Свободная сера. Аллотропия. Физические свойства

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

Химические свойства серы

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

Соединения серы (II).Сероводород и сульфиды

Строение молекул H₂S

Химическое строение молекул H₂S аналогично строению молекул H₂O (угловая форма).

Но, в отличие от воды, молекулы H₂S малополярны; водородные связи между ними не образуются; прочность молекул значительно ниже.

Физические свойства.

H₂S -бесцветный газ с чрезвычайно неприятным удушливым запахом, очень ядовитый.

Сероводород в природе.

H₂S присутствует в вулканических и подземных газах, в воде серных источников. Он образуется при гниении белков, содержащих серу, а также выделяется в процессе жизнедеятельности многочисленных микроорганизмов.

Химические свойства h2s

H₂S- сильный восстановитель.

Взаимодействие H₂S с окислителями приводит к образованию различных веществ (S, SO₂, H₂SO₄) в зависимости от силы и концентрации окислителя и ряда других факторов.

а) реакции с простыми веществами окислителями:

окисление кислородом воздуха:

2H₂S+3O_2(изб)=2SO₂+2H₂O;

2H₂S+O₂(недостаток)=2S +2H₂O.

окисление галогенами:

H₂S+Br₂=S+2HBr.

б) реакции с окисляющими кислотами (HNO₃, H₂SO₄(конц):

3H₂S+8HNO₃(разб)=3H₂SO₄+8NO+4H₂O;

H₂S+8HNO₃(конц))=H₂SO₄+8NO₂+4H₂O;

H₂S+H₂SO₄(конц)=S+SO₂+2H₂O

в) реакции с солями-окислителями:

5H₂S+2KMnO₄+3H₂SO₄=5S+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O

5H₂S+6KMnO₄+9H₂So₄=5SO₂+6MnSO₄+3K₂SO₄+14H₂O

H₂S+2FeCl₃=S+2FeCl₂+2HCl.

Водный раствор H₂S проявляет свойства слабой кислоты (сероводородная кислота).

2-х основная кислота H₂S диссоциирует ступенчато.

1-ая ступень: H₂S ⇆ H⁺ + HS^-

2-ая ступень:HS^- ⇆ H⁺+S^2-

Для H₂S в водном растворе характерны реакции, общие для класса кислот, в которых она ведет себя как слабая кислота. Взаимодействует:

а) с активными металлами:

H₂S+Mg=H₂↑+MgS;

б) с малоактивными металлами в присутствии окислителей:

2H₂S+4Ag+O₂=2Ag₂S↓ +2H₂O;

в) с основными оксидами:

H₂S+BaO=BaS+H₂O;

г) со щелочами:

H₂S+NaOH(недостаток)=NaHS+H₂O;

H₂S + 2NaOH(избыток) = Na₂S+2H₂O;

д) с аммиаком:

H₂S+2NH₃(избыток)=(NH₄)₂S

Особенности реакций H₂S с солями сильных кислот.

Несмотря на то, что сероводородная кислота – очень слабая, она реагирует с некоторыми солями сильных кислот, например:

CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄

Реакции протекают в тех случаях, если образующийся сульфид Ме нерастворим не только в воде, но и в сильных кислотах.