VI GRUPA PERIODNOG SISTEMA    Elektronska konfiguracija   8O ( He ) 2s2 2p4   16S ( Ne ) 3s2 3p4 34Se ( Ar ) 4s2 3d10 4p4 52Te ( Kr ) 5s2 4d10 5p4 84Po ( Xe ) 6s2 4f14 5d10 6p4

    ns2 np4 - H A L K O G E N I – ↑↓ ↑

O - 49,5% zemljine kore vazduh i voda 23% (21 vol %) atmosfere Rasprostranjenost   Izvori elemenata O - 49,5% zemljine kore vazduh i voda 23% (21 vol %) atmosfere 86% hidrosfere S - 16. po rasprostranjenosti sulfati, sulfidi, u litosferi disulfidi, H2S Se - redak element selenidi   Te - redak element teluridi Po - radioaktivan u rudama urana

Se S semimetal poluprovodnik Te T semimetal poluprovodnik Karakter Provodljivost   O R nemetal izolator S A nemetal izolator Se S semimetal poluprovodnik Te T semimetal poluprovodnik Po E metal provodnik  

Alotropske modifikacije Formiranje molekula   O - molekul O2 (1 i 1π), na običnoj temperaturi   S - S8 Se - Se8 i Sen Te - Ten    Alotropske modifikacije         • kiseonik, O2 i O3 • sumpor, rombičan i monokliničan

Energuja jonizacije Elektronegativnost Redoks potencijal Hemijske osobine   Energuja jonizacije Elektronegativnost Redoks potencijal O O 3,5 O O S P 2,5 P P Se A 2,4 A A Te D 2,1 D D Po A 2,0 A A  

J E D I NJ E NJ A Stepen oksidacije ” -2 “   Stepen oksidacije ” -2 “     H2O O H2S P A STABILNOST H2Se D HIDRIDA A H2Te  

Između molekula vode – vodonična veza, koja dovodi do asocijacije molekula vode, pa voda ima visoku temperaturu ključanja.   H2O - tečnost H2S - gas (otrovan) H2Se - gas (otrovan) H2Te - gas (otrovan) Voda ima amfoterne osobine i vrlo slabo disosuje. H2O  H+ + OH– K1 = 1,8 x 10-16 mol/dm3

Gasovi H2S, H2Se, H2Te su rastvorni u vodi, daju kiseline H2S R   H2S R A JAČINA H2Se S KISELINA T H2Te E H2S  H+ + HS– K1 = 8,7 x 10-8 mol/dm3 HS–  H+ + S2-  

H2Se  H+ + HSe– K1 = 1,3 x 10-4 mol/dm3 HSe–  H+ + Se2–   H2Te  H+ + HTe– K1 = 2,3 x 10-3 mol/dm3 HTe–  H+ + Te2–   Ove kiseline grade dva tipa soli: • kisele (hidrogensulfidi, hidrogenselenidi i hidrogenteluridi) ·        • neutralne (sulfidi, selenidi i teluridi)

H2O, H2S, H2Se, H2Te slabe kiseline O2-, S2-, Se2-, Te2- jake konjugovane baze   Rastvorni oksidi i sulfidi u vodi reaguju bazno O2- + H2O → 2 OH– S2- + H2O  HS– + OH–

Stepen oksidacije ” -1 “ Stepen oksidacije ”0“   ۰X – X۰ ili ۰X X X۰   X X Stepen oksidacije ”0“   O2 – u atmosferi S - u elementarnom stanju

Stepen oksidacije ”+4“ Oksidi - SO2 - gas - SeO2 - čvrst   Oksidi -     SO2 - gas -     SeO2 - čvrst -    TeO2 - čvrst -     PoO2 - čvrst  

SO2(g) + H2O  H+ + HSO3– (sulfitna) HSO3–  H+ + SO32– K1 = 1,7 x 10-2 mol/dm3 O P jačina SeO2(s) + H2O  H2SeO3 (selenitna) A kiselina H2SeO3  H+ + HSeO3– K1 = 4 x 10-3 mol/dm3 D HSeO3–  H+ + SeO32– A TeO2 – amfoteran, gotovo nerastvoran u vodi, rastvor reaguje slabo kiselo od H2TeO3 (teluritna) K1 = 6 x 10-4 mol/dm3  

• kisele (hidrogensulfiti, hidrogenseleniti i hidrogenteluriti Ove kiseline grade dva tipa soli: • kisele (hidrogensulfiti, hidrogenseleniti i hidrogenteluriti • neutralne (sulfiti, seleniti i teluriti)   XO32- + H2O  HXO3– + 2 OH–   SO32-, SeO32-, TeO32- jake konjugovane baze, hidrolizuju, reaguju bazno

