Физические свойства серы и меди: Сравните физические свойства меди и серы

alexxlab | 29.04.1995 | 0 | Разное

Содержание

Охлаждающие свойства меди

  • химическая формула – Cu
  • плотность – 8,93 кг / дм 3
  • точка кипения – 2560 градусов по Цельсию
  • температура плавления – 1083,4 ° С
  • предел прочности на разрыв – 210-240 Н / мм2
  • теплопроводность (для 0 ст. С) – 397 Вт / мК
  • тепловое расширение (для 20 – 100 град. C) – 0,0168 мм / м / ºC

Техническая медь имеет много примесей, которые в некоторых случаях очень существенно влияют на ее физико-механические свойства:

  • элементы, которые образуют твердые растворы в меди (например, Al, Fe, Ni, Sn, Zn, Ag, Pt, Cd и др.), которые оказывают небольшое влияние на пластические свойства меди, повышая ее твердость и прочность, снижая электропроводность и тепловой;
  • элементы, которые не образуют твердых растворов с медью даже в небольших количествах. В эту группу входят главным образом свинец и висмут, которые создают эвтектическую смесь на границах зерен, являются наиболее неблагоприятными загрязнителями меди, снижая в наибольшей степени ее пластические и физические свойства;
  • элементы, которые даже в небольших количествах образуют химические соединения с медью. Эти элементы включают, прежде всего, кислород и серу. Оксиды и сульфиды меди в виде эвтектических смесей также образуются на границах зерен и, как и в предыдущем случае, они понижают пластические свойства, увеличивают прочностные свойства, но более мягким способом.

Медь обладает относительно высокой коррозионной стойкостью. Во влажном воздухе медь покрыта слоем основного карбоната меди, т.н. патина, в некоторой степени защищающая от дальнейшей коррозии. Однако атмосфера меди не является устойчивой к влажной промышленной атмосфере, содержащей диоксид серы, поскольку слой основного сульфата меди, образующийся на его поверхности, не защищает его от дальнейшей коррозии.

Влияние примесей на механические свойства меди очень различно и зависит главным образом от состояния, в котором эти загрязнители встречаются и где они находятся. Структура окисленной меди зависит от содержания кислорода в медном сплаве. В системах холодного, холодного водоснабжения и отопления в основном используются трубы из фосфоресцентной меди. Фосфор является наиболее популярным раскислителем, но его используют в небольших количествах, поскольку его больший остаток в меди после раскисления, как правило, нежелателен, поскольку он влияет на хрупкость материала.

Имеет ли запах медь и сера 🚩 Естественные науки

Как и большинство твердых веществ, в обычном состоянии ни сера, ни медь абсолютно ничем не пахнут. Но при определенных условиях эти простые вещества все же могут начать испускать специфические запахи. 

Медь в таблице Менделеева обозначается как Сu. Латинское название этого металла Cuprum произошло от названия о. Кипр. Медные рудники на этом южном острове разрабатывались, начиная еще с III в. до нашей эры.

Представляет собой медь пластичный золотисто-розовый металл и отличается следующими характеристиками:

  • высокой степенью теплопроводности;
  • стойкостью к коррозии;
  • высокой температурой плавления;
  • легкостью в обработке.

Металлом медь является сравнительно малоактивным. Легко реагирует Cu в основном лишь с серой, галогенами и селеном. В сухом воздухе медь не окисляется, но при повышенной влажности на ее поверхности быстро образуется карбонатная пленка.

В обычных условиях Cu ничем не пахнет. Но если кусок меди взять в руки и потереть, к примеру, о шерсть, можно довольно-таки явственно почувствовать специфический запах металла. Возникает он, по мнению ученых, как следствие реакции содержащихся в поте человека кислот и входящего в состав меди углерода.

Сера в таблице Менделеева обозначается как S. Представляет она собой желтое кристаллическое или пластичное коричневое вещество. Латинское ее название Sulfur происходит от индоевропейского swelp, что означает «гореть».

Известна сера человеку, как и медь, с давних времен. К примеру, ученые предполагают, что она входила в состав наводившего когда-то ужас на врагов «греческого огня». В VIII в. серу использовали в Китае для изготовления пороха.

Хотя сера и имеет молекулярную структуру, представляет она собой смесь простых веществ и разных молекул. Сера не растворяется в воде, при плавлении значительно увеличивается в объеме с последующей полимеризацией и является веществом горючим.

Одной из особенностей серы является то, что при сжигании она образует диоксид с очень резким удушливым запахом сероводорода. Пары горящей серы токсичны и их вдыхание может привести к отравлению.

Хотя медь и неактивный металл, с серой она взаимодействует очень хорошо. В парах кипящей серы медь начинает гореть. При этом результатом реакции (Cu + S = CuS) становится сульфид меди.

Страница не найдена – Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень – основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

  • выразить возражение против обработки Ваших данных;
  • иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
  • запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
  • передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
  • подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Страница не найдена |

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

       

       

     12

       

     12

       

      1

3031     

     12

       

15161718192021

       

25262728293031

       

    123

45678910

       

     12

17181920212223

31      

2728293031  

       

      1

       

   1234

567891011

       

     12

       

891011121314

       

11121314151617

       

28293031   

       

   1234

       

     12

       

  12345

6789101112

       

567891011

12131415161718

19202122232425

       

3456789

17181920212223

24252627282930

       

  12345

13141516171819

20212223242526

2728293031  

       

15161718192021

22232425262728

2930     

       

Архивы

Апр

Май

Июн

Июл

Авг

Сен

Окт

Ноя

Дек

Метки

Настройки
для слабовидящих

Химия. Углерод — характеристика элемента и химические свойства Углерод оксид агрегатное состояние

Несолеобразующие (безразличные, индифферентные) оксиды СО, SiO, N 2 0, NO.

Солеобразующие оксиды:

Основные. Оксиды, гидраты которых являются основания ми. Оксиды металлов со степенями окисления +1 и +2 (реже +3). Примеры: Na 2 O – оксид натрия, СаО – оксид кальция, CuO – оксид меди (II), СоО – оксид кобальта (II), Bi 2 O 3 – оксид висмута (III), Mn 2 O 3 – оксид марганца (III).

Амфотерные. Оксиды, гидраты которых являются амфотерными гидроксидами. Оксиды металлов со степенями окисления +3 и +4 (реже +2). Примеры: Аl 2 O 3 – оксид алюминия, Cr 2 O 3 – оксид хрома (III), SnO 2 – оксид олова (IV), МnO 2 – оксид марганца (IV), ZnO – оксид цинка, ВеО – оксид бериллия.

Кислотные. Оксиды, гидраты которых являются кислородсодержащими кислотами. Оксиды неметаллов. Примеры: Р 2 О 3 – оксид фосфора (III), СO 2 – оксид углерода (IV), N 2 O 5 – оксид азота (V), SO 3 – оксид серы (VI), Cl 2 O 7 – оксид хлора (VII). Оксиды металлов со степенями окисления +5, +6 и +7. Примеры: Sb 2 O 5 – оксид сурьмы (V). СrОз – оксид хрома (VI), МnОз – оксид марганца (VI), Мn 2 O 7 – оксид марганца (VII).

Оксиды бывают твердые, жидкие и газообразные, различного цвета. Например: оксид меди (II) CuO черного цвета, оксид кальция СаО белого цвета – твердые вещества. Оксид серы (VI) SO 3 – бесцветная летучая жидкость, а оксид углерода (IV) СО 2 – бесцветный газ при обычных условиях.

CaO, СuО, Li 2 O и др. основные оксиды; ZnO, Аl 2 O 3 , Сr 2 O 3 и др. амфотерные оксиды; SiO 2 , Р 2 O 5 , СrO 3 и др. кислотные оксиды.

SO 3 , Cl 2 O 7 , Мn 2 O 7 и др..

Газообразные:

CO 2 , SO 2 , N 2 O, NO, NO 2 и др..

Растворимые:

а) основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов;

б) практически все кислотные оксиды (исключение: SiO 2).

Нерастворимые:

а) все остальные основные оксиды;

б) все амфотерные оксиды

1. Кислотно-основные свойства

Общими свойствами основных, кислотных и амфотерных оксидов являются кислотно-основные взаимодействия, которые иллюстрируются следующей схемой:



(только для оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов) (кроме SiO 2).


Амфотерные оксиды, обладая свойствами и основных и кислотных оксидов, взаимодействуют с сильными кислотами и щелочами:


2. Окислительно – восстановительные свойства

Если элемент имеет переменную степень окисления (с. о.), то его оксиды с низкими с. о. могут проявлять восстановительные свойства, а оксиды с высокими с. о. – окислительные.

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли восстановителей:

Окисление оксидов с низкими с. о. до оксидов с высокими с. о. элементов.

2C +2 O + O 2 = 2C +4 O 2

2S +4 O 2 + O 2 = 2S +6 O 3

2N +2 O + O 2 = 2N +4 O 2

Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из их оксидов и водород из воды.

C +2 O + FeO = Fe + 2C +4 O 2

C +2 O + H 2 O = H 2 + 2C +4 O 2

Примеры реакций, в которых оксиды выступают в роли окислителей:

Восстановление оксидов с высокими с о. элементов до оксидов с низкими с. о. или до простых веществ.

