Сверь числа и знаки с фото.
Сера 16 S
Расположение в ПТ Номер группы ___ Номер периода ___ Порядковый номер ___
Свойства элемента* Ar(S) = ___ ЗО(S) = ___ S - элемент: ___ (металл / неметалл)
Строение атома S в основном состоянии* Схема электронного строения [Рисунок: окружность, в центре знак «+» и число 16, вокруг три дуги-оболочки с числами 2, 8, 6] Электронная формула 1s²2s² ___ 3s ___ Электронно-графическая формула внешнего уровня [Рисунок: одна ячейка 3s и три ячейки 3p, подписи «3s» и «3p»] Число внешнего уровня = ___ Тип элемента: ___ -элемент (семейство) Число связей по обменному механизму = ___
Строение атома S в возбужденных состояниях* Электронно-графические формулы внешнего уровня S* [Рисунок: ячейки 3s, три ячейки 3p и ячейка 3d, подписи «3s» и «3d»] 3s ___ 3d ___ Число связей по обменному механизму - ___ S** [Рисунок: ячейки 3s, три ячейки 3p и ячейки 3d, подписи «3s» и «3d»] 3s ___ 3d ___ Число связей по обменному механизму - ___
Степени окисления атома S** [Рисунок: горизонтальная шкала с делениями -2, 0, +2, +4, +6] Простые в-ва: S(тв.) Оксиды: SO₂(газ) Кислоты: H₂S(водн. р-р) Соли (средние, кислые) ___
Физические свойства* Простое вещество S₈ [Рисунок: ножницы] Твердое ___ цвета, с молекулярной кристаллической решеткой (молекулы S₈ - циклы в форме короны), хрупкое, с низкой температурой, нерастворимо в воде, растворимо в CS₂. [Рисунок: молекула S₈ в форме короны] α-сера <96 °C> β-сера <119 °C> λ-сера <400 °C> μ-сера <445 °C> пар серы ромбическая твёрдая жёлтая S₈ | моноклинная твёрдая жёлтая S₈ | жидкая жёлтая S₈ | жидкая вязкая коричневая S_μ S_λ | газ от жёлтого до оранжевого S₂, S₄, S₆, S₈ В кристаллах α-серы и β-серы молекулы S₈ различным образом упакованы. [Рисунок: несколько схем упаковки молекул S₈] Подпиши названия аллотропных модификаций серы под соответствующими рисунками. Известно, что плотность α-серы 2,08 г/см³, а β-серы 1,96 г/см³. Обладает ли сера хорошей тепло- и электропроводностью? ___ Объясни свой ответ. ___ Какая модификация серы устойчива при комнатной температуре? ___ Почему сера плохо растворима в H₂O и хорошо в CS₂? ___
Сероводород H₂S [Рисунок: череп] Бесцветный газ с запахом ___, ядовит, водный раствор - слабая сероводородная ___ H₂S.
Сернистый ангидрид SO₂ [Рисунок: череп] Бесцветный газ с запахом ___, ядовит, при растворении в воде образует неустойчивую сернистую кислоту H₂SO₃ (только SO₂·nH₂O).
Серный ангидрид SO₃ [Рисунок: череп] Твёрд. = 17 °C, поэтому при н.у. - бесцветное (жидкое / твёрдое) ___ вещество, при комнатной температуре - ___. Реагирует с H₂O с выделением большого количества Q.
Серная кислота H₂SO₄ [Рисунок: череп] Тяжёлая бесцветная маслянистая жидкость без запаха, едкая и гигроскопичная, растворяется в H₂O с выделением большого количества Q. Конц. H₂SO₄ называют купоросным ___, а кристаллогидраты некоторых солей - купоросами.
