Місце елементів-неметалів у Періодичній системі. Ззагальна характеристика Оксигену і Сульфуру, будова їх атомів, поширення у природі. Поняття про алотропію. Озон, його властивості, застосування. Роль озонового шару для життя організмів на Землі

До неметалів належать елементи, в атомах яких на зовнішньому електронному шарі міститься від чотирьох до восьми електронів. Це p-елементи. У Періодичній системі хімічних елементів Менделєєва 22 неметали, і вони розміщуються в кінці періодів.

Оксиген і Сульфур - елементи головної підгрупи шостої групи. Кожен із них на зовнішньому електронному шарі має шість електронів. В атомах Оксигену ці шість електронів розміщуються на орбіталях двох типів - s і p. І він має електронну конфігурацію зовнішнього шару …2s²2p⁴. Найчастіше Оксиген у сполуках виявляє ступінь окиснення –2. Але можливими для нього є й ступінь окиснення –1 (у пероксидах типу H₂O₂), і ступінь окиснення +2 у сполуках із Флуором.

На відміну від Оксигену, який міститься в другому періоді, і електрони в його атомах розміщені на двох електронних шарах, Сульфур міститься в третьому періоді. Це означає, що електрони в атомах Сульфуру розміщені на трьох електронних шарах. А електрони третього шару можуть розміщуватися на s-, p- і d-орбіталях. Тому атом Сульфуру може виявляти у сполуках ступені окислення –2, +4 і +6.

Атом Оксигену є більш електронегативним, ніж атом Сульфру тому, що має менший атомний радіус.

Оксиген - найпоширеніший елемент на Землі. Він входить до складу води, піску, глини, мінералів, гірських порід, а також до складу живих організмів. Сульфур зустрічається найчастіше у складі солей (сульфідів, сульфатів) та самородної сірки.

Хімічні елементи у вільному стані існують у формі простих речовин. Так, елемент Оксиген утворює дві прості речовини - кисень O₂ або озон O₃. Елемент Сульфур утворює три прості речовини: ромбічну сірку, пластичну сірку і моноклінну.

Явище існування хімічного елемента у вигляді двох або кількох простих речовин, різних за будовою і властивостями, називається алотропією, а самі прості речовини - алотропними формами або алотропними модифікаціями.

Отже, кисень і озон - алотропні модифікації елемента Оксигену. Озон, на відміну від кисню, це блакитний газ із різким, своєрідним запахом. Дуже сильний окисник, дуже отруйний. Руйнує органічні речовини, окислює багато металів, у тому числі срібло, золото, платину. Озон використовується для озонування питної води, що значно ефективніше, ніж хлорування; для знешкодження промислових стічних вод; вибілювання тканини; як дезінфікуючий засіб у медицині, як окисник ракетного палива.

Біля поверхні Землі озону мало. Його концентрація у повітрі коливається: вночі менша, вдень більша. Влітку і навесні його в повітрі у 3,5 рази більше, ніж узимку і восени. Над полярними частинами Землі вміст озону в повітрі вищий, ніж над екватором, в атмосфері міст - вищий, ніж у сільській місцевості. З віддаленням від поверхні Землі концентрація озону збільшується і досягає максимуму на висоті 20–25 кілометрів. Там утворюється так званий озоновий шар. Озоновий шар відіграє значну роль у збереженні життя на нашій планеті. Він затримує найбільш згубну для всього живого на Землі частину ультрафіолетової радіації Сонця, яка спричиняє онкологічні захворювання шкіри. Окрім того, озоновий шар разом із вуглекислим газом поглинає інфрачервоне (теплове) випромінювання Землі і тим самим запобігає її охолодженню. Так озоновий шар забезпечує збереження життя на Землі.