Сера S 16
Реши задание на изображении
Сверь числа и знаки с фото.
Сера S 16 Расположение в ПТ Номер группы ___ Номер периода ___ Порядковый номер ___ Свойства элемента Ar(S) = ___ ЭО(S) = ___ S — элемент (металл / неметалл) Строение атома S в основном состоянии Схема электронного строения [Рисунок: ядро и электронные слои] Электронная формула \(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4\) Электронно-графическая формула внешнего уровня [Рисунок: электронно-графическая схема] Число внешних электронов = ___ Тип элемента: s-элемент / p-элемент Число связей по обменному механизму = ___ Строение атома S в возбужденных состояниях* Электронно-графические формулы внешнего уровня S* [Рисунок: схема S*] S** [Рисунок: схема S**] Число связей по обменному механизму = ___ Степени окисления атома S** [Схема: -2 — 0 — +4 — +6] Простые в-ва: - | \(S_{(тв)}\) | - | - Оксиды: - | - | \(SO_{2(газ)}\) | \(SO_3\) Кислоты: \(H_2S_{(водн. р-р)}\) | - | \(H_2SO_3\) (водн. р-р) | \(H_2SO_4\) Соли (средние, кислые): сульфиды | - | сульфиты | сульфаты Физические свойства Простое вещество \(S_8\) ___ цвета, с молекулярной кристаллической решеткой (молекулы \(S_8\) — циклы в форме короны), хрупкое, с низкой температурой, нерастворимо в воде, растворимо в \(CS_2\). [Рисунок: молекула \(S_8\) в форме короны] α-сера 96 °C → β-сера 119 °C → λ-сера 400 °C → μ-сера 445 °C → пар серы α-сера ромбическая твёрдая жёлтая \(S_8\) β-сера моноклинная твёрдая жёлтая \(S_8\) λ-сера жидкая жёлтая \(S_{\lambda}\) μ-сера жидкая вязкая коричневая \(S_{\mu}\) газ от жёлтого до оранжевого \(S_2, S_4, S_6, S_8\) В кристаллах α-серы и β-серы молекулы \(S_8\) различным образом упакованы. Подпиши названия аллотропных модификаций серы соответствующими рисунками. Известно, что плотность α-серы 2,08 г/см³, β-серы 1,96 г/см³. [Рисунки: два варианта упаковки молекул \(S_8\)] Обладает ли сера хорошей тепло- и электропроводностью? ___ Объясни свой ответ. ___ Какая модификация серы устойчива при комнатной температуре? ___ Почему сера плохо растворима в \(H_2O\) и хорошо в \(CS_2\)? ___ Сероводород \(H_2S\) Бесцветный газ с запахом ___ ядовит, водный раствор — слабая ___ сероводородная \(H_2S\) Сернистый ангидрид \(SO_2\) Бесцветный газ с запахом ___ ядовит, при растворении в воде образует неустойчивую сернистую кислоту \(H_2SO_3\) (точнее \(SO_2·nH_2O\)) Серный ангидрид \(SO_3\) Твёрд., \(t_{пл.} = 17 °C\), поэтому при н.у. — бесцветное, ___ (твёрдое / жидкое) вещество, при комнатной температуре — ___. Реагирует с \(H_2O\) с выделением большого количества \(Q\). Серная кислота \(H_2SO_4\) Тяжёлая бесцветная маслянистая жидкость без запаха, едкая и гигроскопичная, растворяется в \(H_2O\) с выделением большого количества \(Q\). Конц. \(H_2SO_4\), называя купоросным ___, в кристаллогидратах некоторых солей — купоросах.
На листе несколько связанных пунктов по сере. Заполняй так.
1. Положение в ПТ и строение атома
- номер группы — VI (16);
- номер периода — 3;
- порядковый номер — 16;
- \(A_r(S)=32\);
- \(\mathrm{ЭО}(S)\approx 2{,}5\) (по Полингу — \(2{,}58\));
- сера — неметалл.
Схема строения: \(+16\), слои \(2e,\ 8e,\ 6e\).
Электронная формула: \[ 1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^4 \]
Внешний уровень: \[ 3s:\uparrow\downarrow;\qquad 3p:\uparrow\downarrow,\ \uparrow,\ \uparrow \]
- число внешних электронов — 6;
- тип элемента — p-элемент;
- число неспаренных электронов, то есть связей по обменному механизму, — 2.
2. Возбуждённые состояния серы
- \(S^*\): \(3s^2\,3p^3\,3d^1\) — 4 неспаренных электрона, значит, 4 связи.
- \(S^{**}\): \(3s^1\,3p^3\,3d^2\) — 6 неспаренных электронов, значит, 6 связей.
3. Степени окисления и примеры
- \(-2\): \(H_2S\), сульфиды, гидросульфиды;
- \(0\): \(S_8\);
- \(+4\): \(SO_2\), \(H_2SO_3\), сульфиты;
- \(+6\): \(SO_3\), \(H_2SO_4\), сульфаты.
4. Физические свойства
- \(S_8\) — жёлтое твёрдое вещество с молекулярной кристаллической решёткой; хрупкое, легкоплавкое, в воде нерастворимо, в \(CS_2\) растворяется.
- \(\alpha\)-сера — ромбическая, \(\beta\)-сера — моноклинная. Более плотная упаковка соответствует \(\alpha\)-сере: \(2{,}08\) против \(1{,}96\) г/см³ у \(\beta\)-серы.
- При комнатной температуре устойчива \(\alpha\)-ромбическая сера.
- Тепло- и электропроводность у серы плохая: это молекулярное вещество, в нём нет свободных ионов или электронов.
- Сера плохо растворима в воде и хорошо в \(CS_2\), потому что \(S_8\) — неполярное вещество. Работает правило «подобное растворяется в подобном»: вода полярна, а \(CS_2\) неполярен.
5. Соединения серы
- \(H_2S\): бесцветный газ с запахом тухлых яиц, ядовит; водный раствор — слабая сероводородная кислота.
- \(SO_2\): бесцветный газ с резким удушливым запахом; ядовит; при растворении в воде даёт неустойчивую сернистую кислоту \(H_2SO_3\).
- \(SO_3\): при нормальных условиях — твёрдое вещество, при комнатной температуре — жидкость; с водой реагирует с сильным выделением теплоты, образуя \(H_2SO_4\).
- \(H_2SO_4\): тяжёлая бесцветная маслянистая жидкость без запаха, едкая и гигроскопичная; концентрированную серную кислоту называют купоросным маслом.
Как понять принцип.
Сначала заполняем электронные слои: у серы на внешнем уровне \(3s^2 3p^4\). По правилу Хунда в \(3p\)-подуровне получается одна пара и два неспаренных электрона, поэтому в основном состоянии сера образует 2 связи. При возбуждении электроны переходят на свободный \(3d\)-подуровень: появляется 4, затем 6 неспаренных электронов — отсюда валентности IV и VI. Это согласуется с соединениями: в \(H_2S\) сера двухвалентна, в \(SO_2\) — четырёхвалентна, в \(SO_3\) — шестивалентна.