SO3, TeO3, SeO3 (jedva se gradi) Stepen oksidacije ”+6“   Oksidi SO3, TeO3, SeO3 (jedva se gradi) H2SeO4 kiseline H6TeO6 slaba kiselina, K1 = 6 x 10-7 mol/dm3 H2SO4 jake

Sulfatna i selenatna kiselina su diprotonske kiseline.   Grade dva tipa soli: • kisele (hidrogensulfate, hidrogenselenate • neutralne (sulfate, selenate)   Telurati mogu biti različiti: M6TeO6, M4H2TeO6, M2H4TeO6.   Ove kiseline i soli su oksidaciona sredstva, a najjača je H2SeO4, koja može da oksidiše Au, Pd pa čak i Pt.

Osobine elemenata VIA grupe S

Nalaženje sumpora u prirodi Po mestu nalaženja u prirodi sumpor spada u halkofilne elemente. U litosferi se nalazi u vezanom i u elementarnom obliku Vezani sumpor se nalazi u sastavu sledećih sulfidnih,disulfidnih i sulfatnih minerala: pirita (FeS2). halkopirita (CuFeS2), galenita (PbS), gipsa (CaSO4.2H2O) i anhidrita (CaSO4).

Javlja se i u elementarnom obliku oko ugašenih i aktivnih vulkana. Deo sumpora prisutnog u prirodi nije vulkanskog porekla vec je nastao razlaganjem kalcijum-sulfata pomoću bakterija. Sumpor ulazi u sastav sumporovodonika prirodnim gasovima koji izbijaju iz litosfere.

U litosferi je ovaj elemenat zastupljen sa 3,2.10-2 % mas. U hidrosferi se sumpor nalazi u sastavu sulfatnog-SO42- hidrogensulfatnog-HSO4- sulfidnog-S2- hidrogensulfidnog-HS- jona

fizičke osobine sumpora Sumpor se javlja u više alotropskih modifikacija od kojih su najznačajnije rombični (tzv.alfa-sumpor) koji je najstabilnija modifikacija ovog elementa I monoklinični (tzv.beta-sumpor). Navedene modifikacije sumpora se medju sobom razlikuju po kristalnoj rešetki i po svojim fizičko-hemijskim karakteristikama:temperature topljenja i gustine za rombični sumpor su 1190 C i 1,96 g/cm3 i a za monoklinični sumpor su 112,8 0 C i 2,07 g/cm3 .

Antibakterijski

Formula molekula sumpora u obe navedene modifikacije je S8 i u njihovim (molekulskim) kristalnim rešetkama su molekuli rasporedjeni na različite načine: kod rombičnog sumpora se elementarna ćelija sastoji od 16 molekula sumpora a kod monokliničnog sumpora broj molekula sumpora u jediničnoj kristalnoj rešetki još nije sa sigurnošću utvrdjen.

Srombični Smonoklinični 95 C Neki podaci ukazuju da bi ovaj broj mogao biti 6. Rombični sumpor je najstabilnija modifikacija ovog elementa i postoji na temperaturama ispod 95,50 C (preobražajna tačka sumpora). Izmedju ove dve modifikacije sumpora postoji ravnoteza

Treća alotropska modifikacija sumpora je amorfne strukture i to je plastični sumpor Plastični sumpor je mrka elastična masa amorfne strukture,izgleda sličnog gumi ,sastavljena od dugih,lančastih,polimernih molekula sastava Sn. Nastaje naglim hladjenjem proključalog sumpora. Stajanjem sve modifikacije sumpora prelaze u najstabilniju–rombični sumpor. Zbog nepolarnosti svog molekula sumpor se ne rastvara u vodi ali se dobro rastvara u organskim (nepolarnim) rastvaračima a posebno u onim koji sadrže sumpor,npr.u ugljen-disulfidu (CS2).

hemijske osobine sumpora Elektronska konfiguracija atoma sumpora : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 pokazuje da ovaj elemenat ima šest valentnih elektrona (dva s i četiri p-elektrona) usled čega je raspon oksidacionih brojeva koje ima u svojim jedinjenjima od –2 do +6. Jonizacioni potencijali i koeficijent elektronegativnosti atoma sumpora su : 10,35 ;23,4 ;35,0 ;47,3 i 72,5 eV i 2,5.