C +4 O 2 + C = 2C +2 O

2S +6 O 3 + H 2 S = 4S +4 O 2 + H 2 O

C +4 O 2 + Mg = C 0 + 2MgO

Cr +3 2 O 3 + 2Al = 2Cr 0 + 2Al 2 O 3

Cu +2 O + H 2 = Cu 0 + H 2 O

Использование оксидов малоактивных металлов дпя окисления органических веществ.


Некоторые оксиды, в которых элемент имеет промежуточную с. о., способны к диспропорционированию;

например:

2NO 2 + 2NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O

1. Взаимодействие простых веществ – металлов и неметаллов – с кислородом:

4Li + O 2 = 2Li 2 O;

2Cu + O 2 = 2CuO;

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

2. Дегидратация нерастворимых оснований, амфотерных гидроксидов и некоторых кислот:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O

2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

3. Разложение некоторых солей:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

CaCO 3 = CaO + CO 2

(CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O

4. Окисление сложных веществ кислородом:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + H 2 O

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

5.Восстановление кислот-окислителей металлами и неметаллами:

Cu + H 2 SO 4 (конц) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 (конц) + 4Ca = 4Ca(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

2HNO 3 (разб) + S = H 2 SO 4 + 2NO

6. Взаимопревращения оксидов в ходе окислительно-восстановительных реакций (см. окислительно-восстановительные свойства оксидов).

Наиболее распространено знание о трех агрегатных состояниях: жидком, твердом, газообразном, иногда вспоминают о плазменном, реже жидкокристаллическом. Последнее время в интернете распространился перечень 17 фаз вещества, взятый из известной () Стивена Фрая. Поэтому мы расскажем о них подробнее, т.к. о материи следует знать немного больше хотя бы для того, чтобы лучше понимать процессы, происходящие во Вселенной.

Приведённый ниже список агрегатных состояний вещества возрастает от самых холодных состояний к самым горячим и т.о. может быть продолжен. Одновременно следует понимать, что от газообразного состояния (№11), самого «разжатого», в обе стороны списка степень сжатия вещества и его давление (с некоторыми оговорками для таких неизученных гипотетических состояний, как квантовое, лучевое или слабо симметричное) возрастают.После текста приведен наглядный график фазовых переходов материи.

1. Квантовое — агрегатное состояние вещества, достигаемое при понижении температуры до абсолютного нуля, в результате чего исчезают внутренние связи и материя рассыпается на свободные кварки.

2. Конденсат Бозе-Эйнштейна — агрегатное состояние материи, основу которой составляют бозоны, охлаждённые до температур, близких к абсолютному нулю (меньше миллионной доли градуса выше абсолютного нуля). В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Конденсат Бозе-Эйнштейна (который зачастую называют «бозе-конденсат», или попросту «бэк») возникает, когда вы охлаждаете тот или иной химический элемент до чрезвычайно низких температур (как правило, до температуры чуть выше абсолютного нуля, минус 273 градуса по Цельсию, — теоретическая температура, при которой все перестает двигаться).
Вот тут с веществом начинают происходить совершенно странные вещи. Процессы, обычно наблюдаемые лишь на уровне атомов, теперь протекают в масштабах, достаточно крупных для наблюдения невооруженным глазом. Например, если поместить «бэк» в лабораторный стакан и обеспечить нужный температурный режим, вещество начнет ползти вверх по стенке и в конце концов само по себе выберется наружу.
Судя по всему, здесь мы имеем дело с тщетной попыткой вещества понизить собственную энергию (которая и без того находится на самом низком из всех возможных уровней).
Замедление атомов с использованием охлаждающей аппаратуры позволяет получить сингулярное квантовое состояние, известное как конденсат Бозе, или Бозе — Эйнштейна. Это явление было предсказано в 1925 году А. Эйнштейном, как результат обобщения работы Ш. Бозе, где строилась статистическая механика для частиц, начиная от безмассовых фотоно до обладающих массой атомов (рукопись Эйнштейна, считавшаяся утерянной, была обнаружена в библиотеке Лейденского университета в 2005 году). Результатом усилий Бозе и Эйнштейна стала концепция Бозе газа, подчиняющегося статистике Бозе — Эйнштейна, которая описывает статистическое распределение тождественных частиц с целым спином, называемых бозонами. Бозоны, которыми являются, например, и отдельные элементарные частицы — фотоны, и целые атомы, могут находиться друг с другом в одинаковых квантовых состояниях. Эйнштейн предположил, что охлаждение атомов — бозонов до очень низких температур заставит их перейти (или, по-другому, сконденсироваться) в наинизшее возможное квантовое состояние. Результатом такой конденсации станет возникновение новой формы вещества.
Этот переход возникает ниже критической температуры, которая для однородного трёхмерного газа, состоящего из невзаимодействующих частиц без каких-либо внутренних степеней свободы.

3. Фермионный конденсат — агрегатное состояние вещества, схожее с бэком, но отличающееся по строению. При приближении к абсолютному нулю атомы ведут себя по-разному в зависимости от величины собственного момента количества движения (спина). У бозонов спины имеют целочисленные значения, а у фермионов – кратные 1/2 (1/2, 3/2, 5/2). Фермионы подчиняются принципу запрета Паули, согласно которому два фермиона не могут иметь одно и то же квантовое состояние. Для бозонов такого запрета нет, и поэтому у них есть возможность существовать в одном квантовом состоянии и образовывать тем самым так называмый конденсат Бозе-Эйнштейна. Процесс образования этого конденсата отвечает за переход в сверхпроводящее состояние.
Электроны имеют спин 1/2 и, следовательно, относятся к фермионам. Они объединяются в пары (так называемые пары Купера), которые затем образуют Бозе-конденсат.
Американские ученые предприняли попытку получить своего рода молекулы из атомов-фермионов при глубоком охлаждении. Отличие от настоящих молекул заключалось в том, что между атомами не было химической связи – просто они двигались вместе, коррелированным образом. Связь между атомами оказалась даже прочнее, чем между электронами в куперовских парах. У образованных пар фермионов суммарный спин уже не кратен 1/2, следовательно, они уже ведут себя как бозоны и могут образовывать бозе-конденсат с единым квантовым состоянием. В ходе эксперимента охлаждали газ из атомов калия-40 до 300 нанокельвинов, при этом газ заключался в так называемую оптическую ловушку. Затем наложили внешнее магнитное поле, с помощью которого удалось изменить природу взаимодействий между атомами – вместо сильного отталкивания стало наблюдаться сильное притяжение. При анализе влияния магнитного поля удалось найти такое его значение, при котором атомы стали вести себя, как куперовские пары электронов. На следующем этапе эксперимента ученые предполагают получить эффекты сверхпроводимости для фермионного конденсата.

4. Сверхтекучее вещество — состояние, при котором у вещества фактически отсутствует вязкость, а при течении он не испытывает трения с твёрдой поверхностью. Следствием этого является, например, такой интересный эффект, как полное самопроизвольное «выползание» сверхтекучего гелия из сосуда по его стенкам против силы тяжести. Нарушения закона сохранения энергии здесь, конечно же, нет. В отсутствие сил трения на гелий действуют только силы тяжести, силы межатомного взаимодействия между гелием и стенками сосуда и между атомами гелия. Так вот, силы межатомного взаимодействия превышают все остальные силы вместе взятые. В результате гелий стремится растечься как можно сильнее по всем возможным поверхностям, поэтому и «путешествует» по стенкам сосуда. В 1938 году советский учёный Пётр Капица доказал, что гелий может существовать в сверхтекучем состоянии.
Стоит отметить, что многие из необычных свойств гелия известны уже довольно давно. Однако и в последние годы этот химический элемент «балует» нас интересными и неожиданными эффектами. Так, в 2004 году Мозес Чань и Эун-Сьонг Ким из Университета Пенсильвании заинтриговали научный мир заявлением о том, что им удалось получить совершенно новое состояние гелия — сверхтекучее твёрдое вещество. В этом состоянии одни атомы гелия в кристаллической решётке могут обтекать другие, и гелий таким образом может течь сам через себя. Эффект «сверхтвёрдости» теоретически был предсказан ещё в 1969 году. И вот в 2004 году — как будто бы и экспериментальное подтверждение. Однако более поздние и весьма любопытные эксперименты показали, что не всё так просто, и, возможно, такая интерпретация явления, которое до этого принималось за сверхтекучесть твёрдого гелия, неверна.
Эксперимент учёных под руководством Хэмфри Мариса из Университета Брауна в США был прост и изящен. Учёные помещали перевёрнутую вверх дном пробирку в замкнутый резервуар с жидким гелием. Часть гелия в пробирке и в резервуаре они замораживали таким образом, чтобы граница между жидким и твёрдым внутри пробирки была выше, чем в резервуаре. Иными словами, в верхней части пробирки был жидкий гелий, в нижней — твёрдый, он плавно переходил в твёрдую фазу резервуара, над которой был налито немного жидкого гелия — ниже, чем уровень жидкости в пробирке. Если бы жидкий гелий стал просачиваться через твёрдый, то разница уровней уменьшилась бы, и тогда можно говорить о твёрдом сверхтекучем гелии. И в принципе, в трёх из 13 экспериментов разница уровней действительно уменьшалась.

