Содержание

Валентность серы (S), формулы и примеры

Общие сведения о валентности серы

При обычном давлении сера образует хрупкие кристаллы желтого цвета, плавящиеся при температуре 112,8oС. Плотность 2,07 г/см3. Нерастворима в воде, но довольно хорошо растворима в сероуглероде, бензоле и некоторых других жидкостях. При испарении этих жидкостей сера выделяется из раствора в виде прозрачных желтых кристалликов ромбической системы, имеющих форму октаэдров (ромбическая модификация).

Если расплавленную серу медленно охлаждать и в тот момент, когда она частично затвердевает слить еще не успевшую застыть жидкость можно получить длинные темно-желтые игольчатые кристаллы моноклинной системы (моноклинная модификация). Плотность 1,96 г/см3. Температура плавления 119,3oС.

Валентность серы в соединениях

Сера — шестнадцатый по счету элемент Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Она находится в третьем периоде в VIA группе. В ядре атома серы содержится 16 протонов и 16 нейтронов (массовое число равно 32). В атоме серы есть три энергетических уровня, на которых находятся 16 электронов (рис. 1).

Рис. 1. Строения атома серы.

Электронная формула атома серы в основном состоянии имеет следующий вид:

1s22s22p63s23p4.

А энергетическая диаграмма (строится только для электронов внешнего энергетического уровня, которые по-другому называют валентными):

Наличие двух неспаренных электронов свидетельствует о том, что сера способна проявлять валентность II в своих соединениях (H2SII).

Для атома серы характерно наличие нескольких возбужденных состояний из-за того, что орбитали 3d-подуровня являются вакантными (на третьем энергетическом слое помимо 3s- и 3p-подуровней есть еще и 3d-подуровень). Сначала распариваются электроны 3p -подуровня и занимают свободные d-орбитали, а после – электроны 3

s-подуровня:

Наличие четырех и шести неспаренных электронов в возбужденном состоянии свидетельствует о том, что сера проявляет в своих соединениях валентности IV (SIVO2, H2SIVO3, Na2SIVO3) и VI (SVIO3, H2SVIO4, CaSVIO4).

Примеры решения задач

Электронная конфигурация серы

Электронная конфигурация серы

Электронная конфигурация атома серы имеют следующий вид:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Расшифровывается это следующим образом.

Сера в Периодической системе химических элементов имеет номер 16. Значит, атом серы имеет 16 электронов (т. к. ядро содержит 16 протонов). В электронной конфигурации сумма верхних индексов как раз равна 16-ти (2 + 2 + 6 + 2 + 4). То есть верхние индексы обозначают количество электронов, распределенных по слоям и орбиталям.

Сера находится в третьем периоде Периодической системы. Значит, у нее три электронных слоя. На первом слое есть только одна s-орбиталь. На втором электронном слое есть одна s-орбиталь и три p-орбитали. На третьем электронном слое есть одна s-орбиталь, три p-орбитали и пять d-орбиталей. В электронной конфигурации атома серы номера слоев обозначены числами 1, 2 и 3 перед названиями орбиталей. Так как на 3d-орбиталь не хватило электронов, то она не упоминается (отсутствует).

На каждой орбитали может быть не более двух электронов. При этом заполнение начинается со слоев с меньшей энергией. Сначала заполняется первый слой, потом второй, потом третий. Разные орбитали одного слоя заполняются также по принципу меньшей энергии. Так сначала полностью заполняется s-орбиталь, потом, но по очереди (сначала каждой по одному электрону, затем по второму, если остались), заполняются три p-орбитали.

В атоме серы полностью заполняются орбитали первых двух электронных слоев. На первый уходит 2 электрона и на второй 8 электронов (2 на s-орбиталь и по 2 на три p-орбитали). На третий слой остается 16 – 2 – 8 = 6 электронов. Сначала полностью двумя электронами заполняется s-орбиталь третьего слоя. На три p-орбитали остается 4 электрона. Сначала три электрона занимают отдельную орбиталь, затем одна из p-орбиталей получает парный электрон.

Так как у атома серы последние заполняемые орбитали — это p-орбитали, то сера относится к семейству p-элементов.

Copyright © 2019. All Rights Reserved

Кристаллические структуры. Валентность | Задания 66

 

Распределение электронов по квантовым ячейкам атома 

 

Задание 66.
Сколько не спаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?
Решение:
Распределение электронов внешнего энергетического уровня … 3s

23p(учитывая правило Хунда 3s23px23py23pz1) по квантовым ячейкам имеет вид:
а) Заполнение внешнего энергетического уровня атома хлора в основном состоянии:

        

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома углерода равна 1.

 б) Заполнение внешнего энергетического уровня атома хлора в возбуждённом состоянии при переходе одного 3py-электрона на d-подуровень:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома углерода равна 3.

 в) Заполнение внешнего энергетического уровня атома хлора в возбуждённом состоянии при переходе одного 3py- и одного 3px-электрона на d-подуровень:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома углерода равна 5.

 г) Заполнение внешнего энергетического уровня атома хлора в возбуждённом состоянии при переходе одного 3py-, одного 3px- и одного s-электрона на d-подуровень:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома углерода равна 7.


Заполнение внешнего энергетического уровня атома

Задача 67.
Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состояниях? Чему равна валентность серы, обусловленная неспаренными электронами?
Решение:
Распределение электронов внешнего энергетического уровня атома серы … 3s23p4 (учитывая правило Хунда 3s23px23py13pz1) по квантовым ячейкам имеет вид:

а) Заполнение внешнего энергетического уровня атома серы в основном состоянии:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома серы равна 2.

 б) Заполнение внешнего энергетического уровня атома серы в возбуждённом состоянии при переходе одного 3py-электрона на d-подуровень:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома серы равна 4.

в) Заполнение внешнего энергетического уровня атома серы в возбуждённом состоянии при переходе одного 3py— и одного s-электрона на d-подуровень:

 При таком состоянии валентность (спинвалентность) атома серы равна 6.


Электрический момент диполя

Задача 68. 
Что называют электрическим моментом диполя? Какая из молекул НСI, НВг, НI имеет наибольший момент диполя? Почему?
Решение:
Ковалентная связь, которая образована разными атомами, называется полярной. Например, H — Cl; центр тяжести отрицательного заряда (связанного с электронами) не совпадает с центром тяжести положительного заряда (связанного с зарядом ядра атома). Электронная плотность общих электронов смещена к одному из атомов, имеющего большее значение электроотрицательности, в большей степени. В H  : Cl общая электронная пара смещена в сторону наиболее электроотрицательного атома хлора. Полярность связи количественно оценивается дипольным моментом (D), который является произведением длины диполя (l) – расстояния между двумя равными по величине и противоположными по знаку зарядами  +g и –g на абсолютную величину заряда.

Дипольный момент  — величина векторная и направлен по оси диполя от отрицательного заряда к положительному. Дипольный момент связи даёт ценную информацию о поведении молекулы в целом. Он служит количественной мерой её полярности. Молекула, тем более полярна, чем больше смещена общая электронная пара к одному из атомов, т. е. чем выше эффективные заряды атомов и чем больше длина диполя l. Поэтому в ряду сходно построенных молекул дипольный момент возрастает по мере увеличения разности электроотрицательностей атомов, образующих молекулу. Например, дипольные моменты в ряду НСI —НВг — НI будут уменьшаться, что связано с уменьшением разности электроотрицательности атомов при переходе от НСI, НВг, НI. Следовательно молекула НСI имеет наибольший момент диполя. Дипольные моменты НСI, НВг, НI равны, соответственно 1,04; 0,79; 0,38 D. Дипольные моменты молекул обычно измеряют в дебаях (D)* : 1D = 3,33
.
10-30 Кл .м.


Ионные, атомные, молекулярные, металлические кристаллические решетки 

Задание 69.
Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы, каких веществ — алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк — имеют указанные структуры?
Решение:
а) Кристаллическая структура, в узлах которой находятся анионы и катионы называется ионной. Расстояния между противоположно заряжёнными ионами меньше, чем расстояния между одноимёнными ионами, поэтому электростатические силы межионного притяжения преобладают над силами отталкивания. Так электростатические силы не обладают ни насыщенностью, ни направленностью. Каждый ион взаимодействует не только с иона-ми своего непосредственного окружения, но и со всеми другими ионами кристалла.

Эффективные заряды ионов в кристаллах с ионной кристаллической решёткой всегда боль-ше, поэтому кулоновское взаимодействие остаётся сильным и создаёт строго упорядоченное чередование катионов и анионов в пространстве, т. е. ионную решётку. К числу ионных кристаллических решёток относится решётка NaCl. В кристалле NaCl восемь хлорид-ионов образуют восемь вершин куба, а шесть других хлорид-ионов лежат в центрах шести граней этого куба. Таким образом, хлорид-ионы образуют кубическую гранецентрированную решётку. Меньшие по размерам катионы натрия занимают октаэдрические пустоты в решётке, образованной хлорид-ионами. Решётка образованная катионами натрия, также является кубической гранецентрированной. В данной кристаллической решётке каждый катион натрия окружён шестью хлорид-ионами, а каждый хлорид-ион окружает шесть катионов натрия, т. е. координационное число обоих ионов равно шести. 

б) Атомной кристаллической структурой называется кристалл, в узлах  решётки которого находятся атомы. Связь в таких кристаллах чисто ковалентная. Например, в алмазе каждый атом углерода имеет четыре  -связи и тетраэдрически окружён четырьмя такими же атомами углерода. Углерод в алмазе находится в состоянии sp3-гибридизации, поэтому все связи между атомами в алмазе одинаковы (длина  — связи равна 154 пм), а угол меж-ду атомами равен 109,50. Каждый атом углерода связан с четырьмя другими.

 в) Кристаллические структуры, в узлах решеток которых находятся молекулы, называются молекулярными кристаллами. Взаимное притяжение в данных кристаллах между молекулами обусловлено или слабыми ван-дер-вальсовыми силами, или водородными связями, которые гораздо слабее сил, действующих в ионных, атомных и металлических кристаллах. Так, в узлах кристаллического СО2 («сухой лёд») содержатся молекулы СО2, которые плотно упакованы в гранецентрированную кристаллическую решётку. Между молекулами СО2 в кристалле действуют ван-дер-вальсовы силы.

