Визначити ступень окиснення всіх елементів у сполуках
H2, NaH, N2O3, NO, NO2, HNO3, Ca2MnO4.

Где \hbar — постоянная Планка, \! m — масса частицы, \! U(x) — потенциальная энергия, \! E — полная энергия, \! \psi(x) — волновая функция. Для полной постановки задачи о нахождении решения \! ( 1 ) надо задать также граничные условия, которые представляются в общем виде для интервала \! [a,b]

\alpha_1\psi(a)+\beta_1\frac{d\psi(a)}{dx}=\gamma_1, \qquad ( 2 )
\alpha_2\psi(b)+\beta_2\frac{d\psi(b)}{dx}=\gamma_2, \qquad ( 3 )
где \! \alpha_1, \alpha_2, \beta_1, \beta_2, \gamma_1, \gamma_2 — константы. Квантовая механика рассматривает решения уравнения \! ( 1 ), с граничными условиями \! ( 2 ) и \! ( 3 ).

Сероводород

При обычных условиях сероводород Н2S – газ, без цвета, с характерным запахом гниющего белка. При 20°С 1 объём воды растворяет 2,5 объёма Н2S. Раствор Н2S в воде называется сероводородной водой или сероводородной кислотой.

Сероводородная кислота – слабая, двухосновная, бескислородная. Диссоциирует ступенчато:

Химические свойства сероводорода, как и многих соединений, удобно рассмотреть в двух аспектах: кислотно-основном и окислительно-восстановительном.

По кислотно-основным свойствам раствор сероводорода является слабой кислотой, что обусловлено присутствием в растворе ионов Н+ (Н3О+). Сероводород может изменить окраску раствора индикатора (например, лакмуса с фиолетовой на красную).

Сероводород взаимодействует со щелочами. При этом могут образовываться как средние, так и кислые соли:

a) 2NaOH + Н2S = Na2S + 2Н2O

20H– + Н2S = S2– + 2Н20

б) NaOH + Н2S = NaHS + Н2O

OH– + Н2S = HS– + Н20

С точки зрения окислительно-восстановительных свойств для сероводорода характерны восстановительные свойства, обусловленные S2–. На воздухе сероводород горит голубоватым пламенем:

Если внести в пламя сероводорода какой–либо холодный предмет, то температура пламени снижается и сероводород окисляется до свободной серы, оседающей на предмете в виде жёлтого налёта:

Кроме кислотных и восстановительных свойств, важно отметить ещё одну особенность сероводорода: он взаимодействует с некоторыми солями, когда в результате реакции происходит осаждение сульфидов (PbS, CuS), в которых ионы связаны более прочно, чем в сероводороде. Например:

Получить сероводород можно:

1) непосредственным синтезом из серы и водорода при нагревании (150–200 °С):

Н2 + S = Н2S

2) вытеснением сероводорода из некоторых сульфидов (FeS, MnS, ZnS) разбавленными сильными кислотами:

FeS + 2НCl = FeCl2 + Н2S↑

FeS + 2H+ = Fe2+ + Н2S↑

Сульфиды

Сульфиды – соли сероводородной кислоты. Сероводородная кислота двухосновна и может образовывать два ряда солей, содержащих S2– – сульфид-ион или HS– – гидросульфид–ион.

Сульфиды – твёрдые кристаллические вещества, в воде растворимы только сульфиды щелочных металлов и аммония. Некоторые нерастворимые в воде сульфиды ярко окрашены, например: CuS, PbS – чёрные, CdS – ярко-жёлтый. В подгруппах окраска сульфидов становится интенсивнее с увеличением порядкового номера элементов, например: As2S3 – жёлтый, Sb2S3 – оранжевый, Bi2S3 – чёрный.

В растворах сульфиды гидролизуются. Например:

Некоторые сульфиды (например, Al2S3, Cr2S3) в присутствии воды (влаги) полностью гидролизуются:

Al2S3 + 6Н20 = 2Al(ОН)3↓ + 3Н2S↑

Образование нерастворимых сульфидов используется для определения наличия сероводорода и сульфид-ионов в растворе. Для этого в качестве реагентов используются соли свинца, кадмия или меди:

Pb2+ + S2– = PbS↓ (чёрный)

Cd2+ + S2– = CdS↓ (ярко–жёлтый)

Сульфиды проявляют восстановительные свойства за счёт сульфидного иона S2–.

В промышленности для обработки сульфидных руд применяется обжиг сульфидов. При этом образуются оксиды. Например:

Конспект урока «Соединения серы: сероводород, сульфиды».