5. Сверхтвёрдое вещество — агрегатное состояние при котором материя прозрачна и может “течь”, как жидкость, но фактически она лишена вязкости. Такие жидкости известны много лет, их называют суперфлюидами. Дело в том, что если супержидкость размешать, она будет циркулировать чуть ли не вечно, тогда как нормальная жидкость в конечном счёте успокоится. Первые два суперфлюида были созданы исследователями с использованием гелия-4 и гелия-3. Они были охлаждены почти до абсолютного нуля — до минус 273 градусов Цельсия. А из гелия-4 американским учёным удалось получить сверхтвёрдое тело. Замороженный гелий они сжали давлением более чем в 60 раз, а затем заполненный веществом стакан установили на вращающийся диск. При температуре 0,175 градусов Цельсия диск внезапно начал вращаться свободнее, что, по мнению учёных, свидетельствует о том, что гелий стал супертелом.

6. Твёрдое — агрегатное состояние вещества, отличающееся стабильностью формы и характером теплового движения атомов, которые совершают малые колебания вокруг положений равновесия. Устойчивым состоянием твердых тел является кристаллическое. Различают твердые тела с ионной, ковалентной, металлической и др. типами связи между атомами, что обусловливает разнообразие их физических свойств. Электрические и некоторые др. свойства твердых тел в основном определяются характером движения внешних электронов его атомов. По электрическим свойствам твердые тела делятся на диэлектрики, полупроводники и металлы, по магнитным — на диамагнетики, парамагнетики и тела с упорядоченной магнитной структурой. Исследования свойств твердых тел объединились в большую область — физику твердого тела, развитие которой стимулируется потребностями техники.

7. Аморфное твёрдое — конденсированное агрегатное состояние вещества, характеризующееся изотропией физических свойств, обусловленной неупорядоченным расположением атомов и молекул. В аморфных твердых телах атомы колеблются около хаотически расположенных точек. В отличие от кристаллического состояния переход из твердого аморфного в жидкое происходит постепенно. В аморфном состоянии находятся различные вещества: стекла, смолы, пластмассы и т. д.

8. Жидкокристаллическое — это специфическое агрегатное со-стояние вещества, в котором оно проявляет одновре-менно свойства кристалла и жидкости. Сразу надо огово-риться, что далеко не все вещества могут находиться в жидкокристаллическом состоянии. Однако, некоторые органические вещества, обладающие сложными молеку-лами, могут образовы-вать специфическое агрегатное состояние — жидкокристалли-ческое. Это состояние осуществляется при плавлении кристаллов некоторых веществ. При их плавлении обра-зуется жидкокристаллическая фаза, отличающаяся от обычных жидкостей. Эта фаза существует в интервале от температуры плавления кристалла до некоторой более высокой температуры, при нагреве до которой жидкий кристалл переходит в обычную жидкость.
Чем же жидкий кристалл отличается от жидкости и обычного кристалла и чем похож на них? Подобно обычной жидкости, жидкий кристалл обладает текучестью и принимает форму сосуда, в который он помещен. Этим он отличается от известных всем кристаллов. Однако, несмотря на это свойство, объединяющее его с жид-костью, он обладает свойством, характерным для кри-сталлов. Это – упорядочение в пространстве молекул, образующих кристалл. Правда, это упорядочение не та-кое полное, как в обычных кристаллах, но, тем не менее, оно существенно влияет на свойства жидких кристаллов, чем и отличает их от обычных жидкостей. Неполное про-странственное упорядочение молекул, образующих жид-кий кристалл, проявляется в том, что в жидких кристал-лах нет полного порядка в пространственном располо-жении центров тяжести молекул, хотя частичный порядок может быть. Это означает, что у них нет жесткой кри-сталлической решетки. Поэтому жидкие кристаллы, по-добно обычным жидкостям, обладают свойством текуче-сти.
Обязательным свойством жидких кристаллов, сбли-жающим их с обычными кристаллами, является наличие порядка пространственной ориентации молекул. Такой порядок в ориентации может проявляться, например, в том, что все длинные оси молекул в жидкокристалличе-ском образце ориентированы одинаково. Эти молекулы должны обладать вытянутой формой. Кроме простейше-го названного упорядочения осей молекул, в жидком кристалле может осуществляться более сложный ориентационный порядок молекул.
В зависимости от вида упорядочения осей молекул жидкие кристаллы разделяются на три разновидности: нематические, смектические и холестерические.
Исследования по физике жидких кристаллов и их при-менениям в настоящее время ведутся широким фрон-том во всех наиболее развитых странах мира. Отечествен-ные исследования сосредоточены как в академических, так и отраслевых научно-исследовательских учреждени-ях и имеют давние традиции. Широкую известность и признание получили выполненные еще в тридцатые годы в Ленинграде работы В.К. Фредерикса к В.Н. Цветкова. В последние годы бурного изучения жидких кристаллов отечественные исследователи также вносят весомый вклад в развитие учения о жидких кристаллах в целом и, в частности, об оптике жидких кристаллов. Так, работы И.Г. Чистякова, А.П. Капустина, С.А. Бразовского, С.А. Пикина, Л.М. Блинова и многих других советских иссле-дователей широко известны научной общественности и служат фундаментом ряда эффективных технических приложений жидких кристаллов.
Существование жидких кристаллов было установлено очень давно, а именно в 1888 году, то есть почти столетие назад. Хотя учёные и до 1888 года сталкивались с данным состоянием вещества, но официально его открыли позже.
Первым, кто обнаружил жидкие кристаллы, был авст-рийский ученый-ботаник Рейнитцер. Исследуя новое син-тезированное им вещество холестерилбензоат, он обна-ружил, что при температуре 145°С кристаллы этого ве-щества плавятся, образуя мутную сильно рассеивающую свет жидкость. При продолжении нагрева по достижении температуры 179°С жидкость просветляется, т. е. начина-ет вести себя в оптическом отношении, как обычная жидкость, например вода. Неожиданные свойства холестерилбензоат обнаруживал в мутной фазе. Рассматри-вая эту фазу под поляризационным микроскопом, Рей-нитцер обнаружил, что она обладает двупреломлением. Это означает, что показатель преломления света, т. е скорость света е этой фазе, зависит от поляризации.

9. Жидкое — агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния (сохранение объема, определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы). Для жидкости характерны ближний порядок в расположении частиц (молекул, атомов) и малое различие в кинетической энергии теплового движения молекул и их потенциальной энергии взаимодействия. Тепловое движение молекул жидкости состоит из колебаний около положений равновесия и сравнительно редких перескоков из одного равновесного положения в другое, с этим связана текучесть жидкости.

10. Сверхкритический флюид (СКФ) — агрегатное состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении выше критической точки является сверхкритическим флюидом. Свойства вещества в сверхкритическом состоянии промежуточные между его свойствами в газовой и жидкой фазе. Так, СКФ обладает высокой плотностью, близкой к жидкости, и низкой вязкостью, как и газы. Коэффициент диффузии при этом имеет промежуточное между жидкостью и газом значение. Вещества в сверхкритическом состоянии могут применяться в качестве заменителей органических растворителей в лабораторных и промышленных процессах. Наибольший интерес и распространение в связи с определенными свойствами получили сверхкритическая вода и сверхкритический диоксид углерода.
Одно из наиболее важных свойств сверхкритического состояния – это способность к растворению веществ. Изменяя температуру или давление флюида можно менять его свойства в широком диапазоне. Так, можно получить флюид, по свойствам близкий либо к жидкости, либо к газу. Так, растворяющая способность флюида увеличивается с увеличением плотности (при постоянной температуре). Поскольку плотность возрастает при увеличении давления, то меняя давление можно влиять на растворяющую способность флюида (при постоянной температуре). В случае с температурой завистимость свойств флюида несколько более сложная – при постоянной плотности растворяющая способность флюида также возрастает, однако вблизи критической точки незначительное увеличение температуры может привести к резкому падению плотности, и, соответственно, растворяющей способности. Сверхкритические флюиды неограниченно смешиваются друг с другом, поэтому при достижении критической точки смеси система всегда будет однофазной. Приблизительная критическая температура бинарной смеси может быть рассчитана как среднее арифмитическое от критических параметров веществ Tc(mix) = (мольная доля A) x TcA + (мольная доля B) x TcB.

11. Газообразное — (франц. gaz, от греч. chaos — хаос), агрегатное состояние вещества, в котором кинетическая энергия теплового движения его частиц (молекул, атомов, ионов) значительно превосходит потенциальную энергию взаимодействий между ними, в связи с чем частицы движутся свободно, равномерно заполняя в отсутствие внешних полей весь предоставленный им объем.

12. Плазма — (от греч. plasma — вылепленное, оформленное), состояние вещества, представляющее из себя ионизованный газ, в котором концентрации положительных и отрицательных зарядов равны (квазинейтральность). В состоянии плазмы находится подавляющая часть вещества Вселенной: звезды, галактические туманности и межзвездная среда. Около Земли плазма существует в виде солнечного ветра, магнитосферы и ионосферы. Высокотемпературная плазма (Т ~ 106 — 108К) из смеси дейтерия и трития исследуется с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза. Низкотемпературная плазма (Т Ј 105К) используется в различных газоразрядных приборах (газовых лазерах, ионных приборах, МГД-генераторах, плазмотронах, плазменных двигателях и т. д.), а также в технике (см. Плазменная металлургия, Плазменное бурение, Плазменная технология).