CRNI S

oksidacioni broj oblik jedinjenje -2 sulfidi sulfid (H2S), hidrogensulfid (S2-) -1 polisulfidi FeS2 (pirit) elementarni S S0 +2 tioulfati S2O32- (tiosulfat) +4 sulfiti SO32- +6 sulfati H2SO4 (sumporna kiselina) SO42- (sulfat)

Struktura sumporne kiseline

Reka sumporne…

Dobijanje S

organski supstrat sulfat

jedinjenja sumpora sa oksidacionim brojem –2 Ovaj oksidacioni broj sumpor ima u sumporovodoniku (H2S). Sumporovodonik je otrovan gas,neprijatnog mirisa ( na pokvarena jaja) koji je zbog prisustva polarne kovalentne veze u njegovom molekulu

H2S HS-  H+ + S2- H2S 2H+ + S2- dobro rastvoran u vodi. koji je zbog prisustva polarne kovalentne veze u njegovom molekulu dobro rastvoran u vodi. Njegov vodeni rastvor je slaba,diprotonska sumporovodonična kiselina, koja disosuje u dva stepena : H2SH++ HS- HS-  H+ + S2- H2S 2H+ + S2-

Ako je pokvareno?

2H2S+ 3O2 2SO2 +2H2O

daje dve vrste soli: neutralne soli –sulfide Na2S-natrijum-sulfid kisele soli-hidrogensulfide NaHS natrijum-hidrogensulfid Hidrogensulfidi su dobro rastvorni u vodi za razliku od sulfida koji su u vodi nerastvorni (izuzetak su sulfidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i amonijum-sulfid

jedinjenja sumpora sa oksidacionim brojem -1 oksidacioni broj sumpor ima u jedinjenjima koja se nazivaju polisulfidi (disulfidi,trisulfidi itd.) sadrze –Sn- grupu. Ona nastaju medjusobnim povezivanjem dva ili više atoma sumpora jednom jednostrukom kovalentnom vezom pri čemu svakom atomu sumpora pri tome još preostaje po jedan nespareni elektron za ostvarivanje veze sa nekim drugim elementom ( •X-X• ).

Sposobnost medjusobnog povezivanja atoma istih elemenata se naziva katenca i ona je izraženija kod atoma sumpora nego kod atoma kiseonika: kod kiseonika su medjusobno povezana najviše dva atoma kiseonika. Polisulfidi su,kao i vodonik–peroksid , i oksidaciona i redukciona sredstva i nestabilni su. Primer disulfida je pirit koji je po sastavu gvozdje (II)-disulfid (FeS2 )

Jedinjenja sumpora sa oksidacionim brojem +4 Najvažnija jedinjenja sumpora sa ovim oksidacionim brojem su: sumpor(IV)-oksid (SO2), sumporasta kiselina (H2SO3) i njene neutralne soli sulfiti ( natrijum-sulfit Na2 SO3 ) kisele soli hidrogensulfiti (natrijum-hidrogensulfit NaHSO3 Navedeni oksid sumpora je na sobnoj temperaturi toksičan gas, dobro rastvoran u vodi i njegov vodeni rastvor je kiseo sto se objašnjava nastajanjem sumporaste kiseline mada postojanje ove kiseline (za razliku od njenih soli) nije nikada potvrdjeno. Ovaj gas je nus-proizvod metalurskih postrojenja u kome se prže sulfidne rude i baš zbog svoje velike rastvorljivosti u vodi predstavlja jedan od najopasnijih zagadjivača u prirodi (kisele kiše).

S+ O2 SO2

Pri dobijanju sumporne kiseline ovo je drugi korak

SO2 +H2OH2SO3

Sumporasta kiselina Slaba dvoprotonska kiselina (dva stepena disocijacije) daje dve vrste soli (neutralne i kisele). Sa obzirom da je ovo srednji oksidacioni broj elementa sumpora jedinjenja sa ovim oksidacionim brojem mogu biti i oksidaciona i redukciona sredstva

H2SO3 H2SO3H+ + HSO3 - HSO3-  H++ SO3 2- Sulfiti su u vodi malo rastvorni (izuzev sulfita amonijuma i alkalnih metala) za razliku od hidrogensulfita koji su u vodi uglavnom dobro rastvorni.

jedinjenja sa oksidacionim brojem +6 oksid, kiseline i njihove soli za njih je karakteristično da predstavljaju jaka oksidaciona sredstva. Sumpor(VI)-oksid (S O3 ) je čvrsta u vodi dobro rastvorna supstanca koja predstavlja anhidrid sumporne kiseline (H2SO4).

H2SO4 Sumporna kiselina je veoma jaka dvoprotonska kiselina (dva stepena disocijacije) koja gradi dve vrste soli: neutralne sulfate Na2SO4 natrijum-sulfat i kisele,hidrogensulfate (npr.KHSO4 kalijum-hidrogensulfat).

