Сяра

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
16 ФосфорСяраХлор
O

S

Se
Външен вид
твърдо;червен до жълт твърдо;червен до жълт
Общи данни
Име, символ, № Сяра, S, 16
Химическа серия Неметал
Група, период, блок 16, 3, р
Свойства на атома
Атомна маса 32.065 u
Атомен радиус 127 pm
Ковалентен радиус 102 pm
Радиус на ван дер Ваалс 185 pm
Електронна конфигурация 3s23p4
Оксидационни с-ния (оксид) 6,4,2,-2
Кристална структура ромбична и моноклинна
Физични свойства
Агрегатно състояние Твърдо вещество
Плътност 2070 (при 20°С) kg/m³
Температура на топене 392,2 K (119,05 °C)
Температура на кипене 717,82 K (444,67 °C)
Моларен обем - m³/mol
Специф. топлина на топене kJ/mol
Специф. топлина на изпарение kJ/mol
Скорост на звука m/s при K
Други
Електроотрицателност 2,58 (скала на Полинг)
Топлопроводимост W/(m·K)
Йонизационен потенциал 999,59 kJ/mol

Сярата е химичен елемент със символ S и атомен номер 16. 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.

Забележителни характеристики[редактиране | edit source]

Парче сяра се стопява до кървавочервена течност. Когато се запали, гори със син пламък.

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.

Структура на S8 молекулата

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-кристалографични 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.

История[редактиране | edit source]

История на сярата. 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 670г. защитниците на Константинопол запазили арабския флот с помощта на прочутия "гръцки огън" (смес от селитра, въглен и сяра). Аналогичен посъстав е и черния барут, направил революция във военното дело през ХІІІв.. Наименованието й 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 й. 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 (SO 2 ) и сероводородът (H 2 S), които се съдържат в газовете на изригналия вулкан.

Физични свойства[редактиране | edit source]

Физичните свойства на сярата я харектеризират 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.

Химични свойства[редактиране | edit source]

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 химични съединения

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