Химические свойства серы

Свободная сера. Аллотропия. Физические свойства

Сера

Соединения с водородом (халькогеноводороды)

H₂O (вода) – имеет аномальные свойства.

H₂S(сероводород), H₂Se (селеноводород), H₂Te (теллуроводород) – бесцветные газы с неприятным запахом. Очень ядовиты. Сильные восстановители. Водные растворы проявляют свойства слабых кислот. Прочность молекулы от H₂S к H₂Te уменьшается, кислотные свойства увеличиваются, восстановительная способность увеличивается.

Важнейшие соединения со степенью окисления +4	Кислотные оксиды	SO2(г)	SeO2(ТВ.)	TeO2(ТВ.)
Слабые кислоты, восстановители	H2SO3 (сернистая)	H2SeO3 (селенистая)	H2TeO3 (теллуристая)
Кислотные свойства ↓ Восстановительная способность↓
	Соли	сульфиты	селениты	теллуриты

Важнейшие соединения со степенью окисления +6	Кислотные оксиды	SO3(ж)	SeO3(ТВ)	TeO3(ТВ)
Кислоты, окислители	H2SO4 (серная)	H2SeO4 (селеновая)	H6TeO6 (ортотеллуровая)
Сильные кислоты	Слабая кислота
Соли	сульфаты	селенаты	теллураты

₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Ar 32,066

Формы нахождения:

1. самородная сера (свободная S);

2. S^-6 (H₂S и сульфиды металлов);

3. в составе белков, витаминов.

Сера – типичный неметалл, р-элемент. Устойчивые С. О. в соединениях -2, +4 и +6.

Отличительное свойство – способность образовывать прочные гомоатомные связи

–S-S-S-, что приводит к существованию линейных и циклических цепей.

Важнейшие S-содержащие вещества	S^-2	S^0	S^+4	S^+6
восстановители	окислительно-восстановительная двойственность	окислители
H2S (сероводород) MexSy (сульфиды) CS2 (сероуглерод)	Sx (свободная сера, большое число аллотропов) (х=3-20)	SO2 (сернистый ангидрид) H2SO3 (сернистая кислота) Mex(SO3)y (сульфиты)	SO3 (серный ангидрид) H2SO4 (серная кислота) Mex(SO4)y (сульфаты)

Аллотропные модификации
Ромбическая S8	Моноклинная S8	Пластическая
твердое кристаллическое вещество лимонно-желтого цвета, нормально растворимое в воде, хорошо растворимое в сероуглероде, ацетоне, бензоле	существует при t>95С отличается взаимной ориентацией октаэдров S8 в кристаллической решетке.	длинные зигзагообразные цепи

При обычной температуре твердофазная сера малореакционноспособна. Однако при нагревании, и особенно в расплавленном состоянии, сера ведет себя как очень химически активное вещество.

1. Сера – окислитель: S + 2e -> S^-2

Для завершения октета на внешнем слое атомы серы принимают недостающие 2 электрона и в состоянии S^-2 образуют ионные и ковалентные связи с водородом, металлами и некоторыми неметаллами.

а) Реакции с металлами:

Сера непосредственно соединяется с большинством Ме (кроме Pt, Au), образуя сульфиды. С некоторыми Ме реакция протекает при об. Т, например:

S+Cu=CuS;

S+2Ag=Ag₂S;

S+Hg=HgS.

С железом и многими другими Ме сера реагирует при нагревании:

S+Fe=FeS (t).

б) реакции с менее ЭО неметаллами:

S+H₂=H₂S (t=150C)

2S_(пары)+C=CS₂

3S+2P=P₂S₃ (сплавление).

2. Сера – восстановитель: S⁰-4e->S⁺⁴. S⁰-6e->S⁺⁶

В соединениях с более ЭО элементами атомы серы находятся в положительно заряженном состоянии.

Практически важными являются реакции соединения серы с кислородом. При обычных условиях сера горит на воздухе, окисляясь кислородом до диоксида серы:

S+O₂=SO₂.

а) Реакции с более ЭО неметаллами (непосредственно сера не взаимодействует с азотом и йодом):

Высший оксид SO₃ образуется при окислении серы или SO₂ кислородом в присутствии катализатора:

2S+3O₂=2SO₃ (на кат. Pt, V₂O₅).

Сера непосредственно соединяется с фтором и с хлором (расплавленная сера):

S+3F₂=SF₆ (гексафторид серы).

2S+Cl₂=S₂Cl₂ - дитиодихлорид (t=130C);

S₂Cl₂+Cl₂(изб)=2SCl₂ – дихлорид серы.

б) Реакции со сложными веществами – сильными окислителями:

Сильные окислители (HNO₃, H₂SO₄ конц.) окисляют свободную серу до SO₂ или H₂SO₄:

S+2HNO_{3 (РАЗБ.)}=H₂SO₄+2NO;

S+6HNO_3(конц)=H₂SO₄+6NO₂+2H₂O;

S+2H₂SO_4(КОНЦ)=3SO₂+2H₂O

S+K₂Cr₂O₇ Cr₂O₃+K₂SO₄

в) Диспропорционирование серы в растворах щелочей:

3S⁰+6NaOH=2Na₂S^-2+Na₂S⁺⁴O₄+3H₂O

Дата добавления: 2014-10-15