 г) Металлическая кристаллическая структура – это такая решётка, структурной единицей которой является атом. В кубических решётках  каждый атом окружён восемью другими атомами (кубическая объёмноцентрированная решётка), а в других – двенадцатью (гексагональная решётка). Таким образом, каждый атом может образовывать со своими непосредственными соседями 8 или 12 связей, располагая для этого обычно небольшим числом валентных электронов. В этих условиях возникает большое число многоцентровых орбиталей с малым числом электронов на них. Орбитали охватывают значительное число атомов, они делокализованы. Электроны на этих орбиталях обобществлены сразу многими атомами.

Таким образом, кристаллические решётки металлов образуются положительно заряжёнными катионами и «погружены» в электронный газ. Валентные электроны в пределах металлического металла перемещаются почти свободно. Электронный газ компенсирует силы электростатического отталкивания положительных ионов и является причиной устойчивости, прочности металлического состояния. Концентрация свободных электронов в электронном газе металлов составляет 1022 – 1023 электронов в 1 см3. Металлическую кристаллическую структуру имеет и цинк, как металл.


Метод валентных связей (ВС)

Задание 70.
Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекулы Н2S и линейное молекулы СО2?
Решение:
а) Сера в основном состоянии имеет два неспаренных р-электрона (3s23px23py13pz1). Вследствие электростатического отталкивания два р-электронных облака всегда располагаются перпендикулярно друг другу. При образовании молекулы H2S два p-облака атома серы перекрываются с s-облаками атомов водорода, образуя две ковалентные связи, угол между которыми близок к 900 (рис.1.), что хорошо согласуется с взаимным расположением двух р-орбиталей. занятых неспаренными электронами.

Рис.1.Схема перекрывания электронных облаков в молекулах 
соединений водорода с серой, селеном,теллуром.

Таким образом, молекула H2S имеет угловое строение, что можно представить структурной формулой:


б) Углерод в основном состоянии имеет два неспаренных р-электрона (2s22px12py12pz0). Вследствие электростатического отталкивания два р-электронных облака всегда располагаются перпендикулярно друг другу, т. е. углерод в основном состоянии может быть двухвалентным. Молекула СО2 содержит на один атом углерода два атома кислорода, т.е. углерод с двумя атомами кислорода соединён посредством четырёх ковалентных связей. Установлено, что СО2 имеет линейное строение. Такая форма молекулы СО2 объясняется тем, что в атоме углерода две sp-гибридные орбитали и две негибридные орбитали. Все они перекрываются с р-орбиталями атомов кислорода. При этом две sp-гибридные орбитали дают с р-орбиталями каждого атома кислорода две  -связи, угол между которыми равен 1800 (рис.2.). Негибридизированные две р-орбитали атома углерода дают с р-орбиталями каждого атома кислорода две  -связи, расположенных в перпендикулярных друг другу плоскостях. 

Рис. 2. Трёхатомная молекула СО2.

Структурная формула СО2 имеет вид:


Сера — урок. Химия, 8–9 класс.

Химический элемент

Сера — химический элемент № \(16\). Она расположена в VIА группе третьем периоде Периодической системы.

 

S16+16)2e)8e)6e

 

На внешнем слое атома серы содержатся шесть валентных электронов. До завершения внешнего слоя не хватает двух электронов. Поэтому в соединениях с металлами и водородом сера проявляет степень окисления \(–2\). При взаимодействии с более электроотрицательными элементами (кислородом, галогенами) сера образует соединения, в которых её степень окисления положительная (\(+4\) или \(+6\)).

 

В земной коре сера встречается в самородном виде или в виде минералов и горных пород: (пирит — FeS2, цинковая обманка — ZnS, свинцовый блеск — PbS, гипс — CaSO4⋅2h3O, глауберова соль — Na2SO4⋅10h3O).

 

     

Рис. \(1\). Самородная сера

Рис. \(2\). Пирит

  

Сера относится к макроэлементам живых организмов. Она содержится в белках. Больше всего серы в белках, которые образуют шерсть, волосы, рога. Входит она также в состав некоторых витаминов и гормонов.

Простое вещество

Сера образует несколько аллотропных модификаций. Обычно мы имеем дело с кристаллической серой, которая состоит из восьмиатомных циклических молекул.

 

Рис. \(3\). Модель молекулы серы

 

Молекулы образуют кристаллы разного строения, и поэтому существуют аллотропные видоизменения: ромбическая и моноклинная сера. Обе модификации представляют собой жёлтые легкоплавкие вещества. Температуры плавления их несколько различаются (\(+112,8\) °С и \(+119,3\) °С).

 

Рис. \(4\). Сера

 

При нагревании сера плавится, превращается в лёгкую жидкость, а затем начинает темнеть и становится вязкой. Образуется пластическая сера, состоящая из длинных линейных молекул.

 

В воде сера не растворяется и ею не смачивается. Поэтому порошок серы не тонет в воде, несмотря на более высокую плотность (\(2,07\) г/см³). Такое явление называется флотацией.

 

Подожжённая сера реагирует с кислородом, и образуется сернистый газ. Сера в этой реакции — восстановитель.

 

S0+O20=tS+4O2−2.

 

Окислительные свойства сера проявляет в реакциях с металлами и водородом.

 

С активными металлами и ртутью реагирует при комнатной температуре:

 

Hg0+S0=Hg+2S−2.

 

При нагревании сера вступает в реакцию с большинством металлов — железом, алюминием, цинком и другими, кроме золота и платины.

 

2Al0+3S0=tAl+32S−23.

 

В реакциях с металлами образуются сульфиды.

 

При повышенной температуре сера реагирует с водородом. Образуется сероводород:

 

h30+S0=th3+1S−2.

 

Применение серы

  • Используется в химической промышленности для производства серной кислоты;
  • находит применение в сельском хозяйстве для обеззараживания помещений;
  • входит в состав некоторых мазей;
  • используется в производстве спичек и бумаги;
  • с её помощью каучук превращают в резину;
  • входит в состав взрывчатых веществ.

Источники:

Рис. 1. Самородная сера https://image.shutterstock.com/image-photo/raw-sulphur-sulfur-ore-cutout-600w-1646293537.jpg

Рис. 2. Пирит https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/pyrite-mineral-sulfide-group-1734246830

Рис. 3. Модель молекулы серы © ЯКласс

Рис. 4. Сера https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/Sulfur-sample.jpg/1280px-Sulfur-sample.jpg

Строение атома

Тренировочные тесты ГИА по химии

 

Строение атома. Строение электронных оболочек первых 20 элементов Периодической системы Д.И.Менделеева

 

1. На приведённом рисунке

 

 

 

 

 

 

 

изображена модель атома

 

1) хлора                2) азота                   3) магния                     4) фтора

 

2.. Количество электронов в атоме равно

 

1)

числу протонов

2)

числу нейтронов

3)

числу энергетических уровней

4)

относительной атомной массе

 

3.  Высший оксид состава R2O7 образует химический элемент, в атоме которого заполнение электронами энергетических уровней соответствует ряду чисел:

1) 2, 8, 1                  2) 2, 8, 7                  3) 2, 8, 8, 1            4) 2, 5

 

4.  У атома серы число электронов на внешнем энергетическом уровне и заряд ядра равны соответственно

1)4  и  + 16    2)6  и  + 32      3)6  и  + 16    4)4  и  + 32

 

5. Атомы серы и кислорода имеют

 

1)

одинаковое число электронных слоев

2)

одинаковое число электронов внешнего электронного слоя

3)

одинаковое число протонов в ядре

4)

одинаковые радиусы

 

6. . Одинаковое число валентных электронов имеют атомы калия и

1) углерода                 2) магния                    3) фосфора           4) натрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число валентных электронов в атоме серы в стационарном состоянии, химия

Тестовые задания по теме :»Кислород,сера и их соединения»
1.Элемент ,расположенный в Периодческой системе химических элементов Д.И.Менделеева в 4-м периоде VIА-группы,называется:
1)селен
2)кислород
3)теллур)
4)сера
2.Заряд ядра и число валентных электронов в атоме кислорода соответственно равны:
1) +8 и 6
2)+8 и 2
3)+16 и 2
4)+16 и 6
3Такую же валентность,как и кислород, сера проявляет в каждом из двух соединений:
1)SO2,Na2S
2)Al2S3,SO3
3)h3S,CaS
4)MgS,SO2
4.Химическая связь между атомами элементов с порядковыми номерами 6 и 16:
1)ионная
2)ковалентная неполярная
3)водородная
4)ковалентная полярнаяя
5.Степень окисления +6 сера имеет в соединении:
1)h3SO4
2)h3SO3
3)h3S
4)CS2
6.Оксид серы (IV) является:
1)основням
2)кислотным
3)амфотерным
4)несолеобразующим
7.С оксидом серы (VI) взаимодействуют все вещества,указанные в ряду:
1)h3O,O2,NaCl
2)Cu(OH)2,NaCl,CaO
3)Ca(OH)2,CO2,K2O
4)NaOH,h3O,BaO
8.С образованием осадка идет реакция между растворами:
1)Na2 и KCL
2)h3SO4 и BaCl2
3)h3SO4 и CuCl2
4)CuSO4 и HCl
9.Коэффициент перед восстановителем в уравнении реакции между сероводородом и кислородом равен:
1)4
2)3
3)2
4)1
10.Верны ли следующие суждения о свойствах серы:
а)в химических реакциях сера проявляет как свойства окислителя, так и свойства восстановителя;
б)с кислородом сера образует только кислотные оксиды
1)верно только а
2)верно только б
3)верны оба суждения
4)оба суждения неверны
11.Установите соответсвие между уравнением химической реакции и ее типом:
Уравнение реакции:
Тип реакции:
1)KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2 А)ионного обмена
Б)соединения
В)замещения
Г)нейтрализации
Д)окисления-восстановления
2)Pb(NO3)2+K2S=PbS+2KNO3
3)h3S+Ba(OH)2=BaS+2h3O
4)SO2+CaO=СASO3
12.Установите соответсвие между схемой химической реакции и изменением степени окисления окислителя в ней.
Схема реакции:
1)h3S+O2=SO2+h3O
2)h3SO4(конц.)+Zn=ZnSO4+h3S+h3O
3)CuSO4=CuO+SO2+O2
4)h3SO4(конц.)+C=h3O+CO2+SO2
Изменение степени оксиления:
А)S(+6)=S(+4)
Б)S(+4)=S(0)
В)S(2)=S(0)
Г)S=S
Д)S(+4)=S(+6)
Е)S(-2)=S(+4)
13.Практически осуществимы реакции между раствором сульфита натрия и растворами:
А)гидроксида кальция
Б)нитрата лития
В)хлорида натрия
Г)нитрата аммония
Д)азотной кислоты
Е)хлорида меди (II)
14.Составьте уравнения реакции, схема которой:
h3SO4( )+Fe=Fe2(SO4)3+…..+h3O
Определить окислитель и восстановитель.
15.Определите массу оксида серы (IV), которая получится при взаимодйствии 71г сульфита натрия с 0,5 моль серной кислоты.