13. Вырожденное вещество — является промежуточной стадией между плазмой и нейтрониумом. Оно наблюдается в белых карликах, играет важную роль в эволюции звезд. Когда атомы находятся в условиях чрезвычайно высоких температур и давлений, они теряют свои электроны (они переходят в электронный газ). Другими словами, они полностью ионизованы (плазма). Давление такого газа (плазмы) определяется давлением электронов. Если плотность очень высока, все частицы вынуждены приближаться к друг другу. Электроны могут находится в состояниях с определенными энергиями, причем два электрона не могут иметь одинаковую энергию (если только их спины не противоположны). Таким образом, в плотном газе все нижние уровни энергии оказываются заполненными электронами. Такой газ называется вырожденным. В этом состоянии электроны проявляют вырожденное электронное давление, которое противодействует силам гравитации.

14. Нейтрониум — агрегатное состояние, в которое вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть слишком высока (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).
При сильном повышении температуры (сотни МэВ и выше) в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов.

15. Кварк-глюонная плазма (хромоплазма) — агрегатное состояние вещества в физике высоких энергий и физике элементарных частиц, при котором адронное вещество переходит в состояние, аналогичное состоянию, в котором находятся электроны и ионы в обычной плазме.
Обычно вещество в адронах находится в так называемом бесцветном («белом») состоянии. То есть, кварки различных цветов компенсируют друг друга. Аналогичное состояние есть и у обычного вещества — когда все атомы электрически нейтральны, то есть,
положительные заряды в них компенсированы отрицательными. При высоких температурах может происходить ионизация атомов, при этом заряды разделяются, и вещество становится, как говорят, «квазинейтральным». То есть, нейтральным остаётся всё облако вещества в целом, а отдельные его частицы нейтральными быть перестают. Точно так же, по-видимому, может происходить и с адронным веществом — при очень высоких энергиях, цвет выходит на свободу и делает вещество «квазибесцветным».
Предположительно, вещество Вселенной находилось в состоянии кварк-глюонной плазмы в первые мгновения после Большого Взрыва. Сейчас кварк-глюонная плазма может на короткое время образовываться при соударениях частиц очень высоких энергий.
Кварк-глюонная плазма была получена экспериментально на ускорителе RHIC Брукхейвенской национальной лаборатории в 2005 году. Максимальная температура плазмы в 4 триллиона градусов Цельсия была получена там же в феврале 2010 года.

16. Странное вещество — агрегатное состояние, при котором материя сжимается до предельных значений плотности, оно может существовать в виде “кваркового супа”. Кубический сантиметр вещества в этом состоянии будет весить миллиарды тонн; к тому же он будет превращать любое нормальное вещество, с которым соприкоснётся, в ту же “странную” форму с выбросом значительного количества энергии.
Энергия, которая может выделиться при превращении вещества ядра звезды в “странное вещество”, приведёт к сверхмощному взрыву “кварковой новой”, – и, по мнению Лихи и Уйеда, именно его астрономы в сентябре 2006 года и наблюдали.
Процесс образования этого вещества начался с обычной сверхновой, в которую обратилась массивная звезда. В результате первого взрыва образовалась нейтронная звезда. Но, по мнению Лихи и Уйеда, просуществовала она очень недолго, – по мере того, как её вращение казалось затормозилось её собственным магнитным полем, она начала сжиматься ещё сильнее, с образованием сгустка “странного вещества”, что привело к ещё более мощному, нежели при обычном взрыве сверхновой, выбросу энергии – и внешних слоёв вещества бывшей нейтронной звезды, разлетавшихся в окружающее пространство со скоростью, близкой к скорости света.

17. Сильно симметричное вещество — это вещество, сжатое до такой степени, при которой микрочастицы внутри него наслаиваются друг на друга, а само тело коллапсирует в чёрную дыру. Термин «симметрия» объясняется следующим: Возьмём известные всем со школьной скамьи агрегатные состояния вещества – твёрдые, жидкие, газообразные. Для определённости в качестве твёрдого вещества рассмотрим идеальный бесконечный кристалл. В нём существует определённая, так называемая дискретная симметрия относительно переноса. Это означает, что, если сдвинуть кристаллическую решётку на расстояние, равное интервалу между двумя атомами, в ней ничего не изменится – кристалл совпадет сам с собой. Если же кристалл расплавить, то симметрия получившейся из него жидкости будет иной: она возрастёт. В кристалле равноценными были только точки, удалённые друг от друга на определённые расстояния, так называемые узлы кристаллической решётки, в которых находились одинаковые атомы.
Жидкость же однородна по всему объёму, все её точки неотличимы одна от другой. Это означает, что жидкости можно смещаться на любые произвольные расстояния (а не только на какие-то дискретные, как в кристалле) или поворачиваться на любые произвольные углы (чего в кристаллах делать нельзя вообще) и она будет совпадать сама с собой. Степень её симметрии выше. Газ ещё более симметричен: жидкость занимает определённый объём в сосуде и наблюдается асимметрия внутри сосуда, где жидкость есть, и точки, где её нет. Газ же занимает весь предоставленный ему объём, и в этом смысле все её точки неотличимы одна от другой. Всё же здесь было бы правильнее говорить не о точках, а о малых, но макроскопических элементах, потому что на микроскопическом уровне отличия всё-таки есть. В одних точках в данный момент времени имеются атомы или молекулы, а в других нет. Симметрия наблюдается только в среднем, либо по некоторым макроскопическим параметра объёма, либо по времени.
Но мгновенной симметрии на микроскопическом уровне здесь по-прежнему ещё нет. Если же вещество сжимать очень сильно, до давлений которые в обиходе недопустимы, сжимать так, что атомы были раздавлены, их оболочки проникли друг в друга, а ядра начали соприкасаться, возникает симметрия и на микроскопическом уровне. Все ядра одинаковы и прижаты друг к другу, нет не только межатомных, но и межъядерных расстояний и вещество становится однородным (странное вещество).
Но есть ещё субмикроскопический уровень. Ядра состоят из протонов и нейтронов, которые двигаются внутри ядра. Между ними тоже есть какое-то пространство. Если продолжать сжимать так, что будут раздавлены и ядра, нуклоны плотно прижмутся друг к другу. Тогда и на субмикроскопическом уровне появится симметрия, которой нет даже внутри обычных ядер.
Из сказанного можно усмотреть вполне определённую тенденцию: чем выше температура и больше давление, тем более симметричным становится вещество. Исходя из этих соображений сжатое до максимума вещество именуется сильно симметричным.

18. Слабо симметричное вещество — состояние, противоположное сильно симметричному веществу по своим свойствам, присутствовавшее в очень ранней Вселенной при температуре близкой к планковской, возможно, через 10-12 секунд после Большого Взрыва, когда сильные, слабые и электромагнитные силы представляли из себя единую суперсилу. В этом состоянии вещество сжато до такой степени, что его масса переходит в энергию, которая начинает инфлуировать, то есть неограниченно расширяться. Достичь энергий для экспериментального получения суперсилы и перевода вещества в эту фазу в земных условиях пока невозможно, хотя такие попытки предпринимались на Большом Адронном Коллайдере с целью изучения ранней вселенной. Ввиду отсутствия в составе суперсилы, образующей это вещество, гравитационного взаимодействия, суперсила является не достаточно симметричной в сравнении с суперсимметричной силой, содержащей все 4 вида взаимодействий. Поэтому данное агрегатное состояние и получило такое название.

19. Лучевое вещество — это, по сути дела, уже совсем не вещество, а в чистом виде энергия. Однако именно это гипотетическое агрегатное состояние примет тело, достигшее скорости света. Также его можно получить, разогрев тело до планковской температуры (1032К), то есть разогнав молекулы вещества до скорости света. Как следует из теории относительности, при достижении скорости более 0,99 с, масса тела начинает расти гораздо быстрее, нежели при “обычном” ускорении, кроме того тело удлиняется, разогревается, то есть начинает излучать в инфракрасном спектре. При пересечении порога 0,999 с, тело кардинально видоизменяется и начинает стремительный фазовый переход вплоть до лучевого состояния. Как следует из формулы Эйнштейна, взятой в полном виде, растущая масса итогового вещества складывается из масс, отделяющихся от тела в виде теплового, рентгеновского, оптического и других излучений, энергия каждого из которых описывается следующим членом в формуле. Таким образом, тело приблизившееся к скорости света начнет излучать во всех спектрах, расти в длину и замедляться во времени, утоньшаясь до планковской длины, то есть по достижении скорости с, тело превратится в бесконечно длинный и тонкий луч, двигающийся со скоростью света и состоящий из фотонов, не имеющих длины, а его бесконечная масса полностью перейдет в энергию. Поэтому такое вещество и называется лучевым.

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

7. Углерод

Свойства 6 С .

Атомная масса

кларк, ат.%

(распространненость в природе)

Электронная конфигурация*

Агрегатное состояние

твердое вещество

алмаз –бесцв.

