Capacitatea unui element chimic de a exista sub formă de două sau mai multe substanțe simple, diferă doar prin numărul de atomi din moleculă sau structură. Carbon

Semne	diamant (C)	Grafit (C)
Compoziția moleculei	atomi de carbon	atomi de carbon
	Transparent	Substanță gri-neagră, cu strălucire metalică, grasă la atingere
Stare fizică	Foarte greu
Conductivitate termică și conductivitate electrică	Nu conduce căldura sau electricitatea	Conduce căldura și electricitatea
Tip zăbrele

Alotropia carbonului se datorează aranjamentului diferit al atomilor din rețeaua cristalină

Rețea cristalină atomică de diamant și grafit, Fulleren-molecular (C 60)

Oxigenul există sub forma a două modificări alotrope – O 2 și O 3

O substanță a cărei formulă este O2 se găsește în atmosferă, hidrosferă, scoarta terestrași organismele vii. Aproximativ 20% din atmosfera este formată din molecule de oxigen biatomic. În stratosferă la o altitudine de aproximativ 12–50 km de suprafata pamantului Există un strat numit „ecran de ozon”. Compoziția sa este reflectată de formula O3. Ozonul protejează planeta noastră absorbind intens razele periculoase din spectrul roșu și ultraviolet al Soarelui.

Comparația dintre oxigen și ozon

Semne	Oxigen	Ozon
Compoziția moleculei	2 atomi de oxigen	3 atomi de oxigen
Structura
Stare fizică și culoare	Gaz transparent incolor sau lichid albastru pal	Gaz albastru, lichid albastru, solid violet închis
	Absent	Înțepător, care amintește de o furtună, fân proaspăt tăiat
Punct de topire (°C)
Punct de fierbere (°C)
Densitate (g/l)
Solubilitate în apă	Puțin solubil	Mai bine decât oxigenul
Activitate chimică	Stabil în condiții normale	Se descompune cu ușurință pentru a produce oxigen
Tip zăbrele	Molecular	Molecular

Alotropia oxigenului și a ozonului se datorează numărului diferit de oxigen din moleculele substanțelor.

Alotropia oxigenului

Oxigen O2	Ozon O 3
Proprietăți fizice
Oxigenul este unul dintre cele mai comune elemente din natură, reprezentând 21% din atmosferă. Susține viața pe planetă și face posibilă arderea. Cel mai abundent element de pe Pământ, este o componentă a majorității rocilor și mineralelor. Peste 60% din greutatea corpului uman provine din oxigen. Un gaz incolor, inodor, oxigenul este slab solubil în apă și puțin mai greu decât aerul. Când este răcit la -183C, oxigenul devine un lichid transparent albăstrui cu o densitate care o depășește pe cea a apei.	Ozon O 3 este situat în stratosferă la o altitudine de 25-50 de kilometri, formând stratul de ozon. Ozonul se formează prin descompunerea oxigenului sub influența ultravioletelor razele solare, precum și în timpul descărcărilor atmosferice. Și-a primit numele datorită mirosului său puternic (de la cuvânt grecesc ozon – parfumat). Este un gaz instabil albastru pal. Se dizolva usor in apa, are proprietati bactericide si este folosit pentru a dezinfecta apa si aerul. În cantități mari, ozonul este periculos. Datorită capacității sale de absorbție razele ultraviolete, ozonul protejează organismele vii - oameni, animale și plante - de radiațiile UV periculoase de la Soare.

Allatropia fosforului

Semne	fosfor roșu (P)	Fosfor alb (P 4)
Compoziția substanței	atomi de fosfor	Molecule de fosfor
	Roșu cărămidă	Substanță gălbuie-ceroasă
	Inodor	Mirosul de usturoi
Solubilitate	Se dizolvă în apă și disulfură de carbon	Insolubil în apă, solubil în disulfură de carbon
Efect asupra organismului	Nu otrăvitoare	Substanță otrăvitoare
Strălucește în întuneric	Nu se aprinde	Strălucește
Activitate chimică	Mai puțin activ din punct de vedere chimic, arde la aprindere	Mai activ din punct de vedere chimic, se aprinde spontan în aer
Tip zăbrele		Molecular

Alotropia fosforului se datorează rețelei cristaline diferite

Allatropia sulfului

Semne	sulf rombic (S8)	sulf plastic(S)
Compoziția substanței	Molecule de sulf	Atomi de sulf
		Maro închis
	Inodor	Inodor
Stare fizică		Se întinde ca cauciucul
Punct de topire	Punct de topire scăzut, +112,8 0 C.	Se topește mai rău, +444,6 0 C
Tip zăbrele	Molecular

Alotropia sulfului se datorează rețelei cristaline diferite

rombic ,monoclinic Şi plastic .