Примеры решения задач. Пример 1.Напишите электронную формулу атома серы

Пример 1.Напишите электронную формулу атома серы. К какому электронному семейству относится сера? Укажите валентные электроны, распределите их по энергетическим ячейкам в нормальном и возбужденных состояниях.

Решение. У атома серы порядковый номер 16 в таблице Д.И. Менделеева, поэтому – 16 электронов и последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней совпадает с электронной формулой (что характерно для элементов с порядковыми номерами от 1 до 20):

16S – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Последним заполняется p-подуровень, поэтому сера принадлежит к p-электронному семейству; содержит 6 валентных электронов – 3s2 3p4. Представим схему размещения валентных электронов в квантовых (энергетических) ячейках:

3s 3p 3d

16S — …

Валентность серы в нормальном состоянии равна 2, например, в соединениях H2S, Na2S, CaS.

У атома серы на 3d-подуровне имеются вакантные орбитали. При возбуждении атома происходит разъединение пар электронов и переход их на свободные орбитали.

Представим электронные конфигурации атома серы в возбужденных состояниях:

3s 3р 3d

а) 16S* — … , 16S* — … 3s23p33d1

Валентность серы равна 4, например, в соединениях SO2, H2SO3

3s 3p 3d

б) 16S*— …S* — … 3s1 3p3 3d2

Валентность серы равна 6, например, в соединениях: SO3, H2SO4.

Вывод: валентность серы в соединениях 2, 4, 6.

Пример 2.Составьте электронную формулу атома титана и ионов титана Ti2+ и Ti4+. К какому электронному семейству относится титан? Приведите электронные аналоги титана.

Решение. Порядок заполнения энергетических уровней и подуровней следующий:

22Ti – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

Титан принадлежит к d-электронному семейству.

Электронная формула титана имеет вид:

22Ti – 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

Подчеркнуты валентные электроны.

Электронно-графические формулы валентных электронов атома титана в нормальном и возбужденном состояниях:

3d 4s 4p 4d 4f

22 Ti-…

Валентность титана в нормальном состоянии равна 2, например, в соединениях: TiO, TiCl2. Такая валентность обусловлена двумя неспаренными электронами, но вакантные орбитали на 4p-подуровне вносят дополнительный вклад в валентность и титан в некоторых соединениях проявляет валентность, равную 3, например, в соединении TiCl3.

При возбуждении атома титана происходит распаривание 4s-электронов и переход их на 4p-подуровень, валентность титана в этом состоянии равна 4 (TiO2, TiCl4):

3d 4s 4p 4d 4f

22Ti*-…

22 Ti* — … 3d2 4s1 4p1 4d0 4f0

Сокращенная электронная формула атома титана:

22 Ti — … 3d2 4s2

Электронные аналоги титана:

40 Zr — … 4d2 5s2; 72 Hf — …5d2 6s2

Электронные формулы ионов титана Ti2+ и Ti4+ соответственно:

22Ti2+ — … 3d2 4s0; 22Ti4+ — … 3d0 4s0.

Пример 3.Для атома с электронной структурой 1s22s22p1 найдите значения четырех квантовых чисел n, l, ml, ms , определяющие каждый из электронов в нормальной состоянии.

Решение.Электронную формулу1s22s22p1 имеет атом бора. Значения квантовых чисел для электронов атома бора надо определять с учетом принципа Паули, согласно которому в атоме не может быть даже двух электронов, у которых все четыре квантовых числа были бы одинаковыми.

1-й энергетический уровень атома бора содержит два электрона в s-состоянии. Эти электроны характеризуются следующим набором квантовых чисел: 1,0, 0, ± ½.

Электроны в s-состоянии второго энергетического уровня имеют значения квантовых чисел: 2,0, 0, ± 1/2 .

Электроны в р-состоянии второго энергетического уровня имеют значения квантовых чисел: 2, 1, -1, + 1/2.

Сколько валентных электронов в сере (S)? [Валентность серы]

Сера , химическое вещество элемент с символом S и атомным номером 16, является десятым и пятым по порядку общий элемент по массе во Вселенной и на Земле соответственно. В нормальном температура и давление атомы серы образуют циклическую восьмиатомную молекулу (химическую формула S8).

Сера — очень важный элемент как с биологической, так и с химической точки зрения. Это очень важно компонент всех живых клеток, и является основным компонентом белков, ферментов, витамины, аминокислоты, цистеин и др.которые показывают его биологическое значение.

Элементарная сера используется как 85% производства короля соединений h3SO4, не только этого множества крупных компаний. такие соединения, как SO2, h3S, получают с помощью элементарной серы, которая показывает его химическое значение.

Вы здесь, чтобы знаете валентные электроны атома серы, не так ли? Не волнуйся вместе с серой валентных электронов мы также объясним его валентность. Но перед этим давайте некоторые основные идеи об этих двух терминах:

Разница между Валентные электроны и валентность

Валентные электроны общее количество электронов, присутствующих во внешней оболочке атома (я.е. на самой внешней орбите). Валентные электроны нейтрального атома равны всегда определен, он не может быть изменен (более или менее) ни при каких условиях для конкретный атом и может быть или не быть равным его валентности.

Валентность определяется как общее количество электронов, атом может терять, приобретать или делиться в то время образования связи, чтобы получить стабильную электронную конфигурацию, т.е. октет. Валентность атома может варьироваться в разных соединениях или химические реакции из-за различных условий склеивания.Большую часть времени Валентность меняется / изменяется из-за изменения состояний окисления и восстановления.

Сера (S) Валентность Электроны

Всего четыре простые шаги, чтобы узнать валентные электроны для атома серы:

Шаг 1. Найдите Атомный номер

Чтобы узнать атомный номер серы, мы можем использовать периодическую таблицу. С помощью Периодической таблицы Менделеева легко увидеть, что атомный номер серы равен 16. Поскольку его атомный номер 16, в нем 16 протонов, а для нейтральной серы число протонов всегда равно количеству электронов i.е. имеет 16 электронов в его ядро.

Шаг 2: Запись Электронная конфигурация

Электрон Конфигурация — это расположение электронов на орбиталях. Атом серы имеет в общей сложности 16 электронов, поэтому мы должны вывести на орбитали 16 электронов. В электроны будут размещены на разных орбиталях в зависимости от уровня энергии: [1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f]. Сейчас,

Серный электрон конфигурация S (16) = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 (в комплекте конфигурация).

= [Ne] 3s²3p⁴ (сжатая конфигурация).

Шаг 3: Определить Валентная оболочка

Как известно, валентную оболочку атома можно найти из наибольшего числа принципа квантовые числа, которые выражаются в члене n, а в [Ne] 3s²3p⁴ максимальное значение n равно 3, так что валентная оболочка серы равна 3s²3p⁴.

Шаг 4: Найти Валентные электроны

Общее количество электроны, присутствующие в валентной оболочке атома, называются валентными электронами, и в валентной оболочке серы (3s²3p⁴) присутствует всего шесть электронов.Таким образом, сера имеет шесть валентных электронов.

Также читают:

Валентность серы (S)

Есть много различные способы узнать валентность атома, отражающую способность атом для связи с другими атомами. Валентность описывает, насколько легко атом или свободный радикал может сочетаться с другими химическими соединениями. Валентность атома определяется на основе количества электронов, потерянных, приобретенных или разделенных с другой атом во время образования связи.

Считается, что атом быть стабильным, когда его внешние оболочки имеют восемь электронов (кроме H и He).Если общее количество электронов во внешних оболочках составляет от одного до четырех, атом имеет положительную валентность, и если электронов от четырех до восьми, Валентность рассчитывается путем вычитания из восьми, и валентность будет равна нулю. Атомы имея четыре крайних электрона, обладают как положительной, так и отрицательной валентностью, и атомов, имеющих восемь крайних электронов, валентность будет равна нулю (т. е. благородная газы).

Элементы, такие как сера может достичь стабильного состояния (ближайшая конфигурация инертного газа: Ar), получив 2 электроны.Таким образом, валентность серы равна 2.

Математически электронная конфигурация серы 2, 8, 6. А как известно, если электроны в крайняя оболочка превышает 4, следует вычесть из 8. Итак,

Электрон Конфигурация серы (S) = 2, 8, 6

Мы видим внешний большая часть серной оболочки имеет 6 электронов, поэтому необходимо вычесть их из 8.

8–6 = 2

Вот почему валентность серы 2.

Примечание: Обычно сера имеет стабильную степень окисления -2 в большинстве соединений, но она варьируется от От -2 до +6 в разных соединениях из-за разной прочности связи и формирование.Не путайте с -2 или чем-то еще с положительным или отрицательным знаки, это просто степень окисления, которая может варьироваться от соединения к соединению. Но в любом случае его валентность всегда равна 2.

В другом смысле Атом серы может образовывать максимум 2 ковалентные связи в химической связи (например: CS2, h3S и т. Д.), И то, что такое валентность, максимальная способность образовывать связи. с атомами во время химических реакций.

Мы также можем найти валентность серы с помощью таблицы Менделеева.Поскольку сера принадлежит группа 16 (6A или VIA) вместе с кислородом (O), мышьяком (As) и селеном (Se), теллуром (Te), полоний (Po) и ливерморий (Lv). Эти элементы группы также называют халькогенами. Все эти элементы имеют валентность 2.

.

