Сярни съединения. Степента на окисляване на сярата в съединенията. Формули за серни съединения

Подгрупата на халкогени включва сяра - това е втората от елементите, която е способна да образува голям брой руди. Сулфатите, сулфидите, оксидите, другите серни съединения са много разпространени, важни за промишлеността и природата. Ето защо в тази статия ще разгледаме какви са те, каква сяра представлява, простата му субстанция.

Сяра и нейните характеристики

Този елемент има следната позиция в периодичната таблица.

1. Шестата група, основната подгрупа.
2. Третият малък период.
3. Атомната маса е 32,064.
4. Редният номер е 16, протоните и електроните са еднакви, а неутроните са също 16.
5. Позовава се на неметални елементи.
6. Формулите, четени като "es", името на елемента на сярата, латиновата сяра.

В природата съществуват четири стабилни изотопа с масови числа 32, 33, 34 и 36. Този елемент е шестият в разпространението в природата. Отнася се до биогенни елементи, тъй като е част от важни органични молекули.

Електронната структура на атома

Сяровите съединения дължат своето разнообразие на особеностите на електронната структура на атома. Тя се изразява със следната формула за конфигурация: 1s²2s²2P⁶3s²3p⁴.

Горната процедура отразява само стационарното състояние на елемента. Но ние знаем, че ако атома за осигуряване на допълнителна енергия, е възможно да се свържете чупене електрони 3p и 3s-подслой, следван от друг преход към 3D, което остава безплатно. В резултат на това не само валентността на атома се променя, но и всички възможни оксидационни състояния. Техният брой значително се увеличава, както и броят на различните вещества, включващи сяра.

Степента на сярно окисление на съединенията

Има няколко основни опции за този индикатор. За сяра е:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

От тях S е най-често срещаното⁺², останалите са разпръснати навсякъде. Степента на окисление на сярата в съединенията зависи от химичната активност и окислителната способност на цялото вещество. Така например, съединенията с -2 са сулфиди. В тях елементът, който обмисляме, е типичен оксидант.

Колкото по-висока е степента на окисляване в съединението, толкова по-изразени окислителни способности ще бъдат притежание на веществото. Това лесно се вижда, ако припомним двете основни киселини, които образуват сяра:

• Н₂SO₃ - серниста;
• Н₂SO₄ - сярна.

Известно е, че последното е много по-стабилно, силно съединение, което има много висок капацитет на окисляване при висока концентрация.

Обикновено вещество

Като просто вещество, сярата е жълта, красиви кристали с редовна, редовна, удължена форма. Въпреки че това е само една от формите му, защото има две основни алотропни модификации на това вещество. Първият, моноклиничен или ромбичен - това е жълто кристално тяло, Не може да се разтваря във вода, а само в органични разтворители. Тя се отличава с крехкостта и красивата форма на структурата, представени под формата на корона. Точката на топене е около 110 ° С⁰S.

Ако не пропуснем междинния момент, когато такава модификация се нагрее, тогава може да бъде открито друго условие - пластмасова сяра. Той е каучуков, вискозен кафяв разтвор, който при по-нататъшно нагряване или рязко охлаждане отново се превръща в ромбична форма.

Ако говорим за химически чиста сяра, получена чрез повторно филтриране, това са яркожълти малки кристали, чупливи и напълно неразтворими във вода. Способни са да се запалят при контакт с влага и кислород на въздуха. Различно достатъчно висока химическа активност.

Да бъдеш в природата

В природата има естествени отлагания, от които се извличат серни съединения и сама по себе си просто вещество. Освен това се съдържа:

• в минерали, руди и скали;
• в тялото на животните, растенията и хората, тъй като е част от много органични молекули;
• в природните газове, нефта и въглищата;
• в нефтени шисти и природни води.

Можете да назовете няколко от най-богатите на сяра минерали:

• цинобър;
• пирит;
• сфалерит;
• stibnite;
• галена и др.

По-голямата част от сярата, произведена днес, се изразходва за производството на сяра. Друга част се използва за медицински цели, земеделие, промишлени процеси за производство на вещества.

Физични свойства

Те могат да бъдат описани от няколко точки.

1. Във вода той е неразтворим, в въглероден двуулфид или терпентин - той се разтваря добре.
2. При продължително триене се натрупва отрицателна заряд.
3. Точката на топене е 110 ° С ⁰S.
4. Точка на кипене 190 ⁰S.
5. При постигането на 300 ⁰С преминава в течност, лесно се движи.
6. Чистото вещество е способно да самозапалва запалими свойства, са много добри.
7. Самата миризма на практика няма, но водородните съединения на сярата излъчват остра миризма на развалени яйца. Точно като някои газови двоични представители.

Физическите свойства на въпросното вещество са били известни на хората от древността. Заради неговата горимост сярата получаваше такова име. При войните се използват задушаващи и отровни изпарения, които се образуват от изгарянето на това съединение, като оръжие срещу враговете. В допълнение, киселините със сяра също винаги са били от голямо промишлено значение.

Химични свойства

Тема: "Сярата и нейните съединения" в училищния курс по химия отнема повече от един урок. Има много от тях. Това се дължи на химическата активност на това вещество. Той може да показва както окислителни свойства със силни редуциращи агенти (метали, бор и други), така и регенеративно с повечето неметали.

Въпреки това, въпреки такава активност, взаимодействието става само при флуор при нормални условия. За всички останали е необходимо отопление. Възможно е да се идентифицират няколко категории вещества, с които сярата може да взаимодейства:

• метали;
• неметали;
• основи;
• силни оксидиращи киселини - сярна и азотна.