Kontaktni postupak

sumporna u prirodi se javlja u toplim vulkanskim gasovima Sulfati i hidrogensulfati su dobro rastvorni u vodi nerastvorni su samo: BaSO4, SrSO4, PbSO4, Ag2SO4 i Hg2SO4 CaSO4 je u vodi malo rastvoran

Sumporna kiselina je bezbojna viskozna tecnost,gustine 1,83g/cm 3 bez mirisa i visoke temperature kljucanja (3000 C) koja je posledica postojanja vodonicnih veza izmedju njenih molekula. Zbog oslobadjanja velike količine toplote pri njenom rastvaranju (velika entalpija hidratacije) nastali rastvor se greje,ključa i isprskava. Zato je pri ražblazivanju ove kiseline sa vodom neophodno biti oprezan: voda se mora dodavati u malim porcijama,uz neprekidno mesanje.

Disocijacija H2SO42H+ +SO4 2-

H2SO4 C12H22O11 12C +11H2O Dehidrataciono sredstvo:

Na običnoj temperaturi ova kiselina je veoma stabilno i nereaktivno jedinjenje ne reaguje sa metalima (moguće ju je prevoziti u čeličnim cisternama) na povišenoj temperaturi je jako oksidaciono sredstvo i oksidiše cak i plemenite metale (izuzev zlata), neke nemetale kao i mnoge druge složene supstance. Za razliku od čiste (i koncentrovane) sumporne kiseline razblažena sumporna kiselina nije oksidaciono sredstvo.

Pored sumporne kiseline sumpor sa ovim oksidacionim brojem gradi i druge kiseline: disumpornu (H2S2O7 ) daje neutralne soli-disulfate i kisele soli hidrogendisulfate persumpornu (H2S2O8) u kojoj su ,kao u vodonik-peroksidu, medjusobno povezana dva atoma kiseonika i u kojoj atomi kiseonika imaju različite oksidacione brojeve (oni medjusobno povezani broj –1 a oni drugi –2) koja takodje gradi neutralne (persulfate) i kisele (hidrogenpersulfate) soli. tiosumpornu kiselinu (H2S2O3) u kojoj su oksidacioni brojevi sumpora 0 i +4 i politionske kiseline različitog sastava

Dobijanje sumporne kiseline-kontaktni postupak 4FeS2 + 11O2  2Fe2O3 + 8SO2 pirit ovde su tri elementa promenila oksidacione brojeve Fe+2  Fe +3 otpušta 1 e- X4 S2 -1  2S +4 otpušta 1o e- x 4 O2  2O-2 prima 4e- x 11

Prevodi se SO2 u SO3 Sledeći korak 2SO2 + V2O5  2SO3 + V2O3 Zatim se SO3 prevodi i H2SO4. KAKO? SO3+ H2O(0C) ništa SO3+H2O (20C) BUM! ???????????? SO3+ H2SO4??????

Dobijanje pirosumporne Ovaj korak je bezbedan SO3+ H2SO4 H2S2O7 I OVAJ H2S2O7 + H2O 2H2SO4

Pitanja 1.Navesti oksidaciona stanja koja ima sumpor u svojim jedinjenjima. 2.Kakva je po jačini sumporovodonicna kiselinai i kako se zovu njene soli(dati po jedan primer).Kakva je rastvorljivist soli ove kiseline u vodi,velika ili mala? 3.Napisati formule i nazive oksida sumpora.Kakve su njihove kiselo-bazne osobine? 4.Napisati formule i nazive kiseoničnih kiselina sumpora i nazive njihovih soli. 5.Kakva je rastvorljivost sulfata u vodi,velika ili mala? 6.Zasto je prilikom razblaživanja sumporne kiseline neophodno biti oprezan?

7. Koja oksidaciona stanja imaju fluor i hlor u svojim jedinjenjima 7.Koja oksidaciona stanja imaju fluor i hlor u svojim jedinjenjima.Dati po jedan primer (formulu i naziv jedinjenja) za svako od njih? 8.Napisati formule i nazive kiseoničnih kiselina hlora i nazive njihovih soli.Kakve su ove kiseline,slabe ili jake?Prikazati njihovu elektrolitičku disocijaciju? 9.Kako se menja (raste,opada) oksidaciona sposobnost kiseoničnih kiselina hlora sa porastom oksidacionog broja? 10.Kakav je po svojim kiselo baznim karakteristikama hlor (IV)-oksid?Dati odgovarajucu jednačinu reakcije. 11.Da li su fluor ,hlor,hlorovodonik ,sumporovodonik i fluorovodonik toksične supstance? 12.Kakva je (slaba,jaka) hloro a kakva fluorovodonična kiselina?Kako se zovu soli ovih kiselina?