Sulful este situat în grupa VIa a Tabelului periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev.
Nivelul de energie exterior al sulfului conține 6 electroni, care au 3s 2 3p 4. În compușii cu metale și hidrogen, sulful prezintă o stare de oxidare negativă a elementelor -2, în compușii cu oxigen și alte nemetale active - pozitive +2, +4, +6. Sulful este un nemetal tipic, în funcție de tipul de transformare, poate fi un agent oxidant și un agent reducător.

Găsind sulf în natură

Sulful se găsește în stare liberă (nativă) și în formă legată.

Cei mai importanți compuși naturali ai sulfului:

FeS 2 - pirita de fier sau pirita,

ZnS - blendă de zinc sau sfalerit (wurtzit),

PbS - luciu de plumb sau galena,

HgS - cinabru,

Sb 2 S 3 - stibnit.

În plus, sulful este prezent în petrol, cărbune natural, gaze naturale, ape naturale(sub formă de ion sulfat și provoacă duritate „permanentă”. apă dulce). Un element vital pentru organismele superioare, componentă multe proteine ​​sunt concentrate în păr.

Modificări alotropice ale sulfului

alotropie- aceasta este capacitatea aceluiași element de a exista în forme moleculare diferite (moleculele conțin numere diferite de atomi ale aceluiași element, de exemplu, O 2 și O 3, S 2 și S 8, P 2 și P 4 etc. ).

Sulful se distinge prin capacitatea sa de a forma lanțuri stabile și cicluri de atomi. Cele mai stabile sunt S8, care formează sulf ortorombic și monoclinic. Acesta este sulful cristalin - o substanță galbenă fragilă.

Sulful plastic are lanțuri deschise, o substanță maro, care se obține prin răcirea bruscă a sulfului topit (sulful plastic devine casant după doar câteva ore, capătă o culoare galbenă și se transformă treptat în rombic).

1) rombic - S 8

t°pl. = 113°C; r = 2,07 g/cm3

Cea mai stabilă modificare.

2) monoclinic - ace galben închis

t°pl. = 119°C; r = 1,96 g/cm3

Stabil la temperaturi peste 96°C; in conditii normale se transforma in rombic.

3) plastic - masă (amorfă) asemănătoare cauciucului maro

Instabil, la întărire se transformă într-un rombic

Obținerea sulfului

1. Metoda industrială este topirea minereului cu abur.
2. Oxidarea incompletă a hidrogenului sulfurat (cu lipsă de oxigen):

2H2S + O2 → 2S + 2H2O

1. Reacția lui Wackenroeder:

2H2S + SO2 → 3S + 2H2O

Proprietățile chimice ale sulfului

Proprietățile oxidative ale sulfului
(S 0 + 2ē→ S -2 )

1) Sulful reacționează cu substanțele alcaline fără încălzire:

S + O 2 – t° → S +4O2

2S + 3O 2 – t °; pt → 2S +6 O 3

4) (cu excepția iodului):

S+Cl2 → S +2CI2

S + 3F 2 → SF 6

Co substanțe complexe:

5) cu acizi - agenți oxidanți:

S + 2H2SO4 (conc) → 3S +4O2 + 2H2O

S+6HNO3(conc) → H2S +6O4 + 6NO2 + 2H2O

Reacții de disproporționare:

6) 3S 0 + 6KOH → K 2 S +4 O 3 + 2K 2 S -2 + 3H 2 O

7) sulful se dizolvă într-o soluție concentrată de sulfit de sodiu:

S 0 + Na 2 S + 4 O 3 → Na 2 S 2 O 3 tiosulfat de sodiu

Alotropia este capacitatea atomilor unui element de a se forma diferite tipuri substanțe simple. Așa se formează compuși care sunt diferiți unul de celălalt.

Modificările alotropice sunt stabile. In conditii presiune constantă la o anumită temperatură aceste substanţe se pot transforma una în alta.

Modificările alotropice pot fi formate din molecule având un număr diferit de atomi. De exemplu, elementul Oxigen formează ozon (O3) și substanța oxigen în sine (O2).

