Халькогеноводороды

Ха́лькоге́новодоро́́ды — общее название соединений, образованных из водорода и халькогенов (элементов подгруппы кислорода). Имеют общую формулу ${\displaystyle {\ce {H2X,}}}$ где ${\displaystyle {\ce {X}}}$ — 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

Сравнение температур кипения галогеноводородов и халькогеноводородов

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

Газообразные халькогеноводороды малорастворимы в воде.

В ряду ${\displaystyle {\ce {H2S}}}$ — ${\displaystyle {\ce {H2Se}}}$ — ${\displaystyle {\ce {H2Te}}}$ закономерно изменяются температуры плавления и кипения, но вода имеет высокую температуру кипения для своего малой молекулярной массы, это объясняется ассоциацией молекул в жидкой воде в результате образования водородных связей.

Химические свойства

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.

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

${\displaystyle {\ce {H2X + H2O -> H3O^+ + HX-}}}$;

${\displaystyle {\ce {HX^- + H_2O -> H3O^+ + X^2-}}}$.

Халькогеноводороды реагируют с гидроксидами с образованием соответствующих солей и воды:

${\displaystyle {\ce {H2S + 2NaOH -> Na2S + 2 H2O}}}$;

${\displaystyle {\ce {H2Se + 2KOH -> K2Se + 2 H2O}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {H2S + KOH -> KSH + H2O}}}$.

Воду можно разложить на элементы методом электролиза:

${\displaystyle {\ce {2 H2O -> 2 H2 ^ + O2 ^}}}$

При этом на электроды электролизёра необходимо подавать напряжение около 6 В.

Вода и сероводород взаимодействуют с некоторыми активными металлами:

${\displaystyle {\ce {2 Na + 2 H2O -> 2 NaOH + H2 ^}}}$;

${\displaystyle {\ce {H2S + Fe -> FeS + H2 ^}}}$.

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

${\displaystyle {\ce {H2Te -> H2 ^ + Te}}}$;

${\displaystyle {\ce {H2Po -> H2 ^ + Po}}}$.

Методы получения

Непосредственной реакцией халькогенов с водородом:

${\displaystyle {\ce {2 H2 + O2 -> 2 H2O}}}$;

${\displaystyle {\ce {H2 + S -> H2S ^}}}$,

При этих реакциях выделяется большое количество теплоты, реакции с серой и кислородом экзотермичны.

Сероводород можно получить, например взаимодействием сульфида железа с какой-либо кислотой:

${\displaystyle {\ce {FeS + 2 CH3COOH -> (CH3COO)2Fe + H2S ^}}}$.

См. также

• Галогеноводороды
• Пниктогеноводороды

Литература

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