графит – серый

Энергия ионизации

5000 (алмаз)

Относительная электро-
отрицательность

Плотность

алмаз – 3,51

графит –

2,2

Возможные степени окисления

Стандартный электродный потенциал

*Приведена конфигурация внешних электронных уровней атома элемента. Конфигурация остальных электронных уровней совпадает с таковой для благородного газа, завершающего предыдущий период и указанного в скобках.

Изотопы углерода.

Углерод имеет два устойчивых изотопа: 12 С (98,892%) и 13 С (1,108%). Очень важен радиоактивный изотоп углерода 14 С, испускающий b -лучи с периодом полураспада Т 1/2 = 5570 лет. С помощью радиоуглеродного анализа путем определения концентрации изотопа 14 С ученые смогли довольно точно датировать возраст углеродсодержащих пород, археологических находок, геологических событий.

Нахождение в природе. В природе углерод встречается в виде алмаза карбина и графита, в соединениях – в виде каменного и бурого углей и нефти. Входит в состав природных карбонатов: известняка, мрамора, мела

CaCO 3 , доломита CaCO 3Ч MgCO 3 . Является важной составной частью органических веществ.

Физические свойства. Атом углерода имеет 6 электронов, 2 из которых образуют внутренний слой

(1s 2), a 4 – внешний (2s 2 2p 2 ). Связи углерода с другими элементами преимущественно ковалентны. Обычная валентность углерода – IV. Замечательная особенность атомов углерода – способность соединяться между собой с образованием прочных длинных цепей, в том числе замкнутых. Число таких соединений огромно, все они составляют предмет органической химии .

Различие аллотропных модификаций углерода – яркий пример влияния кристаллического строения твердых веществ на их физические свойства. В графите атомы углерода находятся в состоянии

sp 2 – гибридизации и расположены в параллельных слоях, образуя гексагональную сетку. Внутри слоя атомы связаны гораздо сильнее, чем между слоями, поэтому свойства графита сильно различаются по разным направлениям. Так, способность графита к расслаиванию связана с разрывом более слабых межслойных связей по плоскостям скольжения.

При очень высоких давлениях и нагревании без доступа воздуха из графита может быть получен искусственный алмаз. В кристалле алмаза атомы углерода находятся в состоянии

sp 3 -гибридизации, и поэтому все связи эквивалентны и очень прочны. Атомы образуют непрерывный трехмерный каркас. Алмаз – самое твердое вещество, найденное в природе.

Менее известны два других аллотропа углерода – карбин и фуллерен.

Химические свойства. Углерод в свободном состоянии является типичным восстановителем. При окислении кислородом в избытке воздуха он превращается в оксид углерода (IV):

при недостатке – в оксид углерода (II):

Обе реакции сильно экзотермичны.

При нагревании углерода в атмосфере оксида углерода (IV) образуется угарный газ:

Углерод восстанавливает многие металлы из их оксидов:

Так протекают реакции с оксидами кадмия, меди, свинца. При взаимодействии углерода с оксидами щелочноземельных металлов, алюминия и некоторых других металлов образуются карбиды:

Объясняется это тем, что активные металлы – более сильные восстановители, чем углерод, поэтому при нагревании образующиеся металлы окисляются избытком углерода, давая карбиды:

Оксид углерода (II).

При неполном окислении углерода образуется оксид углерода (II) СО – угарный газ. В воде он плохо растворим. Формальная степень окисления углерода 2+ не отражает строение молекулы СО. В молекуле СО, помимо двойной связи, образованной обобществлением электронов углерода и кислорода, имеется дополнительная, третья связь (изображена стрелкой), образованная по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной пары электронов кислорода:

В связи с этим молекула СО крайне прочна. Оксид углерода (II) является несолеобразующим и не взаимодействует в обычных условиях с водой, кислотами и щелочами. При повышенных температурах он склонен к реакциям присоединения и окисления-восстановления. На воздухе СО горит синим пламенем:

Он восстанавливает металлы из их оксидов:

Под действием облучения на прямом солнечном свету или в присутствии катализаторов СО соединяется с

Cl 2 , образуя фосген – крайне ядовитый газ:

В природе оксид углерода (II) практически не встречается.

Он может образовываться при обезвоживании муравьиной кислоты (лабораторный способ получения):

Исходя из последнего превращения чисто формально можно считать СО ангидридом, муравьиной кислоты. Это подтверждается следующей реакцией, которая происходит при пропускании СО в расплав щелочи при высоком давлении:

Карбонилы переходных металлов.

Со многими металлами СО образует летучие карбонилы:

Ковалентная связь

Ni- С в молекуле карбонила никеля образуется по донорно-акцепторному механизму, причем электронная плотность смещается от атома углерода к атому никеля. Увеличение отрицательного заряда на атоме металла компенсируется участием его d-электронов в связи, поэтому степень окисления металла равна 0. При нагревании карбонилы металлов разлагаются на металл и оксид углерода (II), что используется для получения металлов особой чистоты.

Оксид углерода (IV). Оксид углерода (IV) является ангидридом угольной кислоты Н

2 СО 3 и обладает всеми свойствами кислотных оксидов.

При растворении

CO 2 в воде частично образуется угольная кислота, при этом в растворе существует следующее равновесие:

Существование равновесия объясняется тем, что угольная кислота является очень слабой кислотой (К

1 = 4Ч 10 -7 , К 2 = 5Ч 10 -11 при 25 °С). В свободном виде угольная кислота неизвестна, так как она неустойчива и легко разлагается. Угольная кислота. В молекуле угольной кислоты атомы водорода связаны с атомами кислорода:

Как двухосновная она диссоциирует ступенчато. Угольная кислота относится к слабым электролитам.

Угольная кислота как двухосновная образует средние соли – карбонаты и кислые соли – гидрокарбонаты. Качественной реакцией на эти соли является действие на них сильных кислот. При этой реакции угольная кислота вытесняется из своих солей и разлагается с выделением углекислого газа:

Соли угольной кислоты.

Из солей угольной кислоты наибольшее практическое значение имеет сода Na 2 СО 3 . Эта соль образует несколько кристаллогидратов, из которых самым устойчивым является Na 2 СО 3Ч 10H 2 O (кристаллическая сода). При прокаливании кристаллической соды получают безводную, или кальцинированную, соду Na 2 СО 3 . Широко используется также питьевая сода NaH СО 3 . Из солей других металлов важное значение имеют: K 2 СО 3 (поташ) – белый порошок, хорошо растворимый в воде, содержится в золе растений, применяется в производстве жидкого мыла, оптического тугоплавкого стекла, пигментов; Ca СО 3 (известняк) – встречается в природе в виде мрамора, мела и известняка, которые применяют в строительном деле. из него получают известь и оксид углерода (IV).

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки

Вопросы о том, что такое агрегатное состояние, какими особенностями и свойствами обладают твердые вещества, жидкости и газы, рассматриваются в нескольких учебных курсах. Существует три классических состояния материи, со своими характерными чертами строения. Их понимание является важным моментом в постижении наук о Земле, живых организмах, производственной деятельности. Эти вопросы изучают физика, химия, география, геология, физическая химия и другие научные дисциплины. Вещества, находящиеся при определенных условиях в одном из трех базовых типов состояния, могут изменяться при повышении или понижении температуры, давления. Рассмотрим возможные переходы из одних агрегатных состояний в другие, как они осуществляются в природе, технике и повседневной жизни.

Что такое агрегатное состояние?

Слово латинского происхождения “aggrego” в переводе на русский язык означает «присоединять». Научный термин относится к состоянию одного и того же тела, вещества. Существование при определенных температурных значениях и разном давлении твердых тел, газов и жидкостей характерно для всех оболочек Земли. Помимо трех базовых агрегатных состояний, существует еще и четвертое. При повышенной температуре и неизменном давлении газ превращается в плазму. Чтобы лучше понять, что такое агрегатное состояние, необходимо вспомнить о мельчайших частицах, из которых состоят вещества и тела.

На схеме вверху показаны: а — газ; b — жидкость; с — твердое тело. На подобных рисунках кружочками обозначаются структурные элементы веществ. Это условное обозначение, на самом деле атомы, молекулы, ионы не являются сплошными шариками. Атомы состоят из положительно заряженного ядра, вокруг которого на большой скорости движутся отрицательно заряженные электроны. Знания о микроскопическом строении вещества помогают лучше понять различия, существующие между разными агрегатными формами.

Представления о микромире: от Древней Греции до XVII века

Первые сведения о частицах, из которых сложены физические тела, появились в Древней Греции. Мыслители Демокрит и Эпикур ввели такое понятие, как атом. Они считали, что эти мельчайшие неделимые частицы разных веществ обладают формой, определенными размерами, способны к движению и взаимодействию друг с другом. Атомистика стала наиболее передовым для своего времени учением Древней Греции. Но ее развитие затормозилось в средние века. Так как тогда ученых преследовала инквизиция римской католической церкви. Поэтому вплоть до нового времени не было внятной концепции, что такое агрегатное состояние вещества. Только после XVII века ученые Р. Бойль, М. Ломоносов, Д. Дальтон, А. Лавуазье сформулировали положения атомно-молекулярной теории, не утратившие своего значения и в наши дни.