Modificările alotropice pot avea diferite tipuri de astfel de compuși includ, de exemplu, diamantul și grafitul. Aceste substanțe sunt modificări alotrope ale carbonului. Acest element chimic poate forma cinci diamante hexagonale și cubice, grafit, carabină (în două forme).

Diamantul hexagonal se găsește în meteoriți și se obține în condiții de laborator prin încălzire prelungită la presiune foarte mare.

Se știe că diamantul este cel mai dur dintre toate substanțele existente în natură. Este folosit pentru găurirea pietrelor și tăierea sticlei. Diamantul este un material transparent, incolor, foarte refractiv la lumină. Cristalele de diamant au o rețea cubică centrată pe față. Jumătate dintre atomii cristalului sunt localizați în centrele fețelor și vârfurilor unui cub, iar jumătatea rămasă a atomilor sunt localizați în centrele fețelor și vârfurilor altui cub, care este deplasat față de primul de-a lungul diagonala spațială. Atomii formează o rețea tridimensională tetraedrică în care au

Dintre toate substanțele simple, numai diamantul conține numărul maxim de atomi, care sunt aranjați foarte dens. Prin urmare, conexiunea este foarte puternică și solidă. Legăturile puternice din tetraedrii de carbon asigură rezistență chimică ridicată. Diamantul poate fi afectat doar de fluor sau oxigen la o temperatură de opt sute de grade.

Fără acces la aer, atunci când este expus la căldură puternică, diamantul se transformă în grafit. Această substanță este reprezentată de cristale de culoare gri închis și are un luciu metalic slab. Substanța este uleioasă la atingere. Grafitul este rezistent la căldură și are o conductivitate termică și electrică relativ ridicată. Substanța este utilizată la fabricarea creioanelor.

Carbyne se obține pe cale sintetică. Este un solid negru cu un luciu sticlos. Fără acces la aer, atunci când este încălzit, carbyne se transformă în grafit.

Există o altă formă de carbon - o structură amorfă dezordonată obținută prin încălzirea compușilor care conțin carbon. Zăcăminte mari de cărbune se găsesc în conditii naturale. În acest caz, substanța are mai multe varietăți. Cărbunele poate fi sub formă de funingine, oase sau cocs.

După cum sa indicat deja, modificările alotropice ale unui element sunt caracterizate de structuri interatomice diferite. În plus, ele sunt înzestrate cu diferite proprietăți chimice și fizice.

Sulful este un alt element capabil de alotropie. Această substanță a fost folosită de oameni din cele mai vechi timpuri. Există diferite modificări alotropice ale sulfului. Cel mai popular este cel rombic. Este reprezentat de o substanță solidă galben. Sulful rombic nu este umezit de apă (plutește la suprafață). Această proprietate este utilizată în extracția substanței. Sulful ortorombic este solubil în solvenți organici. Substanța are o conductivitate electrică și termică slabă.

În plus, există sulf plastic și monoclinic. Prima este o masă amorfă maro (asemănătoare cauciucului). Se formează când sulful topit este turnat în apă rece. Monoclinic se prezintă sub formă de ace galben închis. Sub influența temperaturii camerei (sau aproape de aceasta), ambele modificări se transformă în sulf ortorombic.

Poziția oxigenului și a sulfului în tabel periodic elemente chimice, structura atomilor lor. Ozonul este o modificare alotropică a oxigenului

SUBGRUPA DE OXIGEN (CALCOGENI) Subgrupa de oxigen include elementele: oxigen, sulf, seleniu, teluriu, poloniu. CALCOGENI ÎN NATURĂ Poziția în tabel Proprietăți elementele VI-A subgrupuri. Oxigenul și sulful au aceeași structură externă nivelul de energie –ns 2 np 4, unde n este numărul perioadei. Oxigen O2 (C.W. Scheele 1772, J. Priestley 1774) Cel mai comun element de pe Pământ

în aer - 21% din volum; în scoarța terestră - 49% din masă; în hidrosferă - 89% din masă; în organismele vii - până la 65% din greutate.

ALOTROPIA DE OXIGEN

Structura atomică

Proprietăți chimice Interacțiunea substanțelor cu oxigenul se numește.

oxidare

Toate elementele reacționează cu oxigenul, cu excepția Au, Pt, He, Ne și Ar în toate reacțiile (cu excepția interacțiunii cu fluor), oxigenul este un agent oxidant.

