Сера

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.

Рис. 1. Строение атома серы.

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

Sn

119

1,96

Коричневая вязкая масса. Полимер. Неустойчива, самопроизвольно превращается в ромбическую

Аллотропные модификации серы

Рис. 2. Аллотропные модификации серы.

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.

Самородная сера

Рис. 3. Самородная сера.

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.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6. Всего получено оценок: 26.

Предметы