Сярни съединения: сортове

Разнообразието им се обяснява с неравностойната стойност на степента на окисляване на основния елемент - сярата. Така че можем да различим няколко основни типа вещества на тази основа:

• съединения със степен на окисление -2;
• +4;
• +6.

Ако разгледаме класовете, а не индекса на валентността, тогава този елемент образува молекули като:

• киселина;
• оксиди;
• водородни съединения на сярата;
• сол;
• бинарни съединения с неметални (въглероден дисулфид, хлориди);
• органично вещество.

Сега помислете за основните от тях и дайте примери.

Вещества с състояние на окисление от -2

Сяровите съединения 2 са неговите конформации с метали, както и с:

• въглерод;
• водород;
• фосфор;
• силиций;
• арсен;
• бор.

В тези случаи той действа като окислител, тъй като всички изброени елементи са по-електропозитивни. Помислете за най-важните от тях.

1. Въглероден дисулфид - CS₂. Прозрачна течност с характерен приятен аромат на етер. Той е токсичен, запалим и експлозивен. Използва се като разтворител и за повечето видове масла, мазнини, неметали, сребърен нитрат, смоли и каучук. Също така е важна част от производството на изкуствена коприна - вискоза. В сектора се синтезира в големи количества.
2. Сулфит или сероводород -₂S. Газ, която е безцветна и сладка на вкус. Миризмата е остра, изключително неприятна, като гнило яйце. Отровен, намалява респираторния център, защото свързва медните йони. Следователно, когато са отровени, те се задушават и умират. Той се използва широко в медицината, органичния синтез, производството на сярна киселина и също така като енергийно ефективна суровина.
3. Металните сулфиди се използват широко в медицината, производството на сулфати, в производството на бои, при производството на фосфор и на други места. Общата формула е Ме_хS_ш.

Съединения със степен на окисление +4

Серовите съединения 4 за предпочитане са оксид и съответните соли и киселини. Всички те са съвсем обикновени съединения с определена стойност в индустрията. Те могат да действат като окислители, но по-често те показват реставрационни свойства.

Формулите за сярно съединение с оксидационно състояние +4 са, както следва:

• оксид - серен диоксид SO₂;
• киселина - сярна₂SO₃;
• солите имат обща формула Me_х(SO₃)_у.

Един от най-често срещаните серен диоксид, или анхидрид. Това е безцветно вещество с мириса на изгорял мач. В големите клъстери, образувани от изригването на вулкани, в този момент е лесно да се определи чрез мирис.

Разтваря се във вода с образуването на лесно разградима киселина - сулфидна. Хваща се като типичен киселинен оксид, образува соли, които са включени във формата на сулфитен йон SO₃^2-. Този анхидрид е основният газ, който влияе на замърсяването на околната атмосфера. Тя засяга образованието киселинни дъждове. В сектора се използва при производството на сярна киселина.

Съединения, в които окислителното състояние на сяра +6

Те включват, на първо място, сярен анхидрид и сярна киселина с нейните соли:

• сулфати;
• хидрогенсулфат.

Тъй като серният атом в тях е силно окислен, свойствата на тези съединения са напълно разбираеми. Те са силни оксиданти.

Серният оксид (VI) - сярен анхидрид - е летлива безцветна течност. Характерна особеност е силен капацитет на абсорбиране на влага. Той пуши на открито. Когато се разтваря във вода, той дава една от най-силните минерални киселини - сярна киселина. Неговият концентриран разтвор е тежка мазна леко жълтеникава течност. Ако анхидридът се разтваря в сярна киселина, ще се получи специално съединение, наречено oleum. Използва се в промишлеността за производство на киселина.

Сред солите - сулфати - голямо значение има такива съединения като:

• гипс CaSO₄middot-2Н₂О;
• барит Басо₄;
• мирабитът;
• оловен сулфат и други.

Намират приложение в строителството, химическия синтез, медицината, производството на оптични инструменти и очила и дори в хранително-вкусовата промишленост.

Хидросулфатите се използват широко в металургията, където те се използват като поток. Също така те помагат да се прехвърлят много сложни оксиди в разтворими сулфатни форми, които се използват в съответните отрасли.

Проучването на сярата в училищния курс по химия

Кога е най-добрият начин учениците да научат какво е сярата, какви са нейните свойства, какво е сярата? Клас 9 е най-добрият период. Това не е началото, когато всичко е ново и неразбираемо за децата. Това е средната точка в изследването на химическата наука, когато изложените по-горе основи ще помогнат да се разбере напълно темата. Следователно, за да се разгледат тези въпроси, това е втората половина на дипломирането клас, който се откроява. В същото време цялата тема е разделена на няколко блока, в които се отличава урокът "Сяровите съединения, 9-и клас".

Това се дължи на техния голям брой. Въпросът за производството на сярна киселина в промишлеността също се разглежда отделно. По принцип тази тема се дава средно на 3 часа.

И тук органични съединения сярата се изнася за изследване само в 10-ти клас, когато се разглеждат органични въпроси. Те засягат и биологията в горните класове. В края на краищата, сярата е част от такива органични молекули като:

• тиоалкохоли (тиоли);
• протеини (терциерна структура, на която се образуват дисулфидни мостове);
• тиоалдехидите;
• тиофеноли;
• тиоестери;
• сулфонови киселини;
• сулфоксиди и други.

Те са изолирани в специална група органични сулфови съединения. Те са важни не само в биологичните процеси на живите същества, но и в индустрията. Например, сулфонови киселини - основата на много лекарства (аспирин, сулфонамид или стрептокок).

В допълнение, сярата е постоянен компонент на съединения като някои:

• аминокиселини;
• ензими;
• витамини;
• хормони.