Характеристика элемента серы

Характеристика элемента серы

 

Сера S – элемент № 16, 3–й период, VIA группа (халькогены). Электронная конфигурация атома серы в стационарном состоянии 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴:

Электронная формула атома серы:

Валентные возможности серы: II – в стационарном состоянии, IV (3s²3p³3d¹) и VI (3s¹3p³3d²) – в возбуждённом состоянии атома.

Наиболее характерными для серы являются следующие степени окисления:

0 – в простых веществах (ромбическая, пластическая сера);
–2 – в сероводороде Н₂S и сульфидах (FeS, Na₂S);
+4 – в оксиде серы (IV) SO₂, сернистой кислоте Н₂SO₃ и её солях – сульфитах (K₂SO₃);
+6 – в оксиде серы (VI) S03, серной кислоте Н₂SO₄ и её солях – сульфатах (K₂SO₄).

Реже сера проявляет степени окисления:
–1 – в дисульфидах, например FeS2;
+1 – S2C12 – дихлорид дисеры или дихлорид серы (I);
+2 – SC12 – дихлорид серы или хлорид серы (II).

Высшим оксидом серы является оксид серы (VI) SO₃ (серный ангидрид), его характер – кислотный. Высшим гидроксидом серы является серная кислота Н₂SO₄ – сильный электролит, нелетучая, стабильная двухосновная кислота. Водородным соединением серы является сероводород Н₂S (газ при обычных условиях), его водный раствор – сероводородная кислота, двухосновная, слабый электролит.

Сера – простое вещество

Наиболее прочны молекулы серы S₈, имеющие форму короны.

Сера образует несколько аллотропных модификаций: ромбическая сера и моноклинная сера. Кристаллическая решётка в обоих случаях молекулярная, в узлах решётки – молекулы S₈.

При выливании расплава серы в холодную воду образуется пластичная масса – пластическая сера, не имеющая кристаллического строения. Её макромолекулы образованы линейными цепями S_n. При хранении пластическая сера становится хрупкой, изменяет окраску и переходит в ромбическую модификацию.

Если медленно нагреть ромбические кристаллы выше 96 °С, то они превращаются в моноклинную модификацию. В обеих модификациях молекулы серы находятся в форме восьмичленных колец, но упакованы они по–разному. Переход ромбической серы в моноклинную при 96 °С является обратимым. При нагревании до 112 °С сера плавится, а составляющие кристаллическую решётку восьмичленные кольца разрываются, образуя молекулы с открытой цепью.

При обычных условиях сера – твёрдое кристаллическое вещество; кристаллы жёлтого цвета, хрупкие, лёгкие (р ≈ 2 г/см³), легкоплавкие (t⁰_пл ≈ 113°С для ромбической серы).

Для серы характерна окислительно-восстановительная двойственность: по отношению к металлам и водороду сера выступает в роли окислителя.

С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:

При обычных условиях сера взаимодействует со ртутью:

При нагревании сера взаимодействует со многими металлами:

По отношению к неметаллам сера выступает в роли восстановителя. При нагревании сера сгорает в кислороде:

Сера взаимодействует со всеми галогенами. Фтор окисляет серу до высшей степени окисления.
При температуре примерно 700–800 °С уголь взаимодействует с серой, образуется сероуглерод:

Сера реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами:

Сера используется для производства серной кислоты, в реакции вулканизации каучука, для производства инсектицидов, в косметической промышленности.

 

Применение серы

Физические свойства

Оптические свойства

Применение серы

   Примерно половина производимой серы используется в производстве серной кислоты. Серу применяют для вулканизации каучука, как фунгицид в сельском хозяйстве и как сера коллоидная — лекарственный препарат.

Чистая сера:

· Необходима для того, чтобы превратить каучук в резину. Этот процесс называют вулканизацией каучука. Резиновая промышленность потребляет до 10% общего объема получаемой серы.

· Входит в состав лекарственных средств против паразитов и заболеваний кожи (чесотка, псориаз и др), средств для ванн против ревматизма и подагры, некоторых лекарств, принимаемых внутрь.

· Применяется в химической промышленности: почти 50% всей производимой в мире серы идет для получения серной кислоты, еще четверть — для получения сульфитов; до 15% используется в производстве инсектицидов для борьбы с вредителями винограда, хлопчатника и некоторых других культур.

Сера требуется для:                                                       

· изготовления красок и ультрамарина для лако-красочной промышленности, полимеров и синтетических волокон, диоксида серы, сероуглерода, сульфатов, люминофоров, эбонита, удобрений;

· изготовления многих пиротехнических и взрывчатых смесей, в том числе пороха и состава для спичечных головок;

· изготовления бумаги;

· создания некоторых сталей с особыми свойствами;

· дезинфекции овощехранилищ, птичников, подвалов в сельском хозяйстве;

· виноделия, при хранении овощей и фруктов.

Серосодержащие руды часто являются сырьем для получения цветных металлов.

Серная кислота применяется:

· в электротехнической промышленности для производства аккумуляторов;

· для очистки нефтепродуктов;

· для очистки проволоки и металлического листа от окалины, для травления металлических поверхностей;

· в изготовлении лекарственных средств и красителей;

· в химической промышленности в качестве сырья для производства широкого спектра химических веществ, для осушения газов, для повышения концентрации азотной кислоты.