Cu nemetale

S + O 2 → SO 2

2H2 + O2 → 2H2O

Cu metale

2Mg + O2 → 2MgO

2Cu + O 2 → 2CuO (când este încălzit)

Cu substanțe complexe

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O

CH4 + 2O2 →CO2 + 2H2O

Arderea în oxigen

2. Actiunea acidului sulfuric asupra peroxidului de bariu

3BaO 2 + 3H 2 SO 4 → 3BaSO 4 + 3H 2 O + O 3

Structura atomică

Producerea și detectarea ozonului

O 3 → O 2 + O (ozonul este instabil)

De exemplu, ozonul reacționează ușor cu argintul, în timp ce oxigenul nu se combină cu el chiar și atunci când este încălzit:

6Ag + O 3 → 3Ag 2 O

Adică, ozonul este un agent oxidant puternic:

2KI + O 3 + H 2 O → 2KOH + I 2 + O 2

Ozonul în natură

Decolorează coloranții, reflectă razele UV, distruge microorganismele. Ozonul este o componentă permanentă a atmosferei Pământului și joacă rol important pentru a menține viața pe ea. În straturile de pământ atmosfera pământului Concentrația de ozon este extrem de scăzută și este de ordinul 10-7 - 10-6%. Cu toate acestea, odată cu creșterea altitudinii, concentrația de ozon crește brusc, trecând printr-un maxim la o altitudine de 20-30 km. Conținutul total de ozon din atmosferă poate fi caracterizat prin reducerea stratului de ozon la condiții normale (0°C, 1 ATM), și are o grosime de aproximativ 0,4-0,6 cm Conținutul total de ozon din atmosferă este variabil și fluctuează în funcție de perioada anului și latitudine geografică. De obicei, concentrațiile de ozon sunt mai mari la latitudini mari și sunt cele mai ridicate în primăvară și cele mai scăzute în toamnă. Se știe că ozonul atmosferic joacă un rol cheie în menținerea vieții pe pământ, acționând ca o componentă protectoare pentru organismele vii de radiațiile ultraviolete aspre ale Soarelui. Pe de altă parte, ozonul este un gaz cu efect de seră foarte eficient și prin absorbție radiații infraroșii suprafața Pământului, împiedică răcirea acestuia. S-a stabilit că prezența și mișcarea maselor de ozon în atmosfera Pământului afectează în mod semnificativ situația meteorologică de pe planetă.

Utilizarea ozonului se datorează proprietăților sale

1. agent oxidant puternic:

· pentru sterilizarea produselor scopuri medicale

· la obtinerea multor substante in practica de laborator si industriala

pentru albirea hârtiei

pentru purificarea uleiului

2. dezinfectant puternic:

· pentru purificarea apei și a aerului de microorganisme (ozonare)

pentru dezinfectarea spațiilor și a îmbrăcămintei

Unul dintre avantajele semnificative ale ozonării, în comparație cu clorarea, este absența toxinelor după tratament. În timp ce cu clorarea, este posibilă formarea unei cantități semnificative de toxine și otrăvuri, de exemplu, dioxină.

Sulf. Alotropia sulfului. Fizice și proprietăți chimice sulf. Aplicație

SULFUR S Sulf în natură sulf nativ Ucraina, regiunea Volga, Asia Centrală etc. sulfuri PbS - luciu de plumb Cu 2 S - luciu de cupru ZnS - amestec de zinc FeS 2 - pirita, pirita de sulf, aur de pisica H 2 S - hidrogen sulfurat (in izvoare mineraleși gaze naturale) Veverițe Păr, piele, unghii... Sulfati CaSO 4 x 2H 2 O - gips MgSO 4 x 7H 2 O - sare amară (Epsom) Na 2 SO 4 x 10H 2 O - sare Glauber (mirabilite) Proprietăți fizice Solid substanță cristalină de culoare galbenă, insolubil în apă, neumezit de apă (plutește la suprafață), punct de fierbere = 445°C Alotropie Sulful se caracterizează prin mai multe modificări alotropice: Interconversia modificărilor alotropice ale sulfului

Structura atomului de sulf

Plasarea electronilor în niveluri și subniveluri

Obținerea sulfului

1. Metoda industrială - topirea minereului cu ajutorul aburului.

2. Oxidarea incompletă a hidrogenului sulfurat (cu lipsă de oxigen).

2H2S + O2 = 2S + 2H2O

3. Reacția Wackenroeder

2H2S + SO2 = 3S + 2H2O

Proprietățile chimice ale sulfului

Nemetale.