2.7: Применение электронных конфигураций: валентные электроны и электронные точечные структуры

Валентные электроны

Как упоминалось в предыдущем разделе этой главы, электроны очень важны, потому что определенное подмножество электронов, называемое валентными электронами , несут единоличную ответственность за определение того, как элементы связываются друг с другом.Число валентных электронов, присутствующих в атоме, можно определить из электронной конфигурации этого атома. Валентные электроны находятся на орбиталях, связанных с самым высоким занятым энергетическим уровнем атома. Остальные электроны, которые называются электронами внутренней оболочки , не участвуют в связывании и поэтому не важны для изучения.

Рассмотрим электронную конфигурацию серы, которая была определена в предыдущем разделе и воспроизведена ниже.

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

Напомним, что уровни энергии в электронной конфигурации — это первые красные числа, которые обозначают начало новой комбинации энергетических уровней / орбиталей. Сера имеет электроны на первом, втором и третьем уровнях энергии, что обозначено красными цифрами 1, 2 и 3 соответственно. Валентные электроны — это те, которые находятся на самом высоком занятом уровне энергии .Следовательно, в этом случае необходимо учитывать только те электроны, которые связаны с комбинацией энергетических уровней / орбиталей, начинающейся с цифры 3. Поскольку две комбинации энергетических уровней / орбиталей начинаются с цифры 3, для дальнейшего рассмотрения выбраны обе орбитали:

2 3 пол 4

Сумма надстрочных индексов, связанных с этими орбиталями, равна 6. Следовательно, сера имеет 6 валентных электронов.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Определите, сколько электронов азота классифицируются как валентные электроны.Электронная конфигурация азота, которая была определена в предыдущем разделе, показана ниже.

2 2 2п 3

Решение

Азот имеет электроны на первом и втором уровнях энергии, на что указывают первые красные 1 и 2 соответственно. Валентные электроны — это те, которые находятся на самом высоком занятом уровне энергии . Следовательно, в этом случае необходимо учитывать только те электроны, которые связаны с комбинацией энергетических уровней / орбиталей, начинающейся с 2.Поскольку две комбинации энергетических уровней / орбиталей начинаются с цифры 2, для дальнейшего рассмотрения выбраны обе орбитали:

2 2п 3

Сумма верхних индексов, связанных с этими орбиталями, равна 5. Следовательно, у азота 5 валентных электронов.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Определите, сколько электронов в каждом из следующих элементов классифицируются как валентные электроны. Электронная конфигурация каждого элемента, которая была определена в предыдущем разделе, показана ниже.

  1. Неон

2 2 2п 6

  1. Кальций

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2

Ответьте на
Неон имеет электроны на первом и втором уровнях энергии, что обозначено красными цифрами 1 и 2 соответственно. Валентные электроны — это те, которые находятся на самом высоком занятом уровне энергии .Следовательно, в этом случае необходимо учитывать только те электроны, которые связаны с комбинацией энергетических уровней / орбиталей, начинающейся с 2. Поскольку две комбинации энергетических уровней / орбиталей начинаются с цифры 2, обе орбитали выбираются для дальнейшего рассмотрения:

2 2п 6

Сумма надстрочных индексов, связанных с этими орбиталями, равна 8. Следовательно, неон имеет 8 валентных электронов.
Ответ б
Кальций имеет электроны на первом, втором, третьем и четвертом энергетических уровнях, на что указывают первые красные цифры 1, 2, 3 и 4 соответственно.Валентные электроны — это те, которые находятся на самом высоком занятом уровне энергии . Следовательно, в этом случае необходимо учитывать только те электроны, которые связаны с комбинацией энергетических уровней / орбиталей, начинающейся с 4. Поскольку только один энергетический уровень / орбитальная комбинация начинается с 4, для дальнейшего рассмотрения выбрана только одна орбиталь:

2

Верхний индекс, связанный с этой орбиталью, — 2. Следовательно, кальций имеет 2 валентных электрона.

В то время как электронная конфигурация представляет всех электронов, присутствующих в атоме элемента, химики по-настоящему интересуются только валентностью электронов атома, поскольку, как указано выше, именно эти электроны несут единоличную ответственность за определение того, как элементы связаны друг с другом. Следовательно, было бы очень удобно найти «ярлык» для определения количества валентных электронов в атоме. Такой «ярлык» действительно существует.В предыдущем разделе этой главы были представлены три системы маркировки групп или столбцов в периодической таблице. Вторая система, которая называется «Система A / B», была указана для того, чтобы дать представление об электронном характере элементов, обнаруженных в этой группе.

Снова рассмотрим серу S, которая, исходя из ее электронной конфигурации, имеет 6 валентных электронов.

Сера находится в столбце 16 -го Менделеева. Однако «система A / B» используется для обозначения элементов основной группы .Группа 16 — это 6 -й столбец в основной группе, или «A-блок», столбцы периодической таблицы, и поэтому обозначена как Группа 6 A . Обратите внимание, что количество валентных электронов серы совпадает с номером ее группы в «системе A / B». Эта связь применяется почти к всем элементам, находящимся в основной группе столбцов периодической таблицы. Гелий — единственное исключение из этого правила, так как он находится в Группе 8A, но содержит только два полных электрона.Это несоответствие делает недействительным метод «быстрого доступа A / B», и метод электронной конфигурации должен использоваться, чтобы определить, что оба электрона гелия являются валентными электронами.

Поскольку номер группы «Система A / B» соответствует количеству валентных электронов, присутствующих в атоме, все элементы, находящиеся в одном столбце, имеют одинаковое количество валентных электронов. Поскольку валентные электроны атома несут единоличную ответственность за определение того, как элементы связываются друг с другом, эта общность электронного характера объясняет, почему все элементы в одной группе обладают схожими свойствами.

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Основываясь на его расположении в периодической таблице, определите, сколько электронов азота классифицируется как валентные электроны.

Решение

Номер группы «Система A / B» указывает количество валентных электронов, присутствующих в атоме. Азот (N) находится в столбце 15 -го Менделеева. Однако «система A / B» используется для обозначения элементов основной группы . Группа 15 — это 5 -й столбец в основной группе, или столбцы «A-Block» периодической таблицы, и поэтому обозначена как Группа 5A.Следовательно, у азота 5 валентных электронов. (Этот ответ согласуется с решением примера \ (\ PageIndex {1} \).)

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

На основе таблицы Менделеева определите, сколько электронов в каждом из следующих элементов классифицируется как валентные электроны.

  1. Неон
  2. Кальций
Ответьте на
Номер группы «Система A / B» указывает количество валентных электронов, присутствующих в атоме.Неон (Ne) находится в Группе 18, которая обозначена как Группа 8A, используя «Систему A / B». Следовательно, неон имеет 8 валентных электронов. (Этот ответ согласуется с решением упражнения \ (\ PageIndex {1} \ text {a} \).)
Ответ б
Кальций (Ca) находится в группе 2, которая обозначена как группа 2A в «системе A / B». Следовательно, кальций имеет 2 валентных электрона. (Опять же, этот ответ согласуется с решением упражнения \ (\ PageIndex {1} \ text {b} \).)

Электронно-точечные структуры

Электронные точечные структуры окружают элементарный символ элемента с одной точкой на каждый валентный электрон, который содержит элемент.При рисовании электронной точечной структуры необходимо соблюдать три правила:

  1. Первая точка может быть размещена на любой «стороне» символа элемента (сверху, снизу, слева или справа).
  2. Каждая из первых четырех точек должна быть размещена на своей «стороне» символа элементаля. Другими словами, если первая точка размещается наверху символа элементаля, вторая точка может быть размещена внизу, слева или справа от символа, но не может быть помещена наверху, рядом с первой точкой. .
  3. Последние четыре точки могут быть снова размещены на любой «стороне» символа элементаля, но должны быть расположены так, чтобы не было более двух точек на любой «стороне» символа элементаля.

Снова рассмотрим серу, которая имеет 6 валентных электронов.

Элементный символ серы — S. Поскольку структура электронной точки окружает элементарный символ с одной точкой на каждый электрон с валентностью , который содержит элемент, элементный символ серы должен быть окружен 6 точками.В соответствии с правилами, приведенными выше, точка, представляющая первый валентный электрон серы, может быть размещена на любой «стороне» символа, как показано ниже на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Возможные варианты размещения первой точки для электронной точечной структуры серы.

Если первая структура на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) выбрана в качестве основы точечной структуры электронов серы, точка, представляющая второй валентный электрон серы, может быть размещена внизу, слева или справа от символа элемента, но нельзя поместить вверху рядом с первой точкой.На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показаны три структуры с приемлемым расположением первых двух валентных электронов серы, а также структура с неправильным расположением электронов.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Возможные варианты размещения второй точки для электронной точечной структуры серы.

Если последняя структура на рисунке \ (\ PageIndex {2} \) выбрана в качестве основы точечной структуры электронов серы, точки, представляющие третий и четвертый валентные электроны серы, должны быть размещены внизу и слева от символа элемента. , но не может быть помещен вверху или справа от символа элементаля.На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показана единственная структура с приемлемым размещением первых четырех валентных электронов серы.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): правильное размещение четырех точек для электронной точечной структуры серы.

Точки, представляющие пятый и шестой валентные электроны серы, могут быть снова размещены на любой «стороне» символа элемента, но не могут быть размещены обе на одной и той же «стороне», так что не более двух точек существует на любой «стороне» символа. символ элементаля. На рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показаны все структуры с приемлемым размещением шести валентных электронов серы.Следовательно, любая из структур на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) является допустимой электронной точечной структурой для серы.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Допустимые электронные точечные структуры для серы.

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Изобразите действительную электронную точечную структуру для азота.

Решение

Элементарный символ азота — N. Согласно Примеру \ (\ PageIndex {1} \) и Примеру \ (\ PageIndex {2} \) азот имеет 5 валентных электронов. Согласно правилам, описанным выше, каждая из первых четырех точек должна быть размещена на своей «стороне» символа элементаля, а пятая точка может быть размещена рядом с любой из первых четырех точек.Следовательно, любая из следующих структур является допустимой электронно-точечной структурой для азота.

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

Нарисуйте действительную структуру электронных точек для каждого из следующих элементов.