Оксид серы используется для:

· получения серной и азотной кислоты, олеума, сульфитов, тиосульфатов;

· дезинфекции помещений в сельском хозяйстве, в виноделии, в консервировании плодово-ягодной продукции;

· отбеливания тканей (шерсти, шелка).

Сероводород находит применение в производстве чистой серы и серной кислоты, сульфитов и тиосульфатов.

Сера (англ. Sulphur) — S

Молекулярный вес	32.06 г/моль
Происхождение названия	Латинское sulfur (происходящее из эллинизированного написания этимологического sulpur), предположительно, восходит к индоевропейскому корню *swelp — «гореть»
IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

Физические свойства

Цвет минерала	жёлтый, серно-жёлтый, коричневато- или зеленовато-жёлтый, оранжевый, белый
Цвет черты	бесцветный
Прозрачность	прозрачный, полупрозрачный
Блеск	смоляной, жирный
Спайность	несовершенная по {001}, {110} и {111}
Твердость (шкала Мооса)	1.5 — 2.5
Излом	неровный, раковистый
Прочность	очень хрупкая
Отдельность	отдельность по {111}
Плотность (измеренная)	2.07 г/см3
Радиоактивность (GRapi)	0

Оптические свойства

Тип	двухосный (+)
Показатели преломления	nα = 1.958 nβ = 2.038 nγ = 2.245
Максимальное двулучепреломление	δ = 0.287
Оптический рельеф	очень высокий
Плеохроизм	видимый
Рассеивание	относительно слабое r<v
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении	не флюоресцентный

Характеристика элемента серы

 

Сера S – элемент № 16, 3–й период, VIA группа (халькогены). Электронная конфигурация атома серы в стационарном состоянии 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴:

Электронная формула атома серы:

Валентные возможности серы: II – в стационарном состоянии, IV (3s²3p³3d¹) и VI (3s¹3p³3d²) – в возбуждённом состоянии атома.

Наиболее характерными для серы являются следующие степени окисления:

0 – в простых веществах (ромбическая, пластическая сера);
–2 – в сероводороде Н₂S и сульфидах (FeS, Na₂S);
+4 – в оксиде серы (IV) SO₂, сернистой кислоте Н₂SO₃ и её солях – сульфитах (K₂SO₃);
+6 – в оксиде серы (VI) S03, серной кислоте Н₂SO₄ и её солях – сульфатах (K₂SO₄).

Реже сера проявляет степени окисления:
–1 – в дисульфидах, например FeS2;
+1 – S2C12 – дихлорид дисеры или дихлорид серы (I);
+2 – SC12 – дихлорид серы или хлорид серы (II).

Высшим оксидом серы является оксид серы (VI) SO₃ (серный ангидрид), его характер – кислотный. Высшим гидроксидом серы является серная кислота Н₂SO₄ – сильный электролит, нелетучая, стабильная двухосновная кислота. Водородным соединением серы является сероводород Н₂S (газ при обычных условиях), его водный раствор – сероводородная кислота, двухосновная, слабый электролит.

Сера – простое вещество

Наиболее прочны молекулы серы S₈, имеющие форму короны.

Сера образует несколько аллотропных модификаций: ромбическая сера и моноклинная сера. Кристаллическая решётка в обоих случаях молекулярная, в узлах решётки – молекулы S₈.

При выливании расплава серы в холодную воду образуется пластичная масса – пластическая сера, не имеющая кристаллического строения. Её макромолекулы образованы линейными цепями S_n. При хранении пластическая сера становится хрупкой, изменяет окраску и переходит в ромбическую модификацию.

Если медленно нагреть ромбические кристаллы выше 96 °С, то они превращаются в моноклинную модификацию. В обеих модификациях молекулы серы находятся в форме восьмичленных колец, но упакованы они по–разному. Переход ромбической серы в моноклинную при 96 °С является обратимым. При нагревании до 112 °С сера плавится, а составляющие кристаллическую решётку восьмичленные кольца разрываются, образуя молекулы с открытой цепью.

При обычных условиях сера – твёрдое кристаллическое вещество; кристаллы жёлтого цвета, хрупкие, лёгкие (р ≈ 2 г/см³), легкоплавкие (t⁰_пл ≈ 113°С для ромбической серы).

Для серы характерна окислительно-восстановительная двойственность: по отношению к металлам и водороду сера выступает в роли окислителя.

С водородом сера взаимодействует при нагревании с образованием сероводорода:

При обычных условиях сера взаимодействует со ртутью:

При нагревании сера взаимодействует со многими металлами:

По отношению к неметаллам сера выступает в роли восстановителя. При нагревании сера сгорает в кислороде:

Сера взаимодействует со всеми галогенами. Фтор окисляет серу до высшей степени окисления.
При температуре примерно 700–800 °С уголь взаимодействует с серой, образуется сероуглерод:

Сера реагирует с концентрированной серной и азотной кислотами:

Сера используется для производства серной кислоты, в реакции вулканизации каучука, для производства инсектицидов, в косметической промышленности.

 

Применение серы

Физические свойства

Оптические свойства