Nemetalele sunt elemente chimice care formează corpuri simple care nu au proprietăți caracteristice metalelor. Nemetalele includ 22 de elemente. Doar două nemetale - carbonul și sulful - erau cunoscute în antichitate. În secolul al XIII-lea Arsenicul a fost obținut în secolul al XVII-lea. Hidrogenul și fosforul au fost descoperite la sfârșitul secolului al XVIII-lea. - oxigen, azot, clor, telur. În 1789, A.L. Lavoisier a inclus aceste nemetale în lista substanțelor simple (cu excepția clorului, care atunci era considerat un oxidat). acid clorhidric). În prima jumătate a secolului al XIX-lea. s-au obținut brom, iod, seleniu, siliciu și bor. Izolarea fluorului și descoperirea gazelor inerte a fost posibilă abia la sfârșitul secolului al XIX-lea. Astatina a fost obținută artificial în 1940.

1. Poziția nemetalelor în PS.

Nemetalele sunt situate în colțul din dreapta sus al PS deasupra diagonalei B – At.

Ele sunt situate în subgrupele principale de 4 - 8 grupuri.

Proprietăți fizice.

a) Stare fizică.

• Solide: bor, carbon, siliciu, fosfor, sulf, arsen, seleniu, telur, iod, astatin;
• Lichide: brom – lichid roșu-brun cu miros puternic neplăcut;
• Gaze: hidrogen, azot, oxigen, fluor, clor și gaze inerte.

Gazele inerte sau nobile sunt speciale. Gazele inerte sunt incolore și inodore. Și sunt monoatomici. Gazele nobile sunt considerate gaze nobile. Au o conductivitate electrică mai mare (comparativ cu altele) și strălucesc puternic atunci când trece curentul prin ele.

• Neonul este o lumină roșie aprinsă.
• Heliu - lumină galbenă strălucitoare.
• Argon - lumină albastră.
• Krypton – lumină galben deschis.
• Xenon – lumină violetă.

În ciuda inerției lor, aceste gaze sunt utilizate pe scară largă:

Umpleți cu heliu baloaneși dirijabile.

Argonul ca mediu de protecție pentru sudarea (arc, laser, contact etc.) atât a metalelor, cât și a nemetalelor.

Toate aceste nemetale (hidrogen, oxigen, azot, fluor și clor) au molecule diatomice. Hidrogenul, oxigenul și azotul sunt incolore, fluorul este ușor verde, clor – galben – verde.

b) Nu au un luciu metalic (excepție - grafit, iod)

c) Majoritatea nu curent electric(cu excepția siliciului și grafitului)

d) Fragile.

alotropie.

Fenomen în care un element chimic formează mai multe substanțe simple.

Cauzele alotropiei:

Compoziție diferită a moleculelor (O2 și O3)

Structură diferită (diamant, grafit)

Modificări alotropice ale oxigenului

O 3 = O 2 + O

Modificări alotropice ale sulfului

Există trei modificări alotropice ale sulfului: ortorombic, monoclinic și plastic. Modificările rombice și monoclinice sunt construite din molecule ciclice S8 situate la locurile rețelelor rombice și monoclinice. Molecula S8 are forma unei coroane, lungimile tuturor legăturilor – S – S – sunt egale cu 0,206 nm, iar unghiurile sunt apropiate de tetraedrul 108°.
Modificarea plastică a sulfului este formată din lanțuri elicoidale de atomi de sulf cu axe de rotație stânga și dreapta. Aceste lanțuri sunt răsucite și trase într-o direcție.
Sulful ortorombic este stabil la temperatura camerei. Când este încălzit, se topește, transformându-se într-un lichid galben, ușor mobil, cu o încălzire suplimentară, lichidul se îngroașă, deoarece în el se formează lanțuri lungi de polimer. Când topitura este răcită lent, se formează cristale de sulf monoclinic în formă de ac galben închis, iar dacă turnați sulf topit în apă rece, obțineți sulf plastic - o structură asemănătoare cauciucului constând din lanțuri polimerice. Sulful plastic și monoclinic sunt instabili și se transformă spontan în sulf ortorombic.