiramida trygonalna

sp

3

d

2

oktaedr

Rozpowszechnienie

• Tlen – najbardziej rozpowszechniony pierwiastek

– zawartość w skorupie ziemskiej – 46.6%

– atmosfera - 21%

– woda – 89%

• Siarka – 0.05%

– siarka rodzima

– siarczki

– siarczany

• Pozostałe pierwiastki występują w bardzo małych ilościach

Otrzymywanie tlenu

Metody przemysłowe:

• Destylacja skroplonego powietrza

• Elektroliza wody ( H

2

SO

4

lub Ba(OH)

2

)

W laboratorium:

2

Co

2

MnO

4

O

HCl

2

HClO

2

O

2

KCl

KClO

2

2





 







 





Otrzymywanie siarki

• Metoda Frasha

• W rafineriach:

2 H

2

S + 3 O

2

→ 2 SO

2

+ 2 H

2

O

SO

2

+ 2 H

2

S → 2 H

2

O + 3 S

• Duże ilości siarki otrzymuje się też ubocznie w procesach

przeróbki rud metali

Otrzymywanie pozostałych pierwiastków

• Selen i tellur – stanowią domieszkę rud siarczkowych.

Otrzymuje się je np. z pyłu powstającego po prażeniu pirytu FeS

2

• Polon występuje jako domieszka w rudach toru i uranu.

Został z nich wyodrębniony po raz pierwszy przez Marię Curie –
Skłodowską.

Obecnie otrzymuje się go w sztucznych przemianach jądrowych:

e

Po

Bi

n

Bi

0

1

210

84

210

83

1

0

209

83











Wszystkie pierwiastki w grupie XVI są polimorficzne i
występują w różnych odmianach alotropowych:

Tlen:

O

2

O

O

+

O

O

O

+

O

O

3

Odmiany alotropowe siarki

• Siarka występuje w wielu

odmianach alotropowych
zarówno w stanie stałym
jak i ciekłym.

Alotropia u pozostałych pierwiastków grupy

• Selen ma dwie odmiany pierścieniowe Se

8

o barwie

czerwonej i trwalszą odmianę szarą o budowie łańcuchowej.

• Tellur występuje w odmianach łańcuchowych. Niektóre z

nich wykazują połysk metaliczny i przewodzą prąd.

• Obie odmiany alotropowe polonu mają właściwości

typowego metalu

• W grupie struktura trwałych odmian pierwiastków zmienia

się od prostych cząsteczek dwuatomowych, poprzez
struktury pierścieniowe i łańcuchowe do sieci metalicznych.

Wodorki

Ciepło

tworzenia

[kJ/mol]

Kąt między

wiązaniami

Temperatura

wrzenia [

o

C]

H

2

O

-242

105

100

H

2

S

-20

92

- 60

H

2

Se

+81

91

- 42

H

2

Te

+151

91

- 2.3

Wodorki wielordzeniowe

• H

2

S

n

i H

2

O

2

• Budowa cząsteczki H

2

O

2

O

H

O

H

90

o

90

o

90

o

Otrzymywanie H

2

O

2

Tlenki

XO

2

XO

3

Inne

S

SO

2

SO

3

S

2

O (S

2

O

3

)

Se

SeO

2

SeO

3

Te

TeO

2

TeO

3

TeO

Po

PoO

2

PoO

Ditlenki

SO

2

Jest gazem. Zarówno w stanie gazowym jak i ciekłym i
stałym tworzy odrębne cząsteczki o kształcie trójkąta.
Rozpuszcza się w wodzie tworząc słaby nietrwały
dwuprotonowy kwas:
SO

2

+ H

2

O ↔ H

2

SO

3

Sole tego kwasu jak sam SO

2

mają właściwości redukujące

S

O

O

119

.

5

o

Ditlenki

SeO

2

Substancja stała tworząca długie łańcuchy.
Pojedyncze cząsteczki występują jedynie w fazie gazowej.

Z wodą tworzy słaby dwuprotonowy kwas H

2

SeO

3

, możliwy

do wydzielenia w formie krystalicznej.
S

eO

2

+ H

2

O ↔

H

2

SeO

3

SeO

2

i H

2

SeO

3

mają właściwości utleniające.

SeO

2

bywa używany jako selektywny utleniacz aldehydów i

ketonów.

Ditlenki

TeO

2

Ciało stałe o budowie jonowej.

Z wodą nie reaguje.

Reaguje z zasadami tworząc sole pochodzące od kwasu
H

2

TeO

3

2 NaOH + TeO

2

↔ Na

2

TeO

3

+ H

2

O

Reaguje także z kwasami tworząc sole.

Ma więc charakter amfoteryczny.

