2. История открытия элемента
С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена. Сера издавна использовалась человечеством и как лекарственное средство, и как атрибут в мистических ритуалах. Первые упоминания о ее практическом использовании датируются 2000 г. до н. э. Греки и римляне разрабатывали месторождения серы для получения сернистого ангидрида, газа, используемого для отбеливания тканей. Так же порошок из серы использовали при лечении кожных заболеваний и для изготовления косметики. В античном мире считалось, что голубое пламя и специфический запах могут отгонять злых духов; христиане же наоборот, считали серу свидетельством присутствия злых сил.
Использовалась сера для военных целей. Так, в 670 году с помощью смеси серы, угля и селитры («греческого огня») защитниками Константинополя был дотла сожжен арабский флот. Входила сера и в состав «черного пороха», использовавшегося в Европе во время войн вплоть до конца XIX века.
Русское название элемента сера вероятно происходит от древне-индийского «сира», что значит светло-желтый.
Элементарную природу серы установил в конце 70-х годов XVIII века французский химик А. Л. Лавуазье и включил её в список неметаллических простых тел (1789).
3. Основные свойства серы.
3.1. Общие сведения.
|
Сера (Sulfur), S - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер – 16; атомная масса – 32, 066; относится к халькогенам. Природная сера состоит из четырех стабильных изотопов: 32S (95,02%); 33S (0,75%); 34S (4,21%); 36S (0,02%). Так же получены искусственные |
|
|
радиоактивные изотопы 31S (T1/2 = 2,4 сек), 35S (T1/2 = 87,1 cyток), 37S (T1/2 = 5,04 мин). Сера является высокоотрицательным элементом, проявляющим неметаллические свойства.
Цвет - серно-желтый, желто-оранжевый, желто-бурый, серовато-желтый, серовато-бурый. Блеск - на поверхности излома жирный, на гранях алмазный. Прозрачность -мутная, просвечивающая, прозрачная. Черта - серно-желтая, соломенно-желтая. Твердость - 2. Плотность 2—2,1. Излом -раковистый, минерал очень хрупок. Сингония - ромбическая. Форма кристаллов - пирамида или притупленная пирамида. Спайность - несовершенная.
Конфигурация внешней электронной оболочки атома 3s2 3р4 , наиболее характерные степени окисления - 2, +4, +6; :
|
1s22p22p63s23p4 |
|
Размещение электронов по орбиталям (последний слой) |
Степень окисления |
Валентность |
|
+2, -2 |
II |
|
+4 |
IV |
|
+6 |
VI |
Энергии ионизации при последовательном переходе от S0 к S6+ равны соответственно 10,3601, 23,35, 34,8, 47,29, 72,5, 88,0 эВ; сродство к электрону 2,0772 эВ; электроотрицательность по Полингу 2,58; атомный радиус 0,104 нм. Ионные радиусы в нм: S2- 0,170 (6), S4+ 0,051 (6), S6+ 0,026 (4). Сера является 16 по химической распространенности элементом, среднее содержание в земной коре 0,05 % по массе, в воде морей и океанов 0,09%. Основная масса серы в виде сульфидов металлов находится в мантии Земли на глубине 1100-1400 км. Она встречается в свободном и связанном виде.
Сера в обычных условиях имеют различный цвет. Окраска этих веществ обусловлена способностью поглощать какую-то часть спектра белого света. В результате этого они окрашены в какой-нибудь дополнительный (к цвету поглощения лучей) цвет. Дополнительными, или взаимокомпенсирующими, до белого цвета являются следующие пары цветовых сочетаний: красный — голубой, желтый — синий, зеленый — пурпурный и т. д. “Вычитание” какого-либо цвета из белого дает дополнительную окраску вещества. Так, ромбическая сера поглощает синий цвет, поэтому она окрашена в желтый, кристаллический моноклинный селен красного цвета, так как поглощает голубой.
Важнейшие природные соединения серы: FeS2 — железный колчедан или пирит ZnS — цинковая обманка или сфалерит, PbS — свинцовый блеск или галенит, HgS — киноварь, Sb2S3 — антимонт. Кроме того, сера присутствует в нефти, природном угле, природных газах и сланцах. Сера — шестой элемент по содержанию в природных водах, встречается в основном в виде сульфат-иона и обуславливает «постоянную» жесткость пресной воды. Жизненно важный элемент для высших организмов, составная часть многих белков, концентрируется в волосах. Сера - плохой проводник тепла и электричества.
Главные месторождения самородной серы расположены в США, СНГ, Мексике, Италии, Японии.
