Структура и физические свойства простых веществ

Способности кислорода и серы к формированию ХС. Аллотропия. Атомы любого галогена, а также Н, имея один неспаренный электрон, могут существовать лишь в виде одного простого соединения Э₂. У атомов же халькогенов два неспаренных е и потому возможны варианты, например, в случае кислорода:

1) или данный атом O образует двойную связь со вторым О, формируя молекулу простого вещества (его, как и сам элемент, называют кислородом): ;

2) или О дает две связи с двумя атомами O; при этом получается молекула другого простого соединения кислорода – озона .

Наличие у элемента нескольких простых веществ, различающихся числом атомов в молекуле или структурой решетки, называют аллотропией. Так что О₂ и О₃ – это аллотропные формы кислорода.

Отметим, что в случае озона ст.ок. центрального атома кислорода считается равной +4, а, следовательно, у концевых – по –2.

В случае серы формирование простых соединений происходит иначе, чем у кислорода, а именно: образуются многоатомные цепи и циклы.

осями связей) замыкаются в циклы .

Простые вещества серы. Различают несколько аллотропных форм S: ромбическую, моноклинную, пластическую и др. Причем 1-ая и 2-ая построены из одинаковых циклических молекул S₈, но ориентированы эти частицы относительно друг друга по - разному, что и обеспечивает разную форму кристаллов, а также немного отличающийся их цвет.

Причем при об.у. устойчива ромбическая сера – кристаллы в виде ромбов ярко желтого цвета. А при нагревании выше 96°С ориентация молекул S₈ изменяется и образуются более светлые кристаллы в виде длинных призм – это моноклинная сера. При 119°С она переходит в легкоподвижную желтую жидкость, которая выше 160°С начинает темнеть и густеть, т.к. происходит разрыв циклов S₈ и образование длинных цепей S_n , где n может достигать нескольких сотен тысяч (при 200-250⁰С).

Напомним, чем более многоатомны частицы, тем больше число контактов для осуществления дисперсионных взаимодействий между ними. Вот почему расплав серы при нагревании (в интервале 160 ^ОС – 250 ^ОС, но не выше) густеет.

Если такой расплав резко охладить (например, вылив в холодную воду), то цепи S_n сохраняются и получается тягучая масса коричневого цвета – пластическая сера. Она имеет волокнистую структуру решетки, а не молекулярную, как ромбическая или моноклинная S.

Физические свойства. Вследствие многоатомности цепейпластическая сера не растворяется в органических жидкостях, в отличие от ромбической и моноклинной. В воде же все аллотропные формы S практически нерастворимы.

Кислород, хотя и ограничено, но растворяется в воде (30 мл/л при об.у.), что обеспечивает дыхание рыб и других водных животных[13]. (В Мировом океане находится 10¹³ т .) Растворимость озона в воде в 9 раз выше, чем О₂ (благодаря полярности частиц О₃). Имея к тому же больше атомов в молекуле и как следствие большую молекулярную массу, озон и кипит выше (при -112 °С).

Дата добавления: 2015-07-25