Строение атома серы
Сера (S) — неметалл, относящийся к группе халькогенов. Структуру атома серы легко определить, обратившись к периодической таблице Менделеева.
Строение
Сера в таблице Менделеева находится под номером 16 в третьем периоде, группе VI. Относительная атомная масса элемента равна 32.
Рис. 1. Положение в периодической таблице.
Природная сера имеет несколько изотопов:
- 32С;
- 33С;
- 34С;
- 36С.
Кроме того, искусственно получено 20 радиоактивных изотопов.
Сера является элементом семейства p. Атом серы включает ядро с положительным зарядом +16 (16 протонов, 16 нейронов) и 16 электронов, расположенных на трех электронных оболочках. На внешнем энергетическом уровне находится 6 электронов, которые определяют валентность элемента. Два электрона отсутствуют до завершения внешнего p-уровня, что определяет степень окисления серы как -2. Атом серы может перейти в возбужденное состояние за счет вакантных 3d-орбиталей (всего пять d-орбиталей). Следовательно, атом может проявлять степень окисления +4 и +6.
Рис. 2. Строение атома.
Сера проявляет отрицательную степень окисления в составе солей: Al2S3, SiS2, Na2S. Четвертая степень окисления проявляется в реакциях с галогенами (SCl4, SBr4, SF4) и при взаимодействии с кислородом (SO2). Высшая степень окисления (+6) проявляется у наиболее электроотрицательных элементов: H2SO4, SF6, SO3.
Электронная структура атома серы 1s22s22p63s23p4 или +16S)2)8)6.
Физические свойства
Сера представляет собой кристаллическое соединение, которое при нагревании принимает пластичную форму. Цвет неметалла варьируется от ярко-желтого до коричневого. Модификации серы зависят от количества атомов серы в молекуле.
Рис. 3. Сера.
Сера является слабым проводником тепла и электричества. С водой не взаимодействует, но хорошо растворяется в органических растворителях: феноле, бензоле, аммиаке, сероуглероде.
В природе сера встречается в виде самородков и в составе минералов, полезных ископаемых и горных пород. Сера содержится в сульфидах, сульфатах, углях, нефти, газе. Сера накапливается бактериями, перерабатывающими сероводород.
Химические свойства
Сера — активный элемент, взаимодействует при нагревании почти со всеми элементами, кроме инертных газов и N2, I2, Au, Pt, с соляной кислотой сера не взаимодействует. Основные реакции серы с элементами описаны в таблице.
Взаимодействие |
Продукты реакции |
Пример |
С металлами |
Сульфиды |
Cu+S → CuS |
С кислородом при 280°C |
оксид серы |
– S + O2 → SO2; – 2S + 3O2 → 2SO3 |
С водородом при нагревании |
Сульфид водорода |
H2+S → H2S |
С фосфором при нагревании в отсутствие воздуха |
Сульфид фосфора |
2П + 3С → П2С3 |
С фтором |
Фторид серы |
S+3F2→SF6 |
С углеродом |
Сероуглерод |
2S + С → CS2 |
С кислотами |
кислота |
S + 2HNO3 → 2NO + H2SO4 |
Со щелочью |
Сульфиды и сульфиты |
3S + 6KOH → K2SO3 + 2K2S + 3H2O |
Сера входит в состав белков. В волосах накапливается большое количество серы.