Халькогеноводороды

Халькогеноводороды — общее название соединений, образованных из водорода и халькогенов (элементов подгруппы кислорода). Имеют общую формулу H₂X, где X — халькоген.

Соединение	Формула	Модель	Молярная масса	Длина связи d(H-X)/pm	Валентный угол (H-X-H), °	Дипольный момент μ/D	G°f	tплав °C	tкип °C
Вода	H2O		18	95.8	104.45	1.85	-285.83	0	100
Сероводород	H2S		34	133.6	92.1	0.93	-20.15	-82.3	-60.28
Селеноводород	H2Se		81	146	91		85.77	-65.73	-41.25
Теллуроводород	H2Te		130	169	90		154.39	-49	-2.2
Полоноводород	H2Po		211	171	88			-35.3	36.1

При нормальных условиях сероводород, селеноводород и теллуроводород — газы, вода и полоноводород — жидкости. Все халькогеноводороды чрезвычайно токсичны (исключением является вода).

Халькогены в халькогеноводородах имеют степень окисления −2. Так как они имеют максимальную отрицательную степень окисления, они проявляют только восстановительные свойства. Восстановительная способность халькогеноводородов растет от кислорода к полонию.

Газообразные халькогеноводороды малорастворимы в воде.

Химические свойстваПравить

При растворении газообразных халькогеноводородов в воде происходит диссоциация в две ступени (диссоциация по второй ступени происходит очень слабо):

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{X}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathsf{H}{\mathsf{X}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}$${\mathsf {H_{2}X+H_{2}O\rightleftarrows H_{3}O^{+}+HX^{-}}}$ 

$\mathsf{H}{\mathsf{X}}^{\mathsf{-<!--\; -\; -->}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\rightleftarrows <!--\; \rightleftarrows \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}{\mathsf{O}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}{\mathsf{X}}^{\mathsf{2}}\mathsf{-<!--\; -\; -->}$${\mathsf {HX^{-}+H_{2}O\rightleftarrows H_{3}O^{+}+X^{2}-}}$ 

Халькогеноводороды реагируют с гидроксидами с образованием соответствующих солей и воды:

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {H_{2}S+2NaOH\rightarrow Na_{2}S+2H_{2}O}}$ 

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{K}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {H_{2}Se+2KOH\rightarrow K_{2}Se+2H_{2}O}}$ 

При отношении 1:1 халькогеноводорода и гидроксида образуется кислая соль:

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{K}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{K}\mathsf{S}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {H_{2}S+KOH\rightarrow KSH+H_{2}O}}$ 

Воду можно разложить на элементы методом электролиза:

$\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2H_{2}O\rightarrow 2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow }}$ 

При этом необходимо подавать напряжение около 6В.

Вода и сероводород взаимодействуют с некоторыми металлами:

$\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {2Na+2H_{2}O\rightarrow 2NaOH+H_{2}\uparrow }}$ 

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{F}\mathsf{e}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{S}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {H_{2}S+Fe\rightarrow FeS+H_{2}\uparrow }}$ 

Теллуроводород и полоноводород — неустойчивые вещества, разлагаются даже при низких температурах:

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{T}\mathsf{e}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{T}\mathsf{e}$${\mathsf {H_{2}Te\rightarrow H_{2}\uparrow +Te}}$ 

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{P}\mathsf{o}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->\mathsf{+}\mathsf{P}\mathsf{o}$${\mathsf {H_{2}Po\rightarrow H_{2}\uparrow +Po}}$ 

Методы полученияПравить

Непосредственная реакция халькогенов с водородом:

$\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$${\mathsf {2H_{2}+O_{2}\rightarrow 2H_{2}O}}$ 

${\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}\to <!--\; \to \; -->{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {H_{2}+S\rightarrow H_{2}S\uparrow }}$ 

При этом выделяется большое количество теплоты, реакции экзотермичны.

Сероводород можно получить взаимодействием сульфида железа с кислотой:

$\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{S}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}\mathsf{H}\to <!--\; \to \; -->\mathsf{(}\mathsf{C}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{C}\mathsf{O}\mathsf{O}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{F}\mathsf{e}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\uparrow <!--\; \uparrow \; -->$${\mathsf {FeS+2CH_{3}COOH\rightarrow (CH_{3}COO)_{2}Fe+H_{2}S\uparrow }}$ 

См. такжеПравить

• Галогеноводороды
• Пниктогеноводороды

ЛитератураПравить

• Блументаль Г. Н. «Анорганикум. Т.1.»
• Кан Р. С. «Введение в химическую номенклатуру»