  1. Неон
  2. Кальций
Ответьте на
Элементарный символ неона — Ne. Основываясь на примере \ (\ PageIndex {1} \ text {a} \) и примере \ (\ PageIndex {2} \ text {a} \), неон имеет 8 валентных электронов. Основываясь на правилах, описанных выше, первые четыре точки должны быть размещены на своей «стороне» символа элементаля, а каждая из оставшихся четырех точек должна быть размещена рядом с каждой из первых четырех.Следовательно, следующая структура является единственной допустимой электронной точечной структурой для неона.

Ответ б
Элементарный символ кальция — Ca. Основываясь на примере \ (\ PageIndex {1} \ text {b} \) и примере \ (\ PageIndex {2} \ text {b} \), кальций имеет 2 валентных электрона. Согласно правилам, описанным выше, каждая точка должна быть размещена на своей «стороне» символа элементаля. Следовательно, любая из следующих структур является допустимой электронно-точечной структурой для кальция.

правило расширения октета

В этом видео мы хотим обсудить концепцию расширения правила октета.

Когда мы рисуем точечную диаграмму молекулы, мы часто сталкиваемся с ситуацией, когда центральный атом расширяет октет или имеет более 8 электронов вокруг своей валентной оболочки.

Какие элементы способны на это?

Элемент из периода 3 и ниже сможет расширять октет, используя его энергетически доступную или низкорасположенную d-подоболочку для связывания.

Это означает, что только элементы периода 2, такие как C, N, O и F, не могут расширять октет и должны подчиняться правилу октета.

Обратите внимание, что правило октета является исключением, а не нормой, поскольку большинство элементов в Периодической таблице относятся к периоду 3 и выше, поэтому при необходимости можно расширить октет.

Рассмотрим электронную конфигурацию кислорода, элемента Периода 2.

Из диаграммы «электрон в коробке» видно, что кислород имеет 2 неспаренных электрона, поэтому может образовывать 2 ковалентные связи.

Всего у кислорода будет 4 электрона от 2 связей и 4 электрона от 2 неподеленных пар, что в сумме составляет 8 электронов.

Следовательно, кислород является октетом и подчиняется правилу октетов.

Как насчет серы, элемента периода 3, находящегося непосредственно под кислородом?

Обратите внимание, что для серы она имеет трехмерную подоболочку, которая очень близка по уровню энергии по сравнению с подоболочками 3s и 3p, поскольку все они находятся в одной и той же основной квантовой оболочке.

Сера может использовать 2 неспаренных электрона для образования 2 ковалентных связей плюс 4 электрона из 2 неподеленных пар, чтобы получить в общей сложности 8 электронов.

Следовательно, сера в этом случае подчиняется правилу октетов.

Но сера может разъединить свои электроны и продвинуть один из своих электронов (выделен зеленым) на пустую трехмерную орбиталь.

Этот процесс называется возбуждением, поскольку 3d подоболочка имеет более высокую энергию, следовательно, для перемещения электрона из 3p подоболочки в 3d требуется энергия.

Поскольку разница энергий между подоболочками в одной и той же основной квантовой оболочке мала, для возбуждения требуется очень мало энергии.

После возбуждения мы видим, что теперь имеется 4 неспаренных электрона, что означает, что сера теперь может образовывать 4 ковалентные связи плюс 1 неподеленная пара, что даст в общей сложности 10 электронов в ее валентной оболочке.

Поскольку сера теперь имеет более 8 электронов, мы говорим, что она «расширяет октет».

Сера имеет еще одну электронную пару в своей 3s подоболочке, поэтому она может еще раз подвергнуться возбуждению и поместить электрон на другую пустую трехмерную орбиталь.

Теперь сера имеет 6 неспаренных электронов, что означает, что она может образовывать 6 ковалентных связей, образуя в общей сложности 12 электронов вокруг своей валентной оболочки.

Таким образом, сера может не только октет, но и расширять октет до 10 или 12 электронов.

Движущей силой возбуждения является разрушение пары электронов, что позволит элементу образовывать больше ковалентных связей, следовательно, больше энергии высвобождается при образовании большего количества связей, и окончательная конфигурация будет более стабильной.

Так почему же элементы Периода 2, такие как кислород, не подвергаются возбуждению?

Это связано с тем, что следующая доступная орбиталь для разделения электронов находится в подоболочке 3s, которая находится в следующей основной квантовой оболочке.

Разница в энергиях слишком велика, и кислороду требуется слишком много усилий, чтобы разорвать пару со своим электроном и продвинуть его к подоболочке 3s.

Следовательно, кислород и другие элементы Периода 2 не используют орбитали в третьей основной квантовой оболочке для связывания и не могут расширять октет.

Для подробного пошагового обсуждения того, как элементы периода 3 расширяют октет, посмотрите это видео!

Тема: Химическая связь, Физическая химия, Химия A Level, Сингапур

Нашли ли это видео A Level Chemistry полезным?

Поставьте лайк этому видео и поделитесь им с друзьями!

Присоединяйтесь к моим более чем 1800 подписчикам на моем канале YouTube, чтобы получать новые видеоуроки по химии A Level каждую неделю.

Посмотрите другие видео-уроки химии A Level здесь!

Нужен опытный репетитор, который сделает для вас химию проще?

Рассмотрите возможность записи на мои классы по химии A Level h3 в Бишане или онлайн-курсы!

Химия кислорода и серы

Химия кислорода и сера

Химия Кислород

Кислород — самый распространенный элемент на этой планете.В земная кора на 46,6% состоит из кислорода по весу, океаны на 86% кислород по весу, а атмосфера составляет 21% кислорода по объему. В название кислород происходит от греческого слова oxys , «кислота» и gennan , чтобы образовать или генерировать ». Таким образом, кислород буквально означает« кислота ». бывшее «. Это имя было введено Лавуазье, который заметил это соединения, богатые кислородом, такие как SO 2 и P 4 O 10 , растворяются в воде с образованием кислот.

Электронная конфигурация атома кислорода [He] 2 с 2 2 p 4 предполагает, что нейтральные атомы кислорода могут получить октет валентных электронов, разделив две пары электроны с образованием двойной связи O = O, как показано на рисунке ниже.

Согласно этой структуре Льюиса, все электроны в O 2 молекулы парные. Следовательно, соединение должно быть диамагнитным он должен отталкиваться магнитное поле.Экспериментально обнаружено, что O 2 является парамагнитным это притягивается к магнитному полю. Это можно объяснить, если предположить что есть два неспаренных электрона в * разрыхляющей связке молекулярные орбитали молекулы O 2 .

На этой фотографии видно, что жидкость O 2 настолько сильно притягивается магнитным полем, что преодолеть разрыв между полюсами подковообразного магнита.

При температурах ниже -183 o C, O 2 конденсируется с образованием жидкости характерного голубого цвета который возникает в результате поглощения света с длиной волны 630 нм. Это поглощение не наблюдается в газовой фазе и относительно слабый даже в жидкости, потому что для этого требуется три тела сталкиваются две молекулы O 2 и фотон одновременно, что является очень редким явлением даже в жидкая фаза.

Химия Озон

Молекула O 2 — не единственная элементарная форма кислород. При наличии молнии или другого источника искра, O 2 молекул диссоциируют с образованием атомов кислорода.

искра
O 2 ( г ) 2 O ( г )

Эти атомы O могут реагировать с молекулами O 2 с образованием озон, О 3 ,

O 2 ( г ) + O ( г ) O 3 ( г )

, структура Льюиса которого показана на рисунке ниже.

Кислород (O 2 ) и озон (O 3 ) являются примерами. из аллотропов (от греческого значения «в другой способ «). По определению, аллотропы разные формы элемента. Потому что у них разные структуры, аллотропы обладают разными химическими и физическими свойствами (см. Таблица ниже).

Свойства аллотропов кислорода

Кислород (O 2 ) Озон (O 3 )
Точка плавления -218.75 o С -192,5 o С
Температура кипения -182.96 o С -110,5 o С
Плотность (при 20 o C) 1,331 г / л 1.998 г / л
Порядок облигаций O-O 2 1,5
Длина соединения O-O 0,1207 нм 0,1278 нм

Озон — нестабильное соединение с резким резким запахом, медленно разлагается до кислорода.

3 O 3 ( г ) 3 O 2 ( г )

При низких концентрациях озон может быть относительно приятным.(В характерный запах чистоты, связанный с летними грозами, из-за образования небольших количеств O 3 .)

Воздействие O 3 при более высоких концентрациях приводит к кашель, учащенное сердцебиение, боль в груди и общие телесная боль. При концентрациях выше 1 ppm озон токсичен.

Одним из характерных свойств озона является его способность поглощать излучение в ультрафиолетовой части спектра ( > 300 нм), тем самым обеспечивая фильтр, защищающий нас от воздействие высокоэнергетического ультрафиолетового излучения солнца.Мы сможем понять важность этого фильтра, если подумаем о что происходит, когда наша кожа поглощает солнечное излучение.

Электромагнитное излучение в инфракрасном, видимом и низкоэнергетические участки ультрафиолетового спектра (<300 нм) переносит достаточно энергии, чтобы возбудить электрон в молекуле в орбиталь с более высокой энергией. Этот электрон в конечном итоге возвращается в орбитали, с которой он был возбужден, и энергия передается на окружающие ткани в виде тепла.Любой, у кого есть пострадавшие от солнечных ожогов могут оценить болезненные последствия чрезмерного количества этого излучения.

Излучение в высокоэнергетической части ультрафиолета спектр (300 нм) при поглощении оказывает другое действие. Это излучение несет достаточно энергии, чтобы ионизировать атомы или молекулы. Ионы, образующиеся в этих реакциях, имеют нечетное число электронов и чрезвычайно реактивны. Они могут вызвать постоянное повреждают клеточную ткань и вызывают процессы, которые в конечном итоге привести к раку кожи.Относительно небольшое количество этого излучения поэтому может оказывать сильное воздействие на живые ткани.

В 1974 г. Молина и Роуленд указали, что хлорфторуглероды, такие как CFCl 3 и CF 2 Cl 2 , которые использовались в качестве хладагентов и пропеллентов в аэрозолях банки начали накапливаться в атмосфере. в стратосферы, на высотах от 10 до 50 км над земной поверхность, хлорфторуглероды разлагаются с образованием атомов Cl и оксиды хлора, такие как ClO, когда они поглощают солнечный свет.Атомы Cl и молекулы ClO имеют нечетное количество электронов, как показано на рисунок ниже.

