Сера

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 1544.

Типичный неметалл – сера – относится к группе халькогенов и находится в VI группе периодической таблицы Менделеева. Сера – один из жизненно важных элементов, входящих в состав живых организмов.

Строение

Сера – 16 элемент периодической таблицы, находящийся в VI группе, главной подгруппе и в третьем периоде. Формула серы – S. Относительная атомная масса – 32.

Ядро атома серы имеет положительный заряд +16. Вокруг ядра располагается 16 отрицательно заряженных электронов на трёх энергетических уровнях.

Электронное строение атома серы – 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. На внешнем энергетическом уровне находится шесть валентных электронов. До завершения р-орбитали не хватает двух электронов, поэтому степень окисления серы -2.

В соединениях проявляет себя как окислитель, отнимая электроны. Однако возможность переходить в возбуждённое состояние за счёт свободных d-орбиталей даёт элементу две дополнительные степени окисления – +4 и +6.

Известно четыре стабильных изотопа серы, находящиеся в природе. Это ³²S, ³³S, ³⁴S, ³⁶S. Кроме того, искусственно получено 20 радиоактивных изотопов серы.

Аллотропия

Сера – хрупкое кристаллическое вещество желтоватого цвета. При нагревании плавится, превращаясь в жидкость жёлтого цвета. При увеличении температуры до 200°С становится вязкой тёмно-коричневой массой, напоминающей смолу.

Основные физические свойства элемента:

отсутствие растворимости в воде, в том числе в составе сложных веществ;
плавучесть в воде (не смачивается);
плохая проводимость тепла и электричества;
хорошая растворимость в органических растворителях (феноле, бензоле, сероуглероде);
диссоциация на атомы происходит при температуре 1500°С;
температура кипения – 444,6°С.

Сера образует аллотропные модификации, которые отличаются физическими свойствами. Краткое описание модификаций приведено в таблице.

Вид	Формула	Температура плавления, °С	Плотность, г/см³	Особенности
Ромбическая	S₈	113	2,07	Наиболее устойчивая модификация
Моноклинная	S₈	119	1,96	Устойчива при температуре 96°С и более. В обычных условиях превращается в ромбическую
Пластическая	S_n	119	1,96	Коричневая вязкая масса. Полимер. Неустойчива, самопроизвольно превращается в ромбическую

Свойства

В зависимости от реакции сера проявляет разную степень окисления:

-2 – в реакциях с металлами и неметаллами (Al₂S₃, SiS₂, Na₂S);
+4 – в реакциях с галогенами и кислородом (SCl₄, SBr₄, SF₄, SO₂);
+6 – в реакциях с элементами, имеющими большую электроотрицательность (H₂SO₄, SF₆, SO₃).

Сера – активное вещество, образующее кислоты, соли, оксиды. Общие химические свойства элемента приведены в таблице.

Реакция	Описание	Уравнение
С металлами	В обычных условиях реагирует только с активными металлами. С остальными реакция протекает при нагревании. С золотом и платиной не реагирует. Образуются сульфиды	– 2Na + S → Na₂S; – Cu + S → CuS; – Zn + S → ZnS
С неметаллами	С водородом реагирует при 150-200°С, с кислородом – при 280-360°С. С фосфором и углеродом реагирует в отсутствии воздуха при нагревании. Реакция с фтором протекает в присутствии катализатора	– H₂ + S → H₂S; – S + O₂ → SO₂; – 2S + 3O₂ → 2SO₃; – 2P + 3S → P₂S₃; – 2S + C → CS₂; – S + 3F₂ → SF₆
С кислотами	Проявляет свойства восстановителя	S + 2HNO₃ → 2NO + H₂SO₄
Диспропорционирование	Реакция со щёлочью образует сульфиды и сульфиты	3S + 6KOH → K₂S⁺⁴O₃ + 2K₂S^-2 + 3H₂O

В природе сера находится в составе минералов, горных пород, полезных ископаемых. Например, в составе гипса (CaSO₄⋅2H₂O), пирита (FeS₂), глауберовой соли (Na₂SO₄⋅10H₂O). Серу как продукт метаболизма вырабатывают некоторые бактерии. Сера присутствует в составе белков.

Что мы узнали?

Из урока химии 9 класса узнали об особенностях строения и свойствах серы. Это 16 элемент периодической таблицы, содержащий шесть валентных электронов. Сера проявляет три степени окисления – +4, +6, -2. Элемент образует три модификации – ромбическую, моноклинную, пластическую серу. Реагирует с металлами, неметаллами, кислотами и щелочами. Соли серы с металлами называются сульфидами. Сера входит в состав живых организмов. В природе находится в составе минералов.