Лекция № 21. Элементы VA-подгруппы
Селен, теллур и их соединения
Селен и теллур - редкие элементы. Кларк селена - 1,5×10-4 мол.%, теллура - 1,3×10-7 мол.%. Самостоятельных минералов практически не имеют, сопутствуют сере в сульфидных минералах. Образуют несколько аллотропных модификаций, полупроводники.
По химической активности уступают сере. При нагревании легко окисляются кислородом, галогенами, азотной кислотой. Теллур при нагревании окисляется водой:
160 °C
Te + 2H2O ¾® TeO2 + 2H2
При кипячении с водными растворами щелочей селен и теллур диспропорционируют:
3Se + 6NaOH = 2Na2Se + Na2SeO3 + 3H2O
селенид и селенит натрия
При взаимодействии с активными металлами селен и теллур выступают в роли окислителя:
Se0 + 2Na = Na2Se-2
H2Se и H2Te - бесцветные газы с отвратительным запахом, растворимые в воде. В водных растворах ведут себя как двухосновные кислоты, несколько более сильные, чем сероводородная кислота. Образуют соли - селениды и теллуриды. Теллуро- и селеноводород, а также их соли чрезвычайно ядовиты.
Оксиды селена(IV) и теллура(IV) образуются при окислении простых веществ кислородом и являются твердыми полимерными соединениями. Типичные кислотные оксиды. Оксид селена(IV) растворяется в воде, образуя селенистую кислоту:
SeO2 + H2O = H2SeO3
Оксид теллура(IV) в воде нерастворим, но взаимодействует с водными растворами щелочей, образуя теллуриты:
TeO2 + 2NaOH = Na2TeO3
SeO2 и TeO2 - более сильные окислители по сравнению с SO2.
2SO2 + SeO2 = Se + 2SO3
Оксиды селена(VI) и теллура(VI) - типичные кислотные оксиды. SeO3 растворяется в воде образуя селеновую кислоту - H2SeO4. Селеновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество, сильная кислота, обугливает органические соединения, сильный окислитель. Селенаты бария и свинца нерастворимы в воде.
TeO3 в воде практически нерастворим, но взаимодействует с водными растворами щелочей, образуя соли теллуровой кислоты - теллураты.
TeO3 + 2NaOH = Na2TeO4 + H2O
При действии на растворы теллуратов соляной кислоты выделяется ортотеллуровая кислота - H6TeO6, обезвоживанием которой можно получить теллуровую кислоту.
Na2TeO4 + 2HCl + 2H2O = H6TeO6 + 2NaCl
t
H6TeO6 ¾® H2TeO4 + 2H2O
Соединения селена токсичны для растений и животных. Соединения теллура значительно менее ядовиты. Отравление соединениями селена и теллура сопровождается появлением у пострадавшего устойчивого отвратительного запаха.
Литература: [1] с. 359 - 383, [2] с. 425 - 435, [3] с. 297 - 328
Главная подгруппа V группы (подгруппа VA) включает азот - N, фосфор - P, мышьяк - As, сурьму - Sb и висмут - Bi, объединенные общей электронной формулой - ns2np3. В своих соединениях азот и фосфор проявляют все возможные степени окисления от -3 до +5 (наиболее характерны -3, +3 и +5). Однако отсутствие энергетически доступных d-орбиталей не позволяет азоту проявлять валентность выше 4, в то время как фосфор способен проявляет валентность 5 и даже 6 за счет привлечения орбиталей 3d-подуровня.
При увеличении порядкового номера в пределах VА-подгруппы усиливаются металлические признаки химических элементов (мышьяк и сурьма - полупроводники, висмут - металл) и уменьшается устойчивость соединений в высшей степени окисления.