В результате эти вещества необычно реакционноспособны. в атмосфере, они реагируют с озоном или с атомами кислорода, которые необходимы для образования озона.

Класс + O 3 ClO + O 2
ClO + O Класс + O 2

Молина и Роуленд предположили, что эти вещества могут в конечном итоге разрушить озоновый щит в стратосфере, с опасные последствия для биологических систем, которые могут быть подвергается повышенному воздействию ультрафиолетового излучения высокой энергии.

Кислород как Окислитель

Фтор — единственный элемент, который более электроотрицателен, чем кислород. В результате кислород приобретает электроны практически во всем химические реакции. Каждая молекула O 2 должна получить четыре электронов, чтобы удовлетворить октеты двух атомов кислорода без обмен электронами, как показано на рисунке ниже.

Таким образом, кислород окисляет металлы с образованием солей, в которых атомы кислорода формально присутствуют в виде ионов O 2-.Ржавчина образуется, например, когда железо реагирует с кислородом в присутствии воды, чтобы получить соль, формально содержащую Fe 3+ и O 2- ионов, в среднем три молекулы воды координированы с каждым из ионов Fe 3+ в этом твердом теле.

H 2 O
4 Fe ( s ) + 3 O 2 ( г ) 2 Fe 2 O 3 ( s ) 3 H 2 O

Кислород также окисляет неметаллы, такие как углерод, с образованием ковалентные соединения, в которых кислород формально окисляется количество -2.

C ( с ) + O 2 ( г ) CO 2 ( г )

Кислород — прекрасный пример окислителя потому что он увеличивает степень окисления практически любого вещества с которой он реагирует. В ходе своих реакций кислород уменьшенный. Таким образом, вещества, с которыми он вступает в реакцию, уменьшают Агенты .

Пероксиды

Требуется четыре электрона, чтобы восстановить молекулу O 2 до пара ионов O 2-. Если реакция прекращается после O 2 молекула получила только два электрона, O 2 2- ион, показанный на рисунке ниже.

У этого иона на два электрона больше, чем у нейтрального O 2 молекула, что означает, что атомы кислорода должны иметь только одну одна пара связывающих электронов для достижения октета валентности электроны.Ион O 2 2- называется пероксидом . ион, потому что соединения, содержащие этот ион, необычайно богаты кислород. Это не просто оксиды, это (гипер) пероксиды.

Самый простой способ приготовить перекись — провести реакцию натрия или металлический барий с кислородом.

2 Na ( с ) + O 2 ( г ) Na 2 O 2 ( s )
Ba ( s ) + O 2 ( г ) BaO 2 ( с )

Когда эти пероксиды вступают в реакцию с сильной кислотой, перекись водорода (H 2 O 2 ).

BaO 2 ( с ) + 2 ч + ( водн. ) Ba 2+ ( водн. ) + H 2 O 2 ( водн. )

Структура Льюиса перекиси водорода содержит O-O одинарная связь, как показано на рисунке ниже.

Теория VSEPR предсказывает, что геометрия вокруг каждого кислорода атом в H 2 O 2 должен быть изогнут. Но это теория не может предсказать, должны ли четыре атома находиться в в той же плоскости или следует визуализировать молекулу лежащей в двух пересекающихся плоскостях. Экспериментально определенная Структура H 2 O 2 показана на рисунке ниже.

Валентный угол H-O-O в этой молекуле лишь немного больше чем угол между парой соседних 2 p атомных орбитали на атоме кислорода, а угол между плоскостями образующие молекулу немного больше тетраэдрической угол.

Степень окисления атомов кислорода в перекиси водорода равно -1. H 2 O 2 , следовательно, может действовать как окислитель и захватить еще два электрона, чтобы сформировать пару гидроксид-ионы, в которых кислород имеет степень окисления -2.

H 2 O 2 + 2 e 2 ОН

Или он может действовать как восстанавливающий агент и потерять пару электроны с образованием молекулы O 2 .

H 2 O 2 О 2 + 2 часа + + 2 e

Реакции, в которых соединение одновременно подвергается обоим окисление и восстановление называются диспропорционированием Реакция . Продукты диспропорционирования H 2 O 2 кислород и вода.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л )

Диспропорционирование H 2 O 2 является экзотермическая реакция.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л ) H o = -94.6 кДж / моль H 2 O

Эта реакция является относительно медленной, однако в отсутствие катализатор, например пыль или металлическая поверхность. Основные виды использования H 2 O 2 вращаются вокруг его окислительной способности. Используется в разбавленных (3%) растворах как дезинфицирующее средство. В большей степени концентрированные растворы (30%), используется как отбеливающий агент для волосы, мех, кожа или древесная масса, из которой делают бумагу.В очень концентрированные растворы, H 2 O 2 было использовано в качестве ракетного топлива из-за легкости, с которой оно разлагается на дать О 2 .

Методы Подготовка O 2

Небольшие количества газа O 2 могут быть приготовлены в количество способов.

1. Разложив разбавленный раствор перекиси водорода с помощью пыль или металлическая поверхность в качестве катализатора.

2 H 2 O 2 ( водн. ) O 2 ( г ) + 2 H 2 O ( л )

2. Путем реакции перекиси водорода с сильным окислителем. агент, такой как перманганат-ион, MnO 4 .

5 H 2 O 2 ( водн. ) + 2 MnO 4 ( водн. ) + 6 часов + ( водн. ) 2 Mn 2+ ( водн. ) + 5 O 2 ( г ) + 8 H 2 O ( л )

3.Путем пропускания электрического тока через воду.

электролиз
2 H 2 O ( л ) 2 H 2 ( г ) + O 2 ( г )

4.При нагревании хлората калия (KClO 3 ) в наличие катализатора до его разложения.

MnO 2
2 KClO 3 ( с ) 2 KCl ( с ) + 3 O 2 ( г )

Химия Сера

Поскольку сера находится непосредственно под кислородом в периодической таблице, эти элементы имеют похожие электронные конфигурации.Как результат, сера образует множество соединений, являющихся аналогами кислородных соединений, как показано в таблице ниже. Примеры в этой таблице показывают, как префикс thio — может использоваться для обозначения соединений, в которых сера заменяет атом кислорода. Тиоцианат (SCN ) ион, например, является серосодержащим аналогом цианата (OCN ) ион.

Кислородные соединения и их серные аналоги

Кислородные соединения Соединения серы
Na 2 O (оксид натрия) Na 2 S (сульфид натрия)
H 2 O (вода) H 2 S (сероводород)
O 3 (озон) SO 2 (диоксид серы)
CO 2 (диоксид углерода) CS 2 (сероуглерод)
OCN (цианат) SCN (тиоцианат)
OC (NH 2 ) 2 (мочевина) SC (NH 2 ) 2 (тиомочевина)

Существует четыре основных различия между химическим составом сера и кислород.

1. Двойные связи O = O намного прочнее двойных связей S = S.

2. Одинарные связи S-S почти вдвое прочнее одинарных O-O. облигации.

3. Сера ( EN = 2,58) гораздо менее электроотрицательна. чем кислород ( EN = 3,44).

4. Сера может расширять свою валентную оболочку, удерживая более восьми электроны, а кислород — нет.

Эти, казалось бы, незначительные различия имеют важные последствия. для химии этих элементов.

Эффект Различия в прочности связей X-X и X = X

Радиус атома серы примерно на 60% больше, чем у атома серы. атом кислорода.

В результате атомам серы труднее подойти близко достаточно вместе, чтобы образовать узы. S = S двойные связи, следовательно, намного слабее, чем двойные связи O = O.

Двойные связи между серой и атомами кислорода или углерода могут быть обнаружен в таких соединениях, как SO 2 и CS 2 (см. рисунок ниже).Но эти двойные связи намного слабее, чем эквивалентные двойные связи с атомами кислорода в O 3 или CO 2 . Энтальпия диссоциации связи для двойной связи C = S составляет 477 кДж / моль, например, тогда как энтальпия диссоциации связи для Двойная связь C = O составляет 745 кДж / моль.

Элементарный кислород состоит из молекул O 2 , в которых каждый атом завершает свой октет валентных электронов, разделяя два пары электронов с одним соседним атомом.Потому что сера не образует прочных двойных связей S = S, элементарная сера обычно состоит из циклических S 8 молекул, в которых каждый атом завершает свой октет, образуя одинарные связи с двумя соседними атомов, как показано на рисунке ниже.

S 8 молекул могут упаковываться, образуя более одной кристалл. Самая стабильная форма серы состоит из орторомбической кристаллы S 8 молекул, которые часто встречаются вблизи вулканы.Если эти кристаллы нагреть до плавления и расплавленная сера затем охлаждается, аллотроп серы, состоящий из моноклинных кристаллов S 8 молекул составляет сформирован. Эти моноклинные кристаллы медленно трансформируются. в более стабильную орторомбическую структуру за период время.

Склонность элемента к образованию связей с самим собой называется цепью (от латинского catena , «цепочка»). Потому что сера образует необычно прочные одинарные связи S-S, лучше при катенации, чем любой элемент, кроме углерода.В результате ромбические и моноклинные формы серы — не единственные аллотропы элемента. Также существуют аллотропы серы, которые различаются размером молекул, образующих кристалл. Циклический молекулы, содержащие 6, 7, 8, 10 и 12 атомов серы, являются известный.

Сера плавится при 119,25 o C с образованием желтой жидкости. которая менее вязкая, чем вода. Если эту жидкость нагреть до 159 o C, превращается в темно-красную жидкость, которую невозможно вылить из ее контейнер.Вязкость этой темно-красной жидкости в 2000 раз. больше, чем у расплавленной серы, потому что циклический S 8 молекулы открываются и соединяются вместе, образуя длинные цепочки из около 100 000 атомов серы.

Когда сера реагирует с активным металлом, она может образовывать сульфид-ион, S 2-.

16 К ( с ) + S 8 ( S ) 8 К 2 S ( s )

Однако это не единственный продукт, который можно получить.А может быть произведено множество полисульфид-ионов с зарядом -2 которые различаются количеством атомов серы в цепи.

Эффект Различия электроотрицательностей серы и кислорода

Поскольку сера гораздо менее электроотрицательна, чем кислород, она с большей вероятностью образовывать соединения, в которых он имеет положительный степень окисления (см. таблицу ниже).

