Химический элемент сера

Хи­ми­че­ский эле­мент сера рас­по­ло­жен в VIА-груп­пе, 3 пе­ри­о­де ПСХЭ. На внеш­нем элек­трон­ном слое атома серы на­хо­дит­ся 6 элек­тро­нов. Про­яв­ляя свой­ства окис­ли­те­ля при об­ра­зо­ва­нии ве­ществ с ме­тал­ла­ми и во­до­ро­дом, сера при­об­ре­та­ет сте­пень окис­ле­ния -2 (при­ни­ма­ет 2 элек­тро­на).

В со­ста­ве кис­ло­род­со­дер­жа­щих со­еди­не­ний сера про­яв­ля­ет сте­пе­ни окис­ле­ния +4 и +6. Таким об­ра­зом, для серы ха­рак­тер­ны сте­пе­ни окис­ле­ния -2; 0; +4; +6.

В при­ро­де сера встре­ча­ет­ся в са­мо­род­ном со­сто­я­нии и в со­ста­ве ми­не­ра­лов. На­при­мер, серу со­дер­жат свин­цо­вый блеск (ос­нов­ной ком­по­нент – суль­фид свин­ца PbS) и мед­ный блеск (ос­нов­ной ком­по­нент – суль­фид меди Cu₂S).

Аллотропные модификации серы

Сера об­ра­зу­ет несколь­ко про­стых ве­ществ – ал­ло­троп­ных мо­ди­фи­ка­ций. Наи­бо­лее устой­чи­ва при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре ром­би­че­ская сера (рис. 1). Это ве­ще­ство со­сто­ит из мо­ле­кул S₈. Ром­би­че­ская сера жел­то­го цвета и пла­вит­ся при тем­пе­ра­ту­ре +112,8°С.

Рис. 1. Ром­би­че­ская мо­ди­фи­ка­ция серы

При на­гре­ва­нии ром­би­че­ская сера по­сте­пен­но пре­вра­ща­ет­ся в вяз­кую тем­но-ко­рич­не­вую массу. Это еще одна ал­ло­троп­ная мо­ди­фи­ка­ция серы – пла­сти­че­ская сера. Пла­сти­че­ская сера со­сто­ит из ли­ней­ных мо­ле­кул серы S_n.

Химические свойства серы

Сера в хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях с ме­тал­ла­ми и во­до­ро­дом иг­ра­ет роль окис­ли­те­ля. Ее сте­пень окис­ле­ния по­ни­жа­ет­ся от 0 до -2. В ре­ак­ции с кис­ло­ро­дом сера вы­сту­па­ет в роли вос­ста­но­ви­те­ля, по­вы­шая свою сте­пень окис­ле­ния от 0 до +4.

Рас­смот­рим при­ме­ры вза­и­мо­дей­ствий с уча­сти­ем серы.

При вза­и­мо­дей­ствии серы с во­до­ро­дом об­ра­зу­ет­ся се­ро­во­до­род:

S + H₂ = H₂S

При вза­и­мо­дей­ствии цинка с серой об­ра­зу­ет­ся суль­фид цинка:

Zn + S = ZnS

Сера сго­ра­ет в кис­ло­ро­де с об­ра­зо­ва­ни­ем ок­си­да серы (IV) (рис. 2):

S + O₂ = SO₂

Рис. 2. Го­ре­ние серы в кис­ло­ро­де

Сероводород и сульфиды

Рас­смот­рим свой­ства со­еди­не­ний серы со сте­пе­нью окис­ле­ния «-2». К таким со­еди­не­ни­ям от­но­сит­ся се­ро­во­до­род и суль­фи­ды – соли се­ро­во­до­род­ной кис­ло­ты.

Се­ро­во­до­род – это газ с за­па­хом тух­лых яиц. Он горит на воз­ду­хе. При­чем при недо­стат­ке и из­быт­ке кис­ло­ро­да го­ре­ние про­те­ка­ет по-раз­но­му.

В из­быт­ке кис­ло­ро­да се­ро­во­до­род сго­ра­ет с об­ра­зо­ва­ни­ем ок­си­да серы(IV)  и воды:

2H₂S + 3O₂= 2SO₂ + 2H₂O.

При недо­стат­ке кис­ло­ро­да про­ис­хо­дит непол­ное сго­ра­ние се­ро­во­до­ро­да с вы­де­ле­ни­ем серы: 2H₂S + O₂= 2S + 2H₂O.

Се­ро­во­до­род хо­ро­шо рас­тво­ря­ет­ся в воде. По­лу­ча­ю­щий­ся рас­твор яв­ля­ет­ся сла­бой се­ро­во­до­род­ной кис­ло­той. Соли се­ро­во­до­род­ной кис­ло­ты на­зы­ва­ют­ся суль­фи­да­ми. Се­ро­во­до­род­ная кис­ло­та и рас­тво­ри­мые в воде суль­фи­ды всту­па­ют в ре­ак­ции об­ме­на.

При вза­и­мо­дей­ствии се­ро­во­до­род­ной кис­ло­ты и хло­ри­да меди (II) об­ра­зу­ет­ся нерас­тво­ри­мый суль­фид меди (II) и со­ля­ная кис­ло­та: H₂S + CuCl₂=CuS + 2HCl.

При вза­и­мо­дей­ствии суль­фи­да калия с нит­ра­том цинка в оса­док вы­па­да­ет суль­фид цинка и об­ра­зу­ет­ся нит­рат калия: K₂S + Zn(NO₃)₂=ZnS + 2KNO₃.