Атомы, молекулы, ионы — микроскопические частицы строения материи

Значительный прорыв в понимании микромира произошел в XX веке, когда был изобретен электронный микроскоп. С учетом открытий, сделанных учеными ранее, удалось сложить стройную картину микромира. Теории, описывающие состояние и поведение мельчайших частиц вещества, довольно сложные, они относятся к области Для понимания особенностей разных агрегатных состояний материи достаточно знать названия и особенности основных структурных частиц, которые образуют разные вещества.

  1. Атомы — химически неделимые частицы. Сохраняются в химических реакциях, но разрушаются в ядерных. Металлы и многие другие вещества атомарного строения имеют твердое агрегатное состояние при обычных условиях.
  2. Молекулы — частицы, которые разрушаются и образуются в химических реакциях. кислород, вода, углекислый газ, сера. Агрегатное состояние кислорода, азота, диоксидов серы, углерода, кислорода при обычных условиях — газообразное.
  3. Ионы — заряженные частицы, в которые превращаются атомы и молекулы, когда присоединяют или теряют электроны — микроскопические отрицательно заряженные частички. Ионное строение имеют многие соли, например поваренная, железный и медный купорос.

Есть вещества, частицы которых определенным образом расположены в пространстве. Упорядоченное взаимное положение атомов, ионов, молекул называют кристаллической решеткой. Обычно ионные и атомарные кристаллические решетки характерны для твердых веществ, молекулярные – для жидкостей и газов. Высокой твердостью отличается алмаз. Его атомная кристаллическая решетка образована атомами углерода. Но мягкий графит тоже состоит из атомов этого химического элемента. Только они по-другому расположены в пространстве. Обычное агрегатное состояние серы — твердое, но при высоких температурах вещество превращается в жидкость и аморфную массу.

Вещества в твердом агрегатном состоянии

Твердые тела при обычных условиях сохраняют объем и форму. Например, песчинка, крупинка сахара, соли, кусок горной породы или металла. Если нагревать сахар, то вещество начинает плавиться, превращаясь в вязкую коричневую жидкость. Прекратим нагревание — снова получим твердое вещество. Значит, одно из главных условий перехода твердого тела в жидкость — его нагревание или повышение внутренней энергии частиц вещества. Твердое агрегатное состояние соли, которую используют в пищу, тоже можно изменить. Но чтобы расплавить поваренную соль, нужна более высокая температура, чем при нагревании сахара. Дело в том, что сахар состоит из молекул, а поваренная соль – из заряженных ионов, которые сильнее притягиваются друг к другу. Твердые вещества в жидком виде не сохраняют свою форму, потому что кристаллические решетки разрушаются.

Жидкое агрегатное состояние соли при расплавлении объясняется разрывом связи между ионами в кристаллах. Освобождаются заряженные частички, которые могут переносить электрические заряды. Расплавы солей проводят электричество, являются проводниками. В химической, металлургической и машиностроительной промышленности твердые вещества превращают в жидкие для получения из них новых соединений или придания им разной формы. Большое распространение получили сплавы металлов. Есть несколько способов их получения, связанных с изменениями агрегатного состояния твердого сырья.

Жидкость — одно из базовых агрегатных состояний

Если налить в круглодонную колбу 50 мл воды, то можно заметить, что вещество сразу же примет форму химического сосуда. Но как только мы выльем воду из колбы, то жидкость сразу же растечется по поверхности стола. Объем воды останется тот же — 50 мл, а ее форма изменится. Перечисленные особенности характерны для жидкой формы существования материи. Жидкостями являются многие органические вещества: спирты, растительные масла, кислоты.

Молоко — эмульсия, т. е. жидкость, в которой находятся капельки жира. Полезное жидкое ископаемое — нефть. Добывают ее из скважин с помощью буровых вышек на суше и в океане. Морская вода тоже является сырьем для промышленности. Ее отличие от пресной воды рек и озер заключается в содержании растворенных веществ, в основном солей. При испарении с поверхности водоемов в парообразное состояние переходят только молекулы Н 2 О, растворенные вещества остаются. На этом свойстве основаны методы получения полезных веществ из морской воды и способы ее очистки.

При полном удалении солей получают дистиллированную воду. Она кипит при 100 °С, замерзает при 0 °С. Рассолы кипят и превращаются в лед при других температурных показателях. Например, вода в Северном Ледовитом океане замерзает при температуре на поверхности 2 °С.

Агрегатное состояние ртути при обычных условиях — жидкость. Этим серебристо-серым металлом обычно заполняют медицинские термометры. При нагревании столбик ртути поднимается по шкале, происходит расширение вещества. Почему же в используется подкрашенный красной краской спирт, а не ртуть? Объясняется это свойствами жидкого металла. При 30-градусных морозах агрегатное состояние ртути меняется, вещество становится твердым.

Если медицинский термометр разбился, а ртуть вылилась, то собирать руками серебристые шарики опасно. Вредно вдыхать пары ртути, это вещество очень токсичное. Детям в таких случаях надо обратиться за помощью к родителям, взрослым.

Газообразное состояние

Газы не способны сохранять ни свой объем, ни форму. Заполним колбу доверху кислородом (его химическая формула О 2) . Как только мы откроем колбу, молекулы вещества начнут смешиваться с воздухом в помещении. Это происходит благодаря броуновскому движению. Еще древнегреческий ученый Демокрит считал, что частички вещества находятся в постоянном движении. В твердых телах при обычных условиях у атомов, молекул, ионов нет возможности покинуть кристаллическую решетку, освободиться от связей с другими частицами. Такое возможно только при поступлении большого количества энергии извне.

В жидкостях расстояние между частицами немного больше, чем в твердых телах, им требуется меньше энергии для разрыва межмолекулярных связей. К примеру, жидкое агрегатное состояние кислорода наблюдается только при снижении температуры газа до −183 °C. При −223 °C молекулы О 2 образуют твердое вещество. При повышении температуры сверх приведенных значений кислород превращается в газ. Именно в таком виде он находится при обычных условиях. На промышленных предприятиях действуют специальные установки для разделения воздуха атмосферы и получения из него азота и кислорода. Сначала воздух охлаждают и сжижают, а затем постепенно повышают температуру. Азот и кислород превращаются в газы при разных условиях.

Атмосфера Земли содержит 21 % по объему кислорода и 78 % азота. В жидком виде эти вещества в газовой оболочке планеты не встречаются. Жидкий кислород имеет светло-синий цвет, им при высоком давлении заполняют баллоны для использования в медицинских учреждениях. В промышленности и строительстве сжиженные газы необходимы для проведения очень многих процессов. Кислород нужен для газовой сварки и резки металлов, в химии — для реакций окисления неорганических и органических веществ. Если открыть вентиль кислородного баллона, давление уменьшается, жидкость превращается в газ.

Сжиженные пропан, метан и бутан находят широкое применение в энергетике, на транспорте, в промышленности и хозяйственно-бытовой деятельности населения. Получают эти вещества из природного газа или при крекинге (расщеплении) нефтяного сырья. Углеродные жидкие и газообразные смеси играют важную роль в экономике многих стран. Но запасы нефти и природного газа сильно истощены. По оценкам ученых, этого сырья хватит на 100-120 лет. Альтернативный источник энергии – воздушный поток (ветер). Используются для работы электростанций быстротекущие реки, приливы на берегах морей и океанов.

Кислород, как и другие газы, может находиться в четвертом агрегатном состоянии, представляя собой плазму. Необычный переход из твердого состояния в газообразное — характерная черта кристаллического йода. Вещество темно-фиолетового цвета подвергается сублимации — превращается в газ, минуя жидкое состояние.

Как осуществляются переходы из одной агрегатной формы материи в другую?

Изменения агрегатного состояния веществ не связаны с химическими превращениями, это физические явления. При повышении температуры многие твердые тела плавятся, превращаются в жидкости. Дальнейшее повышение температуры может привести к испарению, то есть к газообразному состоянию вещества. В природе и хозяйстве такие переходы характерны для одного из главных веществ на Земле. Лед, жидкость, пар — это состояния воды при разных внешних условиях. Соединение одно и то же, его формула — Н 2 О. При температуре 0 °С и ниже этого значения вода кристаллизуется, то есть превращается в лед. При повышении температуры возникшие кристаллики разрушаются — лед тает, вновь получается жидкая вода. При ее нагревании образуется Испарение — превращение воды в газ — идет даже при низких температурах. Например, замерзшие лужи постепенно исчезают, потому что вода испаряется. Даже в морозную погоду мокрое белье высыхает, но только процесс этот более длительный, чем в жаркий день.

Все перечисленные переходы воды из одного состояния в другое имеют огромное значение для природы Земли. Атмосферные явления, климат и погода связаны с испарением воды с поверхности Мирового океана, переносом влаги в виде облаков и тумана на сушу, выпадением осадков (дождя, снега, града). Эти явления составляют основу Мирового круговорота воды в природе.

Как меняются агрегатные состояния серы?

При обычных условиях сера — это яркие блестящие кристаллы или светло-желтый порошок, т. е. это твердое вещество. Агрегатное состояние серы меняется при нагревании. Сначала при повышении температуры до 190 °C желтое вещество плавится, превращаясь в подвижную жидкость.

Если быстро вылить жидкую серу в холодную воду, то получается коричневая аморфная масса. При дальнейшем нагревании расплава серы он становится все более вязким, темнеет. При температуре свыше 300 °C агрегатное состояние серы снова изменяется, вещество приобретает свойства жидкости, становится подвижным. Эти переходы возникают благодаря способности атомов элемента образовывать цепочки разной длины.