Trójtlenek siarki

• Jest jedynym ważnym trójtlenkiem w tej grupie.
• Jest bezwodnikiem H

2

SO

4

.

• Otrzymuje się utleniając SO

2

w obecności katalizatora.

• Używany jest do produkcji:

– kwasu siarkowego
– syntetycznych detergentów

• W temp. pokojowej jest ciałem stałym występującym w

odmianach polimerycznych

S

O

O

O

S

S

O

O

O

O

O

O

O S

O

O

O S O

O

O

S O

O

O

Kwasy tlenowe siarki

S OH

O

H

O

H

S OH

O

O

H

S OH

S

O

H

S S OH

O

O O

O

H

S S OH

O O

H

2

SO

2

kwas sulfoksylowy

Grupa kwasu siarkowego(IV)

H

2

SO

3

kwas siarkowy(IV)

H

2

S

2

O

2

kwas tiosiarkowy(IV)

H

2

S

2

O

5

kwas disiarkowy(IV)

H

2

S

2

O

4

kwas ditionowy(IV)

Kwasy tlenowe siarki

• Grupa kwasu siarkowego(VI)

O

H

S OH

O

O

O

H

S OH

O

S

O

H

S O S OH

O

O

O

O

H

2

SO

4

kwas siarkowy(VI)

H

2

S

2

O

3

kwas tiosiarkowy

kwas disiarkowy

pirosiarkowy

H

2

S

2

O

7

Kwasy tlenowe siarki

• Kwasy tionowe

O

H

S S OH

O O

O O

O

H

S

S

S OH

n

O

O

O

O

kwasy wielotionowe

H

2

S

2

O

6

kwas ditionowy

H

2

S

n

O

6

n = 1 - 12

Kwasy tlenowe siarki

Kwasy nadtlenosiarkowe

O

H

O S OH

O

O

H

2

SO

5

kwas nadtlenosiarkowy (Caro)

O

H

S O

O

O

O S OH

O

O

H

2

S

2

O

8

kwas nadtlenodisiarkowy

Kwas siarkowy(IV) H

2

SO

3

• Słaby kwas dwuprotonowy
• Istnieje tylko w roztworach

• Jon SO

32-

ma strukturę

piramidy

o podstawie trójkątnej –

fragment czworościanu

• Kwas i jego sole mają właściwości redukujące:

SO

32-

+ H

2

O – 2e → SO

42-

+ 2 H

+

SO

3

2-

utlenianie

S

SO

2

Zn

temp.

SO

4

2-

S

2

O

3

2-

S

2

O

4

2-

S

2

O

5

2-

Kwas siarkowy(VI) H

2

SO

4

Kwas siarkowy(VI) H

2

SO

4

• Kwas dwuprotonowy. Zaliczany jest do kwasów mocnych ale w

wodzie tylko
I-szy etap dysocjacji jest nieodwracalny.

• Stężony kwas jest gęstą oleistą cieczą. Podczas rozcieńczania wodą

wydzielają się duże ilości ciepła.

• Jest higroskopijny
• Jest mało lotny
• Stężony kwas ma właściwości utleniające
• Cząsteczki mają strukturę tetraedryczną z udziałem wiązań 

S

O

O

O

O

S

O

O

O

O

S

O

wiązanie p - d

Kwas siarkowy(VI) H

2

SO

4

• Zastosowania:

H

2

S

2

O

3

i tiosiarczany

Kwas w stanie wolnym nie istnieje.

Istnieje jednak wiele trwałych tiosiarczanów.

– Mają one właściwości redukujące:

2 S

2

O

32-

+ I

2

→ S

4

O

62-

+ 2 I

-

– i kompleksujące:

AgCl + 2 S

2

O

32-

↔ [Ag(S

2

O

3

)

2

]

3-

+ Cl

-

Struktura jonu tiosiarczanowego jest podobna do jonu
siarczanowego (VI)

S

O

O

O

S

O

O

O

S

O

Kwasy nadtlenosiarkowe

• H

2

S

2

O

8

– Otrzymuje się podczas elektrolizy siarczanów(VI) przy dużych

gęstościach prądu: 2 SO

42-

- 2 e → S

2

O

82-

– Jest jednym z najsilniejszych utleniaczy: utlenia np.. Mn

2+

do

MnO

4-

i Cr

3+

do Cr

2

O

72-

– Jest używany jako inicjator polimeryzacji C

2

F

4

– W wodzie hydrolizuje z utworzeniem kwasu Caro:

H

2

S

2

O

8

+ H

2

O → H

2

SO

5

+ H

2

SO

4

H

2

O

H

2

SO

4

+ H

2

O

2