Введение

Кислород и сера — важные элементы главной подгруппы VI группы Периодической таблицы. Они широко распространены в природе, участвуют в биохимических процессах, промышленности и энергетике.

• Кислород (O) — основной компонент атмосферы, необходимый для дыхания, горения и образования оксидов.
• Сера (S) — встречается в минералах, органических соединениях, кислотах; используется в промышленности для получения серной кислоты, удобрений, резины.

Изучение этих элементов помогает понять закономерности образования оксидов, кислот и солей, а также особенности химического строения неметаллов. Генетическая связь с другими классами неорганических соединений позволяет прогнозировать реакции и практическое применение веществ.

В этой статье подробно рассмотрены физико-химические свойства, способы получения, химические реакции, номенклатура, практическое значение кислорода и серы, а также вопросы для самопроверки.

---

1. Кислород

1.1 Общие сведения

• Атомный номер: 8
• Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁴
• Валентность: 2
• Аллотропные формы: O₂ (молекулярный кислород), O₃ (озон)

1.2 Физические свойства

• Без цвета, запаха и вкуса
• Газ при комнатной температуре
• Плотность 1,429 г/л
• Температура плавления −218,8 °C, кипения −182,9 °C
• Слабо растворим в воде
• При охлаждении образует голубую жидкость и темно-синий твёрдый кислород

1.3 Химические свойства

1.3.1 Горение

Кислород поддерживает горение:

1.3.2 Взаимодействие с металлами

• С щелочными и щелочноземельными металлами: образование оксидов

• С переходными металлами: образование оксидов разных валентностей

​

1.3.3 Взаимодействие с неметаллами

• С водородом: H₂O
• С серой: SO₂

​

1.3.4 Образование озона

• В электрическом разряде или при УФ-облучении

​

1.4 Получение кислорода

1. Фракционная дистилляция жидкого воздуха
2. Разложение пероксидов:

3. Электролиз воды

​

1.5 Применение

• Медицинское дыхание
• Поддержка горения в металлургии и ракетостроении
• Производство кислородсодержащих соединений (кислоты, пероксиды)
• Озонирование воды

1.6 Вопросы для самопроверки

1. Каковы физические свойства кислорода?
2. Приведите пример реакции кислорода с металлом.
3. Какие способы получения кислорода вы знаете?
4. Чем отличаются O₂ и O₃?
5. Где применяют кислород в промышленности и медицине?

---

2. Сера

2.1 Общие сведения

• Атомный номер: 16
• Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
• Валентность: 2, 4, 6
• Аллотропные формы: ромбическая сера, моноклинная сера, пластическая сера

2.2 Физические свойства

• Желтый кристаллический элемент
• Агрегатное состояние: твёрдое при комнатной температуре
• Плотность: 2,07 г/см³ (ромбическая сера)
• Температура плавления: 112,8 °C (ромбическая), 119 °C (моноклинная)
• Не растворяется в воде, растворяется в CS₂ и других органических растворителях

2.3 Химические свойства

2.3.1 Реакция с кислородом

• Образование оксидов: SO₂, SO₃

2.3.2 Реакция с водородом

• Образование сероводорода H₂S

2.3.3 Реакция с металлами

• Образование сульфидов

2.3.4 Реакция с неметаллами

• С кислородом: SO₂, SO₃
• С галогенами: SF₄, SF₆

2.4 Способы получения

1. Из природных месторождений (Сера в виде самородной серы)
2. Из сульфидных руд (металлургический способ)
3. Окисление H₂S

2.5 Применение

• Производство серной кислоты H₂SO₄
• Вулканизация резины
• Удобрения и пестициды
• Фотохимическая и фармацевтическая промышленность

2.6 Вопросы для самопроверки

1. Каковы физические свойства серы?
2. Приведите пример реакции серы с кислородом.
3. Какие металлы образуют сульфиды?
4. Какие промышленное применение серы вы знаете?
5. Как получают серу из H₂S?

---

3. Сравнительная характеристика кислорода и серы

Вопросы для самопроверки:

1. Как различаются кислород и сера по агрегатному состоянию?
2. Какие элементы образуют оксиды и сульфиды?
3. Чем различаются валентности кислорода и серы?

---

4. Генетическая связь с другими классами соединений

1. Кислород → оксиды → кислоты → соли

2. Сера → сульфиды → кислоты → соли

3. Образование кислот и солей демонстрирует генетическую связь с другими классами соединений, такими как оксиды, гидроксиды и соли.

Вопросы для самопроверки:

1. Как из оксида серы образуется кислота?
2. Приведите пример образования соли серы.
3. Как кислород участвует в образовании оксидов и кислот?

---

5. Практическое значение

• Кислород: медицинское дыхание, металлургия, производство пероксидов
• Сера: производство H₂SO₄, резины, удобрений, химических реактивов
• Совместное применение: кислород необходим для горения серы при производстве SO₂ → H₂SO₄

Вопросы для самопроверки:

1. Где применяют кислород и сера в промышленности?
2. Как кислород участвует в производстве серной кислоты?
3. Приведите примеры бытового применения серы и кислорода.

---

6. Заключение

Кислород и сера — элементы, объединяющие свои свойства с другими классами неорганических соединений. Они образуют оксиды, кислоты, сульфиды и соли, проявляют разнообразные химические свойства и имеют большое практическое значение в промышленности и жизни человека.

Обобщающие вопросы для самопроверки:

1. Какие химические свойства характерны для кислорода и серы?
2. Как кислород и сера образуют оксиды и кислоты?
3. Какие вещества образуются при реакции серы с металлами?
4. Как кислород участвует в промышленности и медицине?
5. Где применяются сера и её соединения?