Почему вещества могут находиться в разных физических состояниях?

Агрегатное состояние серы — простого вещества — твердое при обычных условиях. Диоксид серы — газ, серная кислота — маслянистая жидкость тяжелее воды. В отличие от соляной и азотной кислот она не летучая, с ее поверхности не испаряются молекулы. Какое агрегатное состояние имеет пластическая сера, которую получают при нагревании кристаллов?

В аморфном виде вещество имеет структуру жидкости, обладая незначительной текучестью. Но пластическая сера одновременно сохраняет форму (как твердое вещество). Существуют жидкие кристаллы, обладающие рядом характерных свойств твердых веществ. Таким образом, состояние вещества при разных условиях зависит от его природы, температуры, давления и других внешних условий.

Какие существуют особенности в строении твердых тел?

Имеющиеся различия между основными агрегатными состояниями материи объясняются взаимодействием между атомами, ионами и молекулами. Например, почему твердое агрегатное состояние вещества приводит к способности тел сохранять объем и форму? В кристаллической решетке металла или соли структурные частицы притягиваются другу к другу. В металлах положительно заряженные ионы взаимодействуют с так называемым «электронным газом» — скоплением свободных электронов в куске металла. Кристаллы солей возникают благодаря притяжению разноименно заряженных частиц — ионов. Расстояние между вышеперечисленными структурными единицами твердых тел намного меньше, чем размеры самих частиц. В этом случае действует электростатическое притяжение, оно придает прочность, а отталкивание недостаточно сильное.

Чтобы разрушить твердое агрегатное состояние вещества, надо приложить усилия. Металлы, соли, атомные кристаллы плавятся при очень высоких температурах. К примеру, железо становится жидким при температуре выше 1538 °С. Тугоплавким является вольфрам, из него изготавливают нити накаливания для электрических лампочек. Есть сплавы, которые становятся жидкими при температурах свыше 3000 °С. Многие на Земле находятся в твердом состоянии. Добывают это сырье с помощью техники в шахтах и карьерах.

Для отрыва даже одного иона от кристалла необходимо затратить большое количество энергии. Но ведь достаточно растворить соль в воде, чтобы кристаллическая решетка распалась! Это явление объясняется удивительными свойствами воды как полярного растворителя. Молекулы Н 2 О взаимодействуют с ионами соли, разрушая химическую связь между ними. Таким образом, растворение — это не простое перемешивание разных веществ, а физико-химическое взаимодействие между ними.

Как взаимодействуют молекулы жидкостей?

Вода может быть жидкостью, твердым веществом и газом (паром). Это ее основные агрегатные состояния при обычных условиях. Молекулы воды состоят из одного атома кислорода, с которым связаны два атома водорода. Возникает поляризация химической связи в молекуле, на атомах кислорода появляется частичный отрицательный заряд. Водород становится положительным полюсом в молекуле, притягивается атомом кислорода другой молекулы. Это получило название «водородная связь».

Жидкое агрегатное состояние характеризуют расстояния между структурными частицами, сравнимые с их размерами. Притяжение существует, но оно слабое, поэтому вода не сохраняет форму. Парообразование происходит из-за разрушения связей, которое идет на поверхности жидкости даже при комнатной температуре.

Существуют ли межмолекулярные взаимодействия в газах?

Газообразное состояние вещества по ряду параметров отличается от жидкого и твердого. Между структурными частицами газов существуют большие промежутки, намного превышающие размеры молекул. При этом силы притяжения совсем не действуют. Газообразное агрегатное состояние характерно для веществ, присутствующих в составе воздуха: азота, кислорода, диоксида углерода. На рисунке ниже первый куб заполнен газом, второй жидкостью, а третий — твердым вещество.

Многие жидкости являются летучими, с их поверхности отрываются и переходят в воздух молекулы вещества. Например, если к отверстию открытой бутылки с соляной кислотой поднести ватку, смоченную в нашатырном спирте, то появляется белый дым. Прямо в воздухе происходит химическая реакция между соляной кислотой и аммиаком, получается хлорид аммония. В каком агрегатном состоянии находится это вещество? Его частички, образующие белый дым, представляют собой мельчайшие твердые кристаллы соли. Этот опыт надо проводить под вытяжкой, вещества являются токсичными.

Заключение

Агрегатное состояние газа изучали многие выдающиеся физики и химики: Авогадро, Бойль, Гей-Люссак, Клайперон, Менделеев, Ле-Шателье. Ученые сформулировали законы, объясняющие поведение газообразных веществ в химических реакциях, при изменении внешних условий. Открытые закономерности не только вошли в школьные и вузовские учебники физики и химии. Многие химические производства основаны на знаниях о поведении и свойствах веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.

Структурные свойства нанокристаллов сернистой меди (CuS), выращенных методом химического осаждения из ванн

https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164518Получить права и содержание нанокристаллов сульфида меди (CuS) методом осаждения в химической ванне с последующей термообработкой при 1000°С в атмосфере воздуха. Рост кристаллов систематически проводят при двух различных температурах реакции 20°C и 90°C.Порошки исследованы с применением методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), рентгеновской дифракции (XRD), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Изображения SEM показали морфологию с кристаллическими конгломератами на поверхности, а спектры энергодисперсионной спектрометрии (EDX) показывают элементы Cu, S и O. Материалы демонстрируют морфологические различия поверхности, связанные с температурой роста кристаллов и влиянием температурной термообработки на текстуру, размер зерен и границы зерен.РСА идентифицирует гексагональную фазу в образцах CuS20 и CuS90, а также переход в CuS (т) → CuO (т) . Размер зерна для 20°C и 90°C составляет ~3,7-5,7 нм и ~14,2-35,2 нм соответственно. FTIR-анализ показывает полосы, идентифицированные с ионами CO32- и OH , расположенными в диапазоне ~1000-2000 см -1 , которые образуются при гидролизе тиомочевины. Эти полосы уменьшаются при термообработке вплоть до полного исчезновения. На графиках ДСК показаны изменения, связанные со структурным переходом CuS (т) → CuO (т) .Такое структурное поведение связано со свойствами термической стабильности CuS и CuO.

Ключевые слова

Рост кристаллов

Гидролиз

Дифференциальная сканирующая калориметрия

Химическая ванна

Нанокристаллы

Рекомендуемые статьи

Показать полный текст

GmbH Elsevier GmbH 2020. Все права защищены.

Сера (S) – химические свойства, влияние на здоровье человека и окружающую среду

Сера является многовалентным неметаллом, широко распространена, не имеет вкуса и запаха.В естественной форме сера представляет собой желтое кристаллическое твердое вещество. В природе встречается в чистом виде или в виде сульфидных и сульфатных минералов. Хотя сера печально известна своим запахом, который часто сравнивают с тухлыми яйцами, этот запах на самом деле характерен для сероводорода (H 2 S).
Кристаллография серы сложная. В зависимости от конкретных условий аллотропы серы образуют несколько различных кристаллических структур.

Области применения

Основным производным серы является серная кислота (h3SO4), один из наиболее важных элементов, используемых в качестве промышленного сырья.
Сера также используется в батареях, моющих средствах, фунгицидах, производстве удобрений, оружейных силах, спичках и фейерверках. Другими областями применения являются изготовление коррозионно-стойкого бетона, обладающего высокой прочностью и устойчивостью к морозу, для растворителей и множества других продуктов химической и фармацевтической промышленности.

Сера в окружающей среде

Жизнь на Земле могла быть возможна благодаря сере. Условия в первых морях были таковы, что простые химические реакции могли генерировать ряд аминокислот, которые являются строительными блоками жизни.

Сера в природе встречается вблизи вулканов. Самородная сера встречается в природе в виде массивных месторождений в Техасе и Луизиане в США. Известно много сульфидных минералов: пирит и маркаист — сульфид железа; антимонит – сульфид сурьмы; галенит – сульфид свинца; киноварь — это сульфид ртути, а сфалерит — сульфид цинка. Другими, более важными, сульфидными рудами являются халькопирит, борнит, пенландит, миллерит и молибденит.
Основным источником серы для промышленности является сероводород природного газа, основным производителем является Канада.

Все живые существа нуждаются в сере. Он особенно важен для человека, поскольку входит в состав аминокислоты метионина, которая является для нас абсолютной потребностью в питании. Аминокислота цистеин также содержит серу. В среднем человек потребляет около 900 мг серы в день, в основном в виде белка.

Элементарная сера не токсична, но токсичны многие простые производные серы, такие как двуокись серы (SO 2 ) и сероводород.

Сера обычно встречается в природе в виде сульфидов. Во время нескольких процессов в окружающую среду добавляются связи серы, которые наносят вред животным, а также людям. Эти разрушающие связи серы также образуются в природе в ходе различных реакций, в основном, когда уже были добавлены вещества, которых нет в природе. Они нежелательны из-за неприятного запаха и часто очень токсичны.

