Сера, сероводород и сульфиды
Сера. Общие сведения
В периодической таблице Д. И. Менделеева сера находится в VI группе главной подгруппе, третьем периоде. В современной классификации это 15 группа.
Элемент имеет следующую электронную конфигурацию: +16S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.
Три электронных слоя, причем на внешнем два неспаренных электрона, следовательно низшая валентность равна II. То есть в основном состоянии она может образовать две химических связи.
Но сера не так проста. Она может похвастаться пустым d-подуровнем. Если на него перепрыгнут распаренные электроны, то сера перейдет в возбужденное энергетическое состояние. Их два:
- в первом, появляется четыре свободных электрона, а следовательно валентность серы будет IV.
- во втором, будет шесть неспаренных электронов. Валентность VI.
Ниже на схеме видно, с каких подуровней могут сбежать из пар электроны.
В степенях окисления тоже можно запутаться, но мы сейчас разберем их на примерах и всё сразу станет понятно.
Физические свойства и аллотропия
В природе серу можно встретить в виде простого вещества (самородная сера), или же в составе минералов: сульфидов, например пирит (FeS₂), киноварь (HgS), халькопирит (FeCuS₂); сульфатов, например, мирабилит (Na₃SO₄), гипс (CaSO₄•2H₂O).
Как и для многих неметаллов, сера имеет несколько аллотропных модификаций с разным количеством атомов в составе. Наиболее устойчивой формой считается ромбическая сера (S₈).
Сера имеет низкую теплопроводность и электропроводность. Нерастворима в воде, причем в виде порошка не тонет, а плавает на поверхности. Это явление называется флотация.
Ещё сера хорошо растворяется в органических растворителях: скипидаре, бензоле. Кстати, именно такая сера вырабатывается у нас в наружном слуховом проходе. Она служит для смазывания и очистки слухового канала, барабанной перепонки.
Если ромбическую серу нагреть, то образуется моноклинная сера, в которой атомы расположены в виде короны. При резком охлаждении кипящего расплава образуется пластическая сера (Sₙ). При затвердевании она преобразуется в ромбическую.
Короче, любая сера мечтает быть ромбической. А мечты, как известно, сбываются.
Ниже в таблице можно увидеть основные параметры и внешний вид аллотропии.
Химические свойства серы
Сера может проявлять окислительные и восстановительные свойства.
Способы получение серы
В промышленности серу получают из самородной серы. Сначала измельчают в порошок, а затем опускают в воду. В результате все примеси оседают на дно, а сера плавает на поверхности за счет своей гидрофобности.
Также серу можно получать путем обжига сульфидов.
Сероводород
H₂S — сероводород, сульфид водорода. Бесцветный или слегка желтоватый газ с запахом тухлых яиц. В высоких концентрациях ядовит и огнеопасен. Малорастворим в воде. Этот газ встречается повсеместно. Он есть в канализациях, попутном нефтяном газе, образуется в процессе гниения белков. Но не смотря на свою вонючесть и ядовитость, большим спросом пользуются сероводородные ванны. Полезные и лечебные.
А теперь рассмотрим в таблице некоторые химические свойства сероводорода.
Применение серы и его соединений
- Практически вся сера, получаемая в промышленности идет на синтез серной кислоты (H₂SO4). А она используется для изготовления красителей, лекарств, спичек, удобрений, пороха.
- Также сера используется для лечения чесотки, некоторых видов аллергических дерматитов.
- Сера применяется для обезвреживания ртути.
- Пластическая сера применяется в изготовлении резины.
- Сульфид цинка тоже используется для изготовления красок, так как является люминофором.
- Диоксид серы применяется как пищевая добавка, она мешает размножению бактерий и грибов.
Проверь себя
Назовите соединение HgS
- сульфат ртути
- Сульфит ртути
- Сульфид ртути
Какая самая устойчивая аллотропная модификация серы?
- Ромбическая
- Моноклинная
- Пластическая
С каким из элементов не взаимодействует сера?
- Водород
- Фтор
- Азот