АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Сера (Sulfur)

Сера – элемент главной подгруппы VI группы периодической системы
Д.И. Менделеева. В этой группе, начиная с серы (3-ий период), появляется d-подуровень, поэтому число неспаренных электронов может увеличивать-ся от 2-х до 4-х и 6-ти, за счет распаривания s- и р- электронов и перехода их в d-подуровень:

 

Таким образом, возможные и проявляемые степени окисления серы равны: -2, +2, +4 и +6.

Сверху вниз по подгруппе от кислорода к полонию размеры атомов увеличиваются, а энергия ионизации уменьшается, неметаллические свойства в ряду: O – S – Se – Te - Po ослабевают.

Сера - типичный неметалл, по значению ОЭО (2,5), она усту­пает лишь галогенам, кислороду и азоту.

Сера относится к распространённым элементам. В земной коре её содержание составляет 0,05 вес. %, в морской воде 0,08 - 0,09 %. Она состоит из четырёх стабильных изотопов: 32S (95,084%), 33S (0,74%), 34S (4,16%), и 36S (0,016%). Получены радиоактивные изотопы серы: 31S (Т 1/2 = 2,66 сек.), 35S (Т 1/2 = 86,3 дня) и 37S (Т 1/2 = 5,07 мин.).

Сера в природе встречается в самородном состоянии (большей частью вблизи вулканов и в горя­чих минеральных источниках, как продукт окисления сероводорода).

Её применяли для приготовления красок, в качестве лечебного средства, а также для других целей.

Сера находится в различных породах: известняке, кальците, гипсе и др.; в серных рудах и минералах, в живых и растительных организмах (0,16% в человеческом организме, является макроэлементом), т.е. во многих неорганических и органических соединениях. Основные минералы серы:

 

Сульфиды Сульфаты
РbS - галенит СаSO4´2Н2O - гипс
FeS2 - пирит Na2SO4´10H2O – мирабилит
ZnS - сфалерит CaSO4 - ангидрит
НgS - киноварь ВаSO4 - барит
СuFeS2 – халькопирит SrSO4 - целестин
Аg2S - аргентит MgSO4´7H2O - кизерит

 

Серу получают выплавкой самородной серы в местах её залегания. Выплавленная сера содержит примеси (комовая сера). Её очищают перегонкой и возгонкой. Пары серы оседают в виде серного цвета в специальных печах. Расплавленную серу выпускают в формы, там она застывает, образуя черенковую серу.

Серу получают также при нагревании пирита: FeS2 FeS + S. Из отходящих газов металлургических и коксовых печей: SO2 + 2H2S 3S¯ + 2H2O (получается коллоидная сера).

Прокаливанием серусодержащей породы с углём:

 

CaSO4 + 4C 4CO + + CaS

CaS + CO2 + H2O ® CaCO3 + H2

2H2S + O2 2S + 2H2O

 

Серу можно получить многими другими способами (из H2S, из оксидов серы, солей и др.), но главные способы - выплавка самородной серы и сжигание Н2S в недостатке кислорода.

В обычных условиях сера - твёрдое, хрупкое вещество желтого цвета, диэлектрик, нерастворима в воде, растворяется в сероуглероде (CS2) хлориде серы (II) – SCl2, а также в некоторых органических растворителях (бензол, эфир).

Сера имеет несколько аллотропных модификаций:

 

a-сера b-сера

ромбическая моноклинная l-сера

(лимонно-желтого цвета) (светло-желтая) желтая жидкость

 

m-сера S8 S4 S2

коричневая вязкая желтый газ красный газ

 

Смесь a и m-серы называется пластической серой. При комнатной температуре наиболее устойчива a-сера (ромбическая), состоящая из циклических молекул S8 имеющих вид короны: Ð = 108o; длина связи (-S-S-) 0,205нм.

Из молекул серы – S8 построены две кристаллические модификации: ромбическая (a-S8) и моноклинная (b-S8).

Кристаллическая решетка серы - молекулярная, в узлах решетки находятся циклические молекулы S8, но упаковка в кристаллах раз­личная: кристаллы a-S8 имеют форму октаэдров, а b-S8 - призматическую.

В связи с этим эти модификации имеют разные температуры плавления

и плотности:

 

  tплоС r, кг/м3
a-S8 112,8  
b-S8    

 

Моноклинную серу (b-S8) получают в виде игольчатых тёмно-желтых кристаллов при медленном охлаждении расплавленной серы. Пластичес­кую – при быстром охлаждении (вливание расплавленной серы в холодную воду). Такая сера в виде коричневой, резиноподобной массы состоит из длинных цепей атомов серы. Все модификации серы самопроизвольно прев­ращаются в ромбическую серу.

В отличие от кислорода, сера способна образовывать устойчивые гомоцепи. Это можно объяснить большей энергией двух связей между атомами серы в гомоцепи (2´260 кдж/моль), чем энергия связи в двухатомной молекуле – S2 (420 кдж/моль). Для кислорода, наоборот, связи в молекуле О2 прочнее (494 кдж/моль), чем в гомоцепи кислорода (2´210 кдж/моль).

Поэтому для серы характерно образование устойчивых зигзагообразных гомоцепей циклической или линейной формы:

 

Установлено, что строение молекул серы зависит от температуры. В парах серы обнаружены молекулы S8, S6, S4, S2. Выше 1500°С молекулы S2 распадаются на атомы.

В уравнениях химических реакций, для простоты, любая сера изображает­ся как S.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)