Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 76

Проверьте свои знания

1. Дайте сравнительную характеристику элементов VIA-группы на основании их положения в Периодической системе Д. И. Менделеева.

Элементы VIA-группы (кислород, сера, селен, теллур, полоний и искусственный элемент ливерморий) занимают одно и то же положение в Периодической системе — это шестая группа главной подгруппы. Все они называются халькогенами, что означает «рождающие руду». У них на внешнем энергетическом уровне находится шесть электронов, что определяет их химические свойства. В группе наблюдается постепенное увеличение атомной массы, радиуса атома и уменьшение неметаллических свойств сверху вниз. Так, кислород и сера — типичные неметаллы, селен и теллур — уже менее активны, а полоний обладает металлическими чертами и считается металлом. Элементы образуют летучие водородные соединения, имеют отрицательные степени окисления −2 и положительные от +2 до +6. Химическая активность уменьшается сверху вниз, как и электроотрицательность. Окислительные свойства наиболее выражены у кислорода и серы, а восстановительные — у теллура и полония.

2. Дайте характеристику элемента серы, исходя из положения в Периодической системе и строения атома.

Сера — это элемент VIA-группы, неметалл, расположенный в третьем периоде. Атомный номер серы — 16, следовательно, в ядре серы 16 протонов и 16 электронов. Электронная конфигурация атома: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴. На внешнем энергетическом уровне 6 электронов, до завершения восьмиэлектронной оболочки не хватает двух. Поэтому сера способна принимать два электрона и проявлять окислительные свойства, чаще всего в соединениях степень окисления −2. Также возможны степени окисления +2, +4 и +6 (максимальная), если сера отдаёт электроны. В химических свойствах серы это означает, что она может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Атом серы меньше по размеру, чем у элементов ниже по группе, но больше, чем у кислорода. Электроотрицательность серы ниже, чем у кислорода, но выше, чем у теллура.

3. Расскажите о нахождении серы в природе. Как добывают самородную серу? Назовите важнейшие соединения серы и области их применения.

Сера в природе встречается в свободном виде (самородная сера) и в составе соединений — сульфидов и сульфатов. Самородную серу находят в кратерах вулканов, в пустынных районах, в отложениях вблизи нефти и газа. Для её добычи используется метод плавления: в месторождение подают перегретую воду и воздух, и расплавленная сера выталкивается на поверхность. Среди сульфидов важнейшие минералы — сульфиды металлов: ZnS (сфалерит), PbS (галенит), HgS (киноварь), FeS₂ (пирит). Сульфаты представлены такими соединениями, как CaSO₄·2H₂O (гипс), Na₂SO₄·10H₂O (мирабилит). Соединения серы широко применяются: H₂SO₄ — в химической промышленности; сульфиды — в металлургии и при производстве красок; сульфаты — в медицине, строительстве, сельском хозяйстве. Серу используют также в производстве резины (вулканизация), в пестицидах, лекарствах и удобрениях.

4. Охарактеризуйте аллотропные модификации, физические и химические свойства кристаллической серы. Опишите наиболее типичные химические реакции.

Сера существует в нескольких аллотропных модификациях: кристаллическая (ромбическая и моноклинная), пластическая и аморфная. Кристаллическая сера состоит из восьмиатомных колец, молекула обозначается как S₈. Ромбическая сера — наиболее устойчивая форма при обычных условиях, жёлтого цвета, кристаллы лимонно-жёлтые. При нагревании она переходит в моноклинную, а затем — в пластическую серу. Пластическая сера тянется в нити, бурого цвета, нестойкая.

К химическим свойствам серы относят: — Окислительные свойства: (Fe + S → FeS), (2Al + 3S → Al₂S₃), (Hg + S → HgS). — Реакция с водородом: (H₂ + S ⇄ H₂S) — сера проявляет степень окисления −2. — Восстановительные свойства: сера реагирует с сильными окислителями, например: (3S + 6HNO₃ → H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O), (S + 2H₂SO₄(конц.) → 3SO₂ + 2H₂O). — Горение серы: (S + O₂ → SO₂), — Реакция с хлором: (S + Cl₂ → SCl₂).

Таким образом, сера — химически активный элемент, способный проявлять разнообразные степени окисления и участвовать в широком спектре реакций.