Общие числа окисления для серы

Окисление
Число
Примеры
-2 Na 2 S, H 2 S
-1 Na 2 S 2 , H 2 S 2
0 S 8
+1 S 2 Класс 2
+2 S 2 O 3 2-
+2 1 / 2 S 4 O 6 2-
+3 S 2 O 4 2-
+4 SF 4 , SO 2 , H 2 SO 3 , СО 3 2-
+5 S 2 O 6 2-
+6 SF 6 , SO 3 , H 2 SO 4 , СО 4 2-

Теоретически сера может реагировать с кислородом с образованием либо SO 2 или SO 3 , чьи структуры Льюиса приведены на рисунке ниже.

СО 2
SO 3

На практике при сжигании сернистых соединений образуется SO 2 , независимо от того, сжигается ли сера или соединение серы.

S 8 ( S ) + 8 O 2 ( г ) 8 SO 2 ( г )
CS 2 ( л ) + 3 O 2 ( г ) CO 2 ( г ) + 2 SO 2 ( г )
3 FeS 2 ( с ) + 8 O 2 ( г ) Fe 3 O 4 ( s ) + 6 SO 2 ( г )

Хотя образующийся в этих реакциях SO 2 должен реагирует с O 2 с образованием SO 3 , скорость этого реакция очень медленная.Скорость конверсии SO 2 в SO 3 можно значительно увеличить, добавив соответствующий катализатор.

V 2 O 5 / K 2 O
2 SO 2 ( г ) 2 SO 3 ( г )

Огромное количество SO 2 производится промышленностью каждый год, а затем конвертируется в SO 3 , который можно использовать для производства серной кислоты, H 2 SO 4 .В теории, серную кислоту можно получить путем растворения газа SO 3 в воды.

SO 3 ( г ) + H 2 O ( л ) H 2 SO 4 ( водн. )

На практике это неудобно. Вместо этого SO 3 абсорбируется 98% H 2 SO 4 , где он реагирует с водой для образования дополнительного H 2 SO 4 молекулы.Затем при необходимости добавляют воду, чтобы концентрация этого раствора от 96% до 98% H 2 SO 4 по весу.

Серная кислота на сегодняшний день является наиболее важным промышленным продуктом. химический. Утверждалось даже, что существует прямое соотношение между количеством серной кислоты в стране потребляет и его уровень жизни. Более 50% ежегодно производимая серная кислота используется для производства удобрений. В остальное используется для изготовления бумаги, синтетических волокон и текстиля, инсектициды, моющие средства, кормовые добавки, красители, лекарства, антифриз, краски и эмали, линолеум, синтетический каучук, печатные краски, целлофан, фотопленка, взрывчатые вещества, автомобильные аккумуляторы и металлы, такие как магний, алюминий, железо и сталь.

Серная кислота диссоциирует в воде с образованием HSO 4 ион, известный как гидросульфатный или бисульфатный ион.

H 2 SO 4 ( водн. ) H + ( водн. ) + HSO 4 ( водн. )

10% этих ионов гидросульфата диссоциируют с образованием SO 4 2-, или сульфат-ион.

HSO 4 ( водн. ) H + ( водн. ) + SO 4 2- ( водн. )

При замене H + можно образовать самые разные соли. ионы в серной кислоте с положительно заряженными ионами, такие как Ионы Na + или K + .

NaHSO 4 = гидросульфат натрия
Na 2 SO 4 = сульфат натрия

Диоксид серы растворяется в воде с образованием серной кислоты.

SO 2 ( г ) + H 2 O ( л ) H 2 SO 3 ( водн. )

Сернистая кислота не так сильно диссоциирует в воде как серную кислоту, но еще можно заменить H + ионы в H 2 SO 3 с положительными ионами с образованием соли.

NaHSO 3 = гидросульфит натрия
Na 2 SO 3 = сульфит натрия

Серная кислота и сернистая кислота являются примерами класса соединений, известных как оксикислоты , потому что они буквально кислоты, содержащие кислород. Потому что они отрицательные ионы (или анионы), содержащие кислород, SO 3 2- и ионы SO 4 2- известны как оксианионы .Льюисовские структуры некоторых оксидов серы, образующих оксикислоты или оксианионы приведены в таблице ниже.

Один из этих оксианионов заслуживает особого упоминания. Этот ион, который известен как ион тиосульфата, образуется в результате реакции между серой и сульфитным (SO 3 2-) ионом.

8 SO 3 2- ( водн. ) + S 8 ( S ) 8 S 2 O 3 2- ( водн. )

Эффект Различия в способности серы и кислорода расширять свои Валанс Шелл

Электронные конфигурации кислорода и серы обычно написано следующим образом.

O = [He] 2 с 2 2 с 4
S = [Ne] 3 с 2 3 с 4

Хотя это обозначение показывает сходство между конфигурации двух элементов, он скрывает важную разница, которая позволяет сере расширять свою валентную оболочку, чтобы удерживать более восьми электронов.

Кислород реагирует с фтором с образованием OF 2 .

O 2 ( г ) + 2 F 2 ( г ) 2 ИЗ 2 ( г )

Реакция останавливается на этом этапе, потому что кислород может удерживать только восемь электронов в валентной оболочке, как показано на рисунке ниже.

Сера реагирует с фтором с образованием SF 4 и SF 6 , показано на рисунке ниже, потому что сера может расширять свою валентность оболочка для хранения 10 или даже 12 электронов.

S 8 ( S ) + 16 F 2 ( г ) 8 SF 4 ( г )
S 8 ( S ) + 24 F 2 ( г ) 8 SF 6 ( г )

Расширенный октет | Введение в химию

Цель обучения
  • Объясните, почему некоторые элементы могут образовывать расширенный октет

Ключевые моменты
    • Элементы основной группы, которые образуют больше связей, чем может быть предсказано правилом октетов, называются гипервалентными соединениями и имеют так называемый «расширенный октет», что означает, что вокруг одного атома находится более восьми электронов.
    • Правило октетов может быть «расширено» некоторыми элементами за счет использования d-орбиталей, находящихся на третьем основном энергетическом уровне и за его пределами. Сера, фосфор, кремний и хлор являются обычными примерами элементов, образующих расширенный октет.
    • Пентахлорид фосфора (PCl 5 ) и гексафторид серы (SF 6 ) являются примерами молекул, которые отклоняются от правила октетов, имея более 8 электронов вокруг центрального атома.

Условия
  • Гипервалентная молекула Молекула, которая содержит атом из элемента основной группы, который отклоняется от правила октета, разделяя более восьми электронов.
  • расширенный октет Случай, когда атом разделяет более восьми электронов со своими партнерами по связыванию.
  • элемент основной группы Элементы, не входящие в блок переходных металлов в периодической таблице.

Отклонения от правила октета

Гипервалентная молекула — это молекула, которая содержит один или несколько элементов основной группы, которые несут более восьми электронов на своих валентных уровнях в результате связывания. Пентахлорид фосфора (PCl 5 ), гексафторид серы (SF 6 ), трифторид хлора (ClF 3 ) и трийодид-ион (I 3 ) являются примерами гипервалентных молекул.

Для элементов во втором периоде периодической таблицы (главный уровень энергии n = 2) октет составляют s 2 p 6 электронов, и d-подуровня не существует. В результате элементы второго периода (точнее, неметаллы C, N, O, F) подчиняются правилу октетов без исключений .

Пентахлорид фосфора В молекуле PCl 5 центральный атом фосфора связан с пятью атомами Cl, таким образом имея 10 связывающих электронов и нарушая правило октетов.Изображена общая геометрия молекулы (тригонально-бипирамидальная), а валентные углы и длины выделены.

Однако некоторые из элементов третьего периода (Si, P, S и Cl), как было замечено, связаны с более чем четырьмя другими атомами и, следовательно, должны включать более четырех пар электронов, имеющихся в наличии. p 6 октет. Это возможно, потому что для n = 3 существует d-подуровень, и он имеет пять d-орбиталей. Хотя энергия пустых 3d-орбиталей обычно выше, чем энергия 4s-орбиталей, эта разница мала, и дополнительные d-орбитали могут вместить больше электронов.Следовательно, d-орбитали участвуют в связывании с другими атомами, и образуется расширенный октет. Примерами молекул, в которых центральный атом третьего периода содержит расширенный октет, являются пентагалогениды фосфора и гексафторид серы.

Гексафторид серы В молекуле SF 6 центральный атом серы связан с шестью атомами фтора, поэтому сера имеет вокруг себя 12 связывающих электронов. Изображена общая геометрия молекулы (тетрагонально-бипирамидальная или октаэдрическая), а валентные углы и длины выделены.

Для атомов в четвертом периоде и за его пределами могут использоваться более высокие d-орбитали для размещения дополнительных общих пар за пределами октета. Относительные энергии различных типов атомных орбиталей показывают, что энергетические щели становятся меньше по мере увеличения квантового числа основного энергетического уровня (n), и энергетические затраты на использование этих более высоких орбиталей для размещения связывающих электронов становятся меньше.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Сколько валентных электронов у серы 16? — Реабилитацияrobotics.net

Сколько валентных электронов у серы 16?

6 валентных электронов

Сколько валентных электронов имеет группа 16 в периодической таблице?

6

Сколько валентных электронов у серы?

Сколько валентных электронов у серы и каков ее заряд?

Сера находится в шестнадцатом столбце периодической таблицы Менделеева и имеет 2 заряда.Следовательно, у него будет 8−2 электрона на внешней или валентной оболочке. ∴ Сера имеет 6 валентных электронов.

Имеет ли сера полную внешнюю оболочку?

Когда одна оболочка заполнится, следующий добавленный электрон должен перейти к следующей оболочке. Это означает, что в атоме серы 16 электронов. Глядя на картинку, вы можете увидеть, что есть два электрона в первой оболочке, восемь — в второй и шесть — в третьей.

Сколько валентных электронов у атома серы, если символ состоит из семи точек?

Сера имеет шесть валентных электронов.Валентные электроны — это самые внешние электроны, которые, следовательно, расположены на самых высоких энергетических уровнях. Следовательно, это электроны, доступные для химической связи.

Что такое точечная структура серы?

У атома серы шесть валентных электронов. Химическая формула молекулы серы — S8. Каждый атом серы связан с одинаковыми атомами с обеих сторон простыми ковалентными связями и, таким образом, завершает свой октет. Молекула в форме кольца также представлена ​​формой короны.