*см. ПТ и «Строение атома» Н.Е. Дерябина **см. «Электронные формулы для решения качественных задач» Н.Е. Дерябина *«Окислительно-восстановительные реакции в неорганической химии» Н.Е. Дерябина
Коротко — что вписать
Левая часть (строение атома)
| Пропуск | Ответ |
|---|---|
| Номер группы | VI (A) |
| Номер периода | 3 |
| Порядковый номер | 16 |
| Ar(S) | 32 |
| ЗО(S) (заряд ядра) | +16 |
| S — элемент | неметалл |
| Схема строения | \(+16\ \big)\ 2\ \big)\ 8\ \big)\ 6\) |
| Электронная формула | \(1s^22s^22p^63s^23p^4\) |
| Электронно-графическая формула внешнего уровня | \(3s\) ⇅ ; \(3p\) ⇅ ↑ ↑ |
| Число электронов внешнего уровня | 6 |
| Тип элемента | p-элемент (семейство p) |
| Число связей по обменному механизму | 2 |
| S* | \(3s^13p^33d^1\), неспаренных 4 → 4 связи |
| S** | \(3s^13p^33d^2\), неспаренных 6 → 6 связей |
| Степени окисления | −2, 0, +2, +4, +6 |
Таблица степеней окисления (что дописать к уже вписанному)
| СО | Простые в-ва | Оксиды | Кислоты | Соли (средние, кислые) |
|---|---|---|---|---|
| −2 | — | — | H₂S (водн. р-р) | Na₂S (сульфид), NaHS (гидросульфид) |
| 0 | S (тв.) | — | — | — |
| +2 | — | SO | — | (формально тиосульфат Na₂S₂O₃) |
| +4 | — | SO₂ (газ) | H₂SO₃ | Na₂SO₃ (сульфит), NaHSO₃ (гидросульфит) |
| +6 | — | SO₃ | H₂SO₄ | Na₂SO₄ (сульфат), NaHSO₄ (гидросульфат) |
Правая часть (физические свойства и вещества)
- Твердое жёлтого цвета вещество.
- Хорошей тепло- и электропроводностью не обладает: решётка молекулярная, молекулы S₈ электронейтральны, свободных электронов и ионов нет, между молекулами действуют лишь слабые межмолекулярные силы.
- При комнатной температуре устойчива α-ромбическая сера (она устойчива ниже 96 °C); β-моноклинная — выше 96 °C.
- Плохо растворима в H₂O, хорошо в CS₂: сера и CS₂ неполярны, вода полярна — «подобное растворяется в подобном».
- Под рисунками: α-ромбическая (плотность 2,08 г/см³ — упакована плотнее) и β-моноклинная (1,96 г/см³).
- H₂S: запах тухлых яиц; водный раствор — слабая сероводородная кислота.
- SO₂: резкий, удушливый запах (жжёных спичек).
- SO₃: \(t_{пл} = 17\ ^\circ C\), поэтому при н.у. — твёрдое бесцветное вещество, при комнатной температуре — жидкость.
- Концентрированную H₂SO₄ называют купоросным маслом.
Почему так — логика, которую стоит запомнить
- Порядковый номер 16 → заряд ядра +16 и 16 электронов; номер периода 3 → три энергетических уровня; номер группы VI → 6 электронов на внешнем уровне.
- Заполняем по порядку: 2 электрона в \(1s\), 2 в \(2s\), 6 в \(2p\), 2 в \(3s\), 4 в \(3p\).
- Внешний уровень \(3s^23p^4\): на \(3s\) пара, на \(3p\) — пара и два одиночных электрона. Значит неспаренных электронов 2 → 2 связи по обменному механизму. Последний электрон идёт на p-подуровень, поэтому сера — p-элемент.
- Возбуждение: электрону выгодно «подняться» на свободную \(3d\)-орбиталь того же уровня. Первое возбуждение даёт \(3s^13p^33d^1\) (4 неспаренных), второе — \(3s^13p^33d^2\) (6 неспаренных). Отсюда валентность II, IV, VI.
- Степени окисления: минимум −2 (принимает 2 электрона до октета \(3p^6\)), максимум +6 (отдаёт все 6 внешних, это равно номеру группы). Отсюда ряд −2, 0, +2, +4, +6 и соответствующие вещества.
- Физические свойства вытекают из молекулярной решётки: вещество мягкое, хрупкое, легкоплавкое, не проводит ток, растворяется в неполярном растворителе.
Проверка
- Число электронов: \(2+2+6+2+4 = 16\) — совпадает с порядковым номером.
- Высшая степень окисления +6 = номер группы; низшая −2 = 6 − 8.
- α-сера плотнее β-серы (2,08 > 1,96 г/см³), значит её упаковка плотнее — она и устойчива при обычных условиях.