Сера и её свойства.

Сера и ее свойства

Химические свойства. Атом серы, имея незавершенный внешний энергетический уровень, может присоединять два электрона и проявлять степень окисления -2. Такую степень окисления сера проявляет в соединениях с металлами и водородом (например, Na2S и H2S ) .

При отдаче или оттягивании электронов к атому более электроотрицательного элемента степень окисления серы может быть +2, +4 и +6.

При обычных условиях молекула твердой серы состоит из 8 атомов ( S8 ), замыкающихся в кольцо (при этом атомы серы в кольце не лежат в одной плоскости). При нагревании кольцо S8 разрывается. При высоких температурах существуют обрывки цепей: S 2 (›900 ° С),

S 2 ↔ 2 S (свыше 1500 ° С). В парах серы существует равновесие между молекулами S8, S6, S4 и S 2.

Строением молекулы серы объясняется многообразие ее физических состояний. Так, образование пластической серы объясняется тем, что часть колец-молекул разрывается и возникшие цепочки соединяются друг с другом в длинные цепи. В результате получается высокомолекулярное соединение – полимер с каучукоподобной эластичностью.

Сера легко образует соединения со многими элементами. При сгорании ее на воздухе или в кислороде образуется оксид серы ( IV ) SO2 и частично оксид серы ( VI ) SO3 :

2S + 3O 2 =2SO 3

Соединения с кислородом.

а) Химическая формула: SO 2

б) Свойства:

Бесцветный газ. При взаимодействии

с водой образуется сернистая

кислота (средней силы).

1. Окислительные свойства:

При нагревании сера непосредственно соединяется с водородом, галогенами (кроме йода), фосфором, углем, а также со всеми металлами, кроме золота, платины и иридия. Например:

2 Na + S = t Na 2 S

2Al + 3S = t Al 2 S 3

H 2 + S = t H 2 S

3S + 2P = t P 2 S 3

2S + C = t CS 2

S + Fe = t FeS

2 . Восстановительные свойства:

S + O 2 = t SO 2

S + Cl 2 = SCl 2

S + 3F 2 = SF 6

Как следует из примеров, в реакциях с металлами и некоторыми неметаллами сера является окислителем, в реакциях же с более активными неметаллами, как например, с кислородом, хлором, - восстановителем.

Физические свойства. Сера – твердое хрупкое вещество желтого цвета. В воде практически нерастворима, но хорошо растворяется в сероуглероде, анилине и некоторых других растворителях. Плохо проводит теплоту и электричество. Сера образует несколько аллотропных модификаций.

При 444,6 ° С сера кипит, образуя пары темно-бурого цвета. Если их быстро охладить, то получается тонкий порошок, состоящий из мельчайших кристаллов серы, называемый серным цветом.

Природная сера состоит из смесей четырех устойчивых изотопов: 32 16 S, 33 16 S, 34 16 S, 36 16 S.

Нахождение в природе. Сера широко распространена в природе. Она составляет 0,05% массы земной коры. В свободном состоянии (самородная сера) в больших количествах встречается в Италии и США. Месторождения самородной серы имеются в Поволжье, в государствах Средней Азии, в Крыму и других районах.

Сера часто встречается в виде соединений с другими элементами. Важнейшими ее природными соединениями являются сульфиды металлов: FeS2 – железный колчедан; ZnS – цинковая обманка; PbS – свинцовый блеск, а также соли серной кислоты (кристаллогидраты): CaSO4·2H2O – гипс, Na2SO4·10H2O – глауберова соль.

Сера содержится в организмах животных

и растений, т.к. входит в состав белковых

молекул. Органические соединения серы

содержатся в нефти.

Применение. Сера широко применяется в промышленности и сельском хозяйстве. Около половины ее добычи расходуется для получение серной кислоты. Используют серу для вулканизации каучука: каучук приобретает повышенную прочность и упругость. В виде серного цвета (тонкого пороша) серы применяется для борьбы с болезнями виноградника и хлопчатника. Она употребляется для получения пороха, спичек, светящихся составов. В медицине приготовляют серные мази для лечения кожных заболеваний.