Сколько точек будет окружать Sulphur на электронной точечной диаграмме?

4

Какова структура серы?

Сера
Кристаллическая структура ромбический
Теплопроводность 0

Как еще называют серу?

Популярность слов по частоте использования

рейтинг слово
# 33006 сульфид
# 41162 юг
# 52984 сера
# 61069 сульфид

Может ли сера убить вас?

Сера малотоксична для людей.Однако прием слишком большого количества серы может вызвать чувство жжения или диарею. Вдыхание серной пыли может вызвать раздражение дыхательных путей или кашель. Если животные едят слишком много серы, она может быть токсичной и может быть смертельной.

Какие две аллотропные формы серы?

Аллотропы серы: желтая ромбическая сера (α-сера) и моноклинная (β-сера).

Какова максимальная ковалентность серы, например?

Ответ: Максимальная ковалентность серы — шесть.

В чем разница между ромбической и моноклинной серой?

Единственное различие между ромбическим и моноклинным типами — это расположение молекул в пространстве. Кристаллическая сера состоит из сморщенных колец S8 в виде коронок. Их можно упаковать двумя разными способами — для образования ромбических кристаллов и для образования игольчатых моноклинных кристаллов.

Какая форма серы является наиболее распространенной?

Наиболее распространенная форма — желтая ромбическая альфа-сера, которая содержит сморщенные кольца S8.Сера поливалентна и соединяется с валентностью 2, 4 или 6 почти со всеми другими элементами. Самое известное соединение серы — сероводород (h3S).

Почему сера пишется двояко?

Слово «сера» происходит от латыни, где самой старой формой, по-видимому, является sulpur, которая со временем превратилась в серу, а затем, наконец, в серу — первый пример последнего написания, как полагают, датируется третьим веком.

Почему сера плохо пахнет?

Чистая сера не имеет запаха.Согласно Chemicool, запах, связанный с этим элементом, исходит от многих его соединений. Например, соединения серы, называемые меркаптанами, придают скунсу защитный запах. Тухлые яйца и вонючие бомбы приобретают свой характерный аромат из-за сероводорода.

Сера — это кислота или основание?

Нагрейте серу в водороде с образованием h3S, и это основание Льюиса. Нагрейте серу в кислороде до образования SO2, и это кислота Льюиса. Другими словами, его амфотерный. Он может действовать как кислота или основание Льюиса в зависимости от окружающей среды.

Какого цвета сера?

желтый

Легко ли сера разрушается?

Сера — твердое вещество, что означает, что вы можете держать ее и дотрагиваться до нее, но она известна как неметалл, что означает, что она не состоит из металла. Он узнаваем по бледно-желтому цвету. Если прикоснуться к нему, он мягкий и легко может сломаться пальцами. Он не пахнет сам по себе.

SO2 Структура Льюиса | 4 простых шага

SO2 Структура Льюиса будет состоять из двух атомов кислорода (O) и одного атома серы.Количество валентных электронов в атомах S и O равно шести. Общее количество валентных электронов SO2 равно 12.

9 900 Дипольный момент CO2
Название молекулы Диоксид серы
Углы связи 119 градусов
Геометрия молекулы SO Тригональная планарная
Гибридизация SO2 sp 2 гибридизация
Нет электронов валентности 5093 1.61 debye

Пошаговое построение структуры Льюиса

Электронная геометрия диоксида серы имеет форму тригональной плоскости (согласно структуре Льюиса). Три пары связывающих электронов лежат под углом 119 o . Две двойные пары скреплены вместе, и есть еще одна неподеленная пара, которая придает ей изогнутую форму.

Шаг-1: Подсчитайте валентные электроны атомов

Сначала нам нужно вычислить количество валентных электронов в отдельных атомах, как показано в таблице.

Atom Электронная конфигурация Валентные электроны (VEs)
8 O 1S 2 2S 2

6509

16 S 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4 6

VEs = VE + атомы серы в 1 Атомы кислорода
Валентные электроны в SO 2 = 1 (6) +2 (6) = 18

Диоксид серы имеет в общей сложности 18 валентных электронов, при этом шесть электронов вносятся каждым из атомов в соединении.

Шаг 2: Определите центральный атом

Для молекулы диоксида серы Сера имеет меньшее значение электроотрицательности, чем Кислород. По правилу в центре располагается элемент с наименьшей электроотрицательностью.
Поэтому поместите серу в центр, а затем кислород по обе стороны.

Шаг 3: Поместите электронные пары между атомами

Нарисуйте шесть точек вокруг каждого атома.
На рисунке одна электронная пара между двумя атомами эквивалентна одной линии.Из 18 электронов 4 будут использоваться парами между атомами. Теперь у нас есть 14 валентных электронов, которые нужно распределить.

Шаг 4: Поместите оставшиеся электроны вокруг других атомов


Чтобы завершить октет молекулы, атом серы отдаст свои четыре электрона обоим атомам кислорода, образуя двойную связь. Как показано на изображении, на Sulphur осталась одна неподеленная пара. Эта неподеленная пара на центральном атоме серы образует изогнутую молекулярную геометрию

.

Что такое диоксид серы (SO

2 )

Диоксид серы (американский английский), также известный как диоксид серы (английский язык Содружества), представляет собой соединение между атомами серы и кислорода.
Это бесцветный, токсичный неорганический газ с резким запахом, напоминающим азотную кислоту.
Он выделяется естественным путем в результате вулканической активности.
При растворении в воде дает недельный раствор кислоты.
Двуокись серы в природе встречается в небольших количествах в атмосфере и является первичным предшественником серной кислоты.

Молярная масса диоксида серы

Молярная масса S = 32,066 г / моль.
O 2 молярная масса = 16,00 x 2 = 32,00 г / моль.
Молярная масса of SO 2 = 64.066 г / моль

SO2 Структура Льюиса — Ключевые моменты

  • Электронная геометрия SO 2 имеет форму тригонального планировщика.
  • Три пары связывающих электронов, расположенные в плоскости под углом 120 градусов.
  • Валентный электрон серы = 6
  • валентных электронов кислорода = 6 (В соединении 2 атома кислорода)

Производство диоксида серы

Сера или железный колчедан сжигаются в избытке воздуха с образованием SO 2 .
S + O 2 (газ) -> SO 2 (газ)
4FeS 2 + 11O 2 -> 2Fe 2 O 3 (твердый) + 8SO 2 (газ)

Сходства между атомами серы и кислорода

  • Оба O и S имеют одинаковую внешнюю электрическую конфигурацию ns2 и np4
  • O и S обычно двухвалентны
  • Оба имеют аллопатрическую форму
  • O и S не являются металлами
  • В реакции с металлами оба реагируют со степенью окисления -2
  • . При взаимодействии с неметаллами оба образуют ковалентные соединения, например, h3O, h3S, CO2 и CS 2 .

Различия между кислородом и серой

Твердая Газ при обычной температуре 9 при кипении
серы, немного сероводорода и
диоксида серы.
Кислород Сера
Две аллотропные формы 3 аллотропные формы
16 9509 Обычная температура Трудно растворим в воде Нерастворим в воде
Помогает при горении Самовоспламеняющийся
Парамагнитный по природе Диамагнитный по природе
Пар Не реагирует с водой29 Когда проходит
Не реагирует с кислотами Легко окисляется концентрированной серной кислотой
или азотной кислотой.

S02 Полярный или неполярный?

Диоксид серы имеет полярную природу.
Разница в электроотрицательности между атомами серы и кислорода создает полярность в молекуле.
Кислород имеет больший электроотрицательный потенциал, чем сера.
Следовательно, кислород оказывает большее влияние на ковалентные связи в диоксиде серы.
Часть молекулы, содержащая оба атома кислорода, заряжена слегка отрицательно.
Принимая во внимание, что часть, которая имеет атом серы, имеет слегка положительный заряд.
Это делает SO2 полярной молекулой, такой как H 2 S.
Кроме того, несвязанные электроны на сере и кислороде создают отталкивание между атомами.
Это еще одна причина полярности молекулы диоксида серы.

Ссылки по теме

SiO

2 Структура Льюиса

N

2 O Структура Льюиса | Веселящий газ

Воздействие двуокиси серы на человека

Двуокись серы является токсичным газом и наносит прямой вред здоровью человека.
Может раздражать кожу и слизистые оболочки глаз, носа, горла и легких.
Его высокие концентрации могут вызывать воспаление и раздражение дыхательной системы.
Высокие выбросы диоксида серы в воздух могут привести к образованию других оксидов серы (SO x ).
SO x может реагировать с другими соединениями в атмосфере с образованием мелких частиц.
Эти мелкие частицы могут глубоко проникать в легкие, и их достаточное количество может вызвать проблемы со здоровьем.

Структура Льюиса для CO2

Другой подобной структурой Льюиса является структура Льюиса для CO2.
В этой структуре два атома кислорода и один атом углерода.
Два атома кислорода расположены по обе стороны от атома углерода.
Оба атома кислорода имеют общие электроны и образуют связи с центральным атомом углерода.
Атом углерода находится в центральном положении, так как это наименее электроотрицательный атом в молекуле.

O2 Структура Льюиса

O2 Структура Льюиса состоит из двух атомов кислорода, соединенных в пару.
Молекулярная геометрия O2 линейна с валентными углами 180 градусов.
Валентных электронов в молекуле O2 равно 12.
Каждый атом кислорода содержит одну неподеленную пару электронов.

Резюме

  • Геометрия молекулы диоксида серы имеет изогнутую форму.
  • Отношение серы к кислороду в диоксиде серы составляет 1: 2.
  • Молекула диоксида серы имеет две двойные связи между атомом серы и атомами кислорода.
  • В молекуле SO 2 5 неподеленных пар электронов.
  • Молярная масса диоксида серы = 64,066 г / моль.
  • SO 2 дает недельный раствор кислоты при растворении в воде.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Некоторые из часто задаваемых вопросов приведены ниже. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь комментировать или отправлять электронное письмо на [адрес электронной почты]

1. Сколько неподеленных пар электронов присутствует в структуре Льюиса SO2?

В геометрии молекулы диоксида серы есть две двойные связи между атомом серы и атомами кислорода.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *