Сяра

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Сяра
Sulfur.jpg
Жълт кристалообразен неметал
Спектрални линии на сяра
ФосфорСяраХлор
O

S

Se
Периодична система
Общи данни
Име, символ, № Сяра, S, 16
Група, период, блок 163p
Химическа серия неметал
Електронна конфигурация [Ne] 3s2 3p4
e- на енергийно ниво 2, 8, 6
CAS номер 7704-34-9
Свойства на атома
Атомна маса 32,06 u
Атомен радиус 127  pm
Ковалентен радиус 102 pm
Радиус на ван дер Ваалс 185 pm
Степен на окисление 6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2
Оксид SO3, SO2 (силно киселинни)
Електроотрицателност
(Скала на Полинг)
2,58
Йонизационна енергия I: 999,59 kJ/mol
II: 2252 kJ/mol
III: 3357 kJ/mol
IV: 4556 kJ/mol
(още)
Физични свойства
Агрегатно състояние твърдо вещество
Алотропи α-сяра;
β-сяра;
γ-сяра;
аморфна сяра
Кристална структура (α-сяра) ромбична
Кристална структура (β- и γ-сяра) моноклинна
Плътност α: 2070 kg/m³
β: 1960 kg/m³
γ: 1920 kg/m3
Температура на топене 388,36 K
(115,21 °C)
Температура на кипене 717,8 K
(444,65 °C)
Критична точка 1314 K;
2,07×107 Pa
Специф. топлина на топене 1,727 kJ/mol
Специф. топлина на изпарение 45 kJ/mol
P (Pa) 1 10 102 103 104 105
T (K) 375 408 449 508 591 717
Специф. ел. съпротивление 2×1021 Ω.mm2/m (аморфна)
Топлопроводимост 0,205 W/(m·K) (аморфна)
Магнетизъм диамагнитна[1]
Модул на натиск 7,7 GPa
Твърдост по Моос 2
История
Откритие Древен Китай[2] (2000 г. пр.н.е.)
Изотопи
Изотоп ИР ПП ТР ПР
32S 94,99 % стабилен
33S 0,75 % стабилен
34S 4,25 % стабилен
35S радио 87,32 дни β- 35Cl
36S 0,01 % стабилен
Сяра в Общомедия


Сярата е химичен елемент със символ S и атомен номер 16.[3] Тя е широко разпространен елемент без вкус и миризма, многовалентен неметал. В естествена форма сярата представлява жълти кристали в твърдо състояние. В природата тя се намира в чист вид или под формата на сулфидни и сулфатни минерали. Тя е елемент, съществен за живота и участва в молекулите на две аминокиселини. Стопанската ѝ употреба е предимно в торове, но е широко използвана в барути, кибрит, инсектициди и фунгициди.

Свойства[редактиране | редактиране на кода]

Физични[редактиране | редактиране на кода]

Парче сяра се стопява до кървавочервена течност. Когато се запали, гори със син пламък.
Структура на S8 молекула

Физичните свойства на сярата я характеризират като неметал. Ромбичната сяра има лимоненожълт, а призматичната – бледожълт цвят. Тя е крехка. Във водата е неразтворима. Разтваря се само във веществото серовъглерод. Малко над температурата на топене сярата е лесноподвижна течност.

При стайна температура сярата е меко светложълто твърдо вещество. Въпреки че тя е известна с миризмата си (често сравнявана с миризмата на развалени яйца), миризмата всъщност е характеристика на сероводорода (H2S). Чистата сяра има слаба миризма, подобна на тази на кибрита. Гори със син пламък, който отделя серен диоксид, известен с особената си задушаваща миризма. Сярата е неразтворима във вода, но е разтворима в серовъглерод и до по-малка степен в органични разтворители като бензин.

В твърдо състояние сярата обикновено съществува под формата на затворени коронообразни S8 молекули. Освен тази, сярата има много алотропни форми. Отстраняване на един атом от пръстена дава S7, която е отговорна за характерния жълт цвят на сярата. Правени са и други пръстени като S12 и S18. За контраст, нейният по лек съсед, кислорода, съществува само в две алотропни състояния: O2 и O3. Селенът, по-тежкият аналог на сярата, може да образува пръстени, но по-често съставя полимерни вериги.

Кристалографията на сярата е сложна. В зависимост от специфичните условия, алотропите на сярата образуват няколко различни кристални структури, като ромбичната и моноклинната са най-разпространени.

Заслужава да се спомене, че вискозитетът на разтопената сяра, за разлика от повечето течности, се увеличава с увеличаване на температурата поради образуването на полимерни вериги. След като бъде достигната определена температура, обаче, вискозитетът пада, защото енергията е достатъчна, за да разкъса веригите.

Аморфна сяра може да се получи чрез бързо охлаждане на разтопена сяра. Рентгеново-кристалографски изследвания показват, че аморфната форма може да има спирална структура с осем атома на стъпка. Тази форма е метастабилна при стайна температура и постепенно се връща обратно в кристална форма. Този процес продължава часове и дори дни, но може да бъде катализиран.

При нагряване се изменят цветът и агрегатното състояние на сярата: 120 °C – лимоненожълта стопилка; 160 °C – кехлибареножълта стопилка; вишневочервена стопилка; тъмнокафява стопилка; 200 °C – гъста смола; 400 °C – лесноподвижна течност. Сярата започва да кипи при температура от 444,63 °C.

Химични[редактиране | редактиране на кода]

Взаимодействие на сяра с водород

S+H2→ H2S (сероводород)
  • Взаимодействие на сяра с кислород

Запалената сяра гори на въздуха с бледосин пламък. Ако горящата сяра се внесе в среда от чист кислород, пламъкът става яркосин, а съдът се изпълва с бял дим. Получава се серен диоксид.

S + O2 → SO2

При допълнително взаимодействие на серен диоксид с кислород при нагряване и наличие на катализатор диванадиев пентаоксид V2O5, платина Pt или кобалт Co, се получава серен триоксид по уравнението:

2SO2 + O2 → 2SO3

Серният триоксид е много важен за промишлеността, защото разтворен във вода дава сярна киселина.

  • Взаимодействие на сяра с метали

При взаимодействието на сяра с метали, съответно се получават соли наречени сулфиди.

2Na + S → Na2S (динатриев сулфид)

2K + S → K2S (дикалиев сулфид)
Zn + S → ZnS (цинков сулфид)
2Al + 3S → Al2S3 (диалуминиев трисулфид)
Cu + S → CuS (меден сулфид)

При обикновена температура сярата взаимодейства с живак. Отровният живак от счупен термометър се обезврежда, като се посипва със сяра.

Hg + S → HgS (живачен сулфид)
  • Взаимодействие на сяра с други химични съединения

Сярата е по-слабо активен неметал от халогените и не може да реагира с вода и с основни или амфотерни хидроксиди.

Съединения[редактиране | редактиране на кода]

История[редактиране | редактиране на кода]

Сярата е позната на човечеството от древността. Затова е допринесло съществуването на находища от самородна сяра, както и разнообразното приложение на това вещество. С нея се свързва библейската история за гибелта на Содом и Гомор. Омир споменава за нейните димо-образуващи свойства 800 г. пр. н. е. През 670 г. защитниците на Константинопол запалили арабския флот с помощта на прочутия „гръцки огън“ (смес от селитра, въглен и сяра). Аналогичен по състав е и черният барут, направил революция във военното дело през ХІІІв. Наименованието ѝ произлиза от санскритската дума „сира“, която означава светложълт и очевидно е свързано с нейния цвят. Представката тио-, която отбелязва присъствието на сяра в редица съединения, е от гръцката дума „тейон“, която означава небесен, божествен и съответства на мистическите представи на древните народи за това вещество. От санскритски сиро – жълто, сулвере – спя или убивам. От старогръцки тейон (сяра) – божествен, димящ, миришещ. Одисей познавал и използвал сярата. След завръщането си от Троянската война, той заварил жена си Пенелопа, заобиколена от много кандидати за ръката ѝ. Избил ги и след отстраняване на труповете им, запалил сяра, за да обеззарази къщата и двора. Плиний Стари, живял през първи век от н.е., автор на „Естествена история“, загинал при изследване на вулкана Везувий. Виновници за смъртта му са серните пари, серният диоксид (SO2) и сероводородът (H2S), които се съдържат в газовете на изригналия вулкан.

Производство[редактиране | редактиране на кода]

Употреба[редактиране | редактиране на кода]

Биологични ефекти[редактиране | редактиране на кода]

Техника на безопасност[редактиране | редактиране на кода]

Бележки[редактиране | редактиране на кода]

  1. ((en))  Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds. // CRC Handbook of Chemistry and Physics. 86th. Boca Raton (FL), CRC Press, 2005. ISBN 0-8493-0486-5.
  2. ((en))  Sulfur History. // Georgiagulfsulfur.com.
  3. ((en)) https://www.britannica.com/science/sulfur