Во всем мире сернистые вещества могут иметь следующие последствия для здоровья человека:

– Неврологические эффекты и изменения поведения
– Нарушение кровообращения
– Поражение сердца
– Воздействие на глаза и зрение
– Репродуктивная недостаточность
– Повреждение иммунной системы
– Желудочные и желудочно-кишечные расстройства
– Поражение функции печени и почек
– Дефекты слуха
– Нарушение гормонального обмена
– Дерматологические эффекты
– Удушье и эмболия легких

1 воздух в различных формах.Он может вызывать раздражение глаз и горла у животных, когда поглощение происходит при вдыхании серы в газообразной фазе. Сера широко применяется в промышленности и выбрасывается в воздух из-за ограниченных возможностей разрушения применяемых серных связей.

Повреждающее воздействие серы на животных в основном связано с повреждением головного мозга из-за неправильной работы гипоталамуса и повреждением нервной системы.

Лабораторные испытания на подопытных животных показали, что сера может вызывать серьезные повреждения сосудов головного мозга, сердца и почек.Эти тесты также показали, что некоторые формы серы могут вызывать повреждения плода и врожденные эффекты. Матери могут даже передать отравление серой своим детям через материнское молоко.

Наконец, сера может повредить внутренние ферментные системы животных.

Источники периодической таблицы.

Назад к периодической таблице элементов .

Для получения дополнительной информации о месте серы в окружающей среде перейдите к циклу серы .

 

Сера без серы | Элемент Sulphur

Элемент Sulphur

Сера — универсальный элемент, необходимый для жизни. Этот хрупкий неметаллический элемент принадлежит к кислородной группе периодической таблицы. Его характеристики включают отсутствие запаха и характерный бледно-желтый цвет.

Интересные факты о сере

  1. Сера является десятым по распространенности элементом во Вселенной и девятым по распространенности элементом на Земле.
  2. Существует не менее двадцати двух идентифицированных аллотропов серы.
  3. Китай является крупнейшим в мире производителем серы. В 2019 году в стране было произведено 17,4 млн тонн.
  4. В естественном состоянии сера известна как сера.
  5. Сера в переводе с латыни означает «горящий камень».
  6. В Библии сера упоминается как «огонь и сера». Эта фраза предполагает, что сера разжигает огонь в аду.
  7. Планета Юпитер имеет желтую луну, которая покрыта серой и соединениями серы.
  8. Золото дураков (пирит), дисульфид железа, содержит серу в редкой степени окисления -1.
  9. Джозеф Пристли открыл диоксид серы путем сжигания серы в 1774 году, назвав его «купоросным воздухом».
  10. Сера пишется как сера в Великобритании и Австралии, но сера является официальным написанием ИЮПАК.
  11. Чистая сера не имеет запаха, но ее соединения могут иметь довольно неприятный запах
  12. Сероводород чрезвычайно токсичен, он может притупить обоняние и вызвать смерть атомный номер 16, находится в группе 16 периодической таблицы.Группа 16 иногда известна как халькогены. Он находится справа от элемента фосфора и слева от хлора. Сера находится ниже кислорода и выше селена и имеет некоторые общие химические свойства с обоими. Так же, как селен образует селенаты и селениты, сера образует сульфаты и сульфиты.

    Сера, неметалл, имеет 23 изотопа, 4 из которых стабильны и встречаются в природе. Серу можно найти в ее элементарной форме в виде ярко-желтой элементарной серы. Атом серы Электронная конфигурация [NE] 3S 2 3P 4 или 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 4 (полный).Электроотрицательность серы равна 2,58, как и у углерода.

    Химические и физические свойства серы

    Сера красивого бледно-желтого цвета. Это безвкусный, не имеющий запаха и хрупкий неметаллический элемент. Кроме того, это твердое вещество нерастворимо в воде и является плохим проводником тепла и электричества. Сера плавится при температуре около 115,21°C (239,38°F). Когда температура увеличивается примерно до 190°C (374°F), жидкая желтая жидкость становится густой и коричневой. По мере того, как температура увеличивается все больше и больше, жидкость становится более вязкой – до 300°C (572°F).В этот момент густая жидкость снова становится жидкой.

    Аллотропы серы

    Аллотроп – это другая структурная форма элемента, созданная различным расположением атомов. Аллотропы серы делятся на две категории: кристаллические и аморфные.

    Кристаллический

    Двумя наиболее важными кристаллическими аллотропами являются ромбическая (октаэдрическая или α-сера) и моноклинная (β-сера) структуры. Моноклинная сера представляет собой прозрачные кристаллы янтарного цвета, расположенные в кольцах S 8 .Для получения моноклинных кристаллов кристаллизация происходит при температуре 100°С. Во-первых, сера плавится в жидкость. Затем медленно охлаждается . В процессе охлаждения на поверхности образуется твердая корка. Далее корку прокалывают и выливают расплавленную серу. После удаления корки должны быть обнаружены моноклинные кристаллы. Эти сформировавшиеся кристаллы имеют плотность 1,98 г/см 3 , что меньше массы элементарной серы. Важно отметить, что эти кристаллы существуют только при температурах выше 96 ̊C.Ниже этой температуры аллотроп нестабилен и превращается в ромбическую серу. И наоборот, когда температура поднимается выше 96°C, ромбическая сера снова превращается в моноклинную.

    Ромбическая структура является наиболее термодинамически стабильной из всех аллотропов серы. Он содержит молекулы S 8 , выстроенные в симметричные восьмичленные кольца. Эти кольца S 8 упакованы иначе, чем моноклинные аллотропы, что приводит к другим формам. С плотностью 2.08 г/см 3 , весит примерно столько же, сколько элементарная сера. Кроме того, эти аллотропы нерастворимы в воде, но диссоциируют в растворах сероуглерода. Для получения ромбической серы порошкообразную серу растворяют в растворе сероуглерода при комнатной температуре. Образующееся твердое вещество отфильтровывают, помещают в химический стакан и накрывают. После испарения сероуглерода останутся желтые полупрозрачные ромбические кристаллы.

    Сера аморфная

    Аморфная означает не имеющую формы.Такие элементы, как сурьма и бор, также являются аморфными. Когда сера нагревается до температуры выше 120°C, она плавится в жидкость. Если нагреть больше, около 200°С, жидкость темнеет и густеет. Почему это происходит? Высокие температуры заставят кольца S 8 ромбической серы разорваться. Это приводит к множественным цепочечным структурам с открытыми атомами на конце. Эти атомы обладают электронами, которые хорошо поглощают свет, что объясняет изменение цвета. Кроме того, несколько цепей соединяются друг с другом и начинают скручиваться, увеличивая вязкость.

    Коллоидные аллотропы и молочные продукты серы относятся к аморфной категории. Коллоидная сера получается при переработке сероводорода через охлажденный раствор сернистого ангидрида в воде. Функция этого аллотропа состоит в том, чтобы действовать как растворитель сероуглерода, и он используется в медицине. Сернистое молоко – продукт реакции соляной кислоты с сульфидом аммония. Этот аллотроп имеет белый цвет и не является кристаллическим. При нагревании белый цвет превращается в известный желтый цвет серы.

    Сера в природе

    Сера чрезвычайно распространена в природе. Залежи серы находятся вокруг горячих источников и в вулканических районах. В этих источниках происходит выброс горячего газа и возгонка серы. Минералы, включая железный пирит, галенит, киноварь и соли Эпсома, также содержат этот элемент. Однако самым большим источником серы являются эвапоритовые минералы, такие как гипс и ангидрит. Их называют эвапоритовыми минералами, потому что они образуются при испарении морской воды. Находясь глубоко в земле, бактерии изменяют эти минералы, образуя серу.

    Применение серы в современном мире

    Только в Соединенных Штатах ежегодно производится около девяти миллионов тонн серы, и, учитывая широкое распространение ее использования, становится очевидным, почему ее требуется так много. Чистая элементарная сера используется для изготовления бумаги и входит в состав инсектицидов и фунгицидов. Кроме того, такие продукты, как порох, спички и фейерверки, также зависят от этого элемента.

    Сера чаще всего используется в форме серной кислоты, которая считается химическим веществом номер один в промышленно развитых странах.Его наибольшее использование для удобрений. Другие продукты, такие как свинцово-кислотные батареи, пигменты, моющие средства и листовой металл, также содержат это соединение. Диоксид серы, другое соединение серы, используется в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства.

    Человеческому организму требуется сера по нескольким причинам. Во-первых, сера необходима для построения и фиксации ДНК. Он также защищает клетки от повреждений, что дополнительно помогает предотвратить заболевания, в том числе рак. Другие способы, которыми сера поддерживает наше здоровье, включают:

    • Кератин содержит серу.Это белок, который способствует здоровью волос и ногтей.
    • Уровень инсулина частично регулируется серой.
    • Здоровым суставам нужна сера.
    • Сера участвует в синтезе коллагена, белка, который помогает поддерживать здоровье кожи.
    • Сера входит в состав аминокислот цистеина и метионина.

    История серы 

    Вы когда-нибудь задумывались о том, какой пигмент использовался для наскальных рисунков? Ответ – сера.Этот элемент древний и использовался с доисторических времен. Он всегда признавался соединением, а не отдельным элементом. Только в 1777 году французский химик по имени Антуан Лавуазье выделил серу. Однако некоторые по-прежнему считали этот элемент соединением водорода и кислорода. В 1809 году Луи-Жозеф Гей Люссак и Луи-Жак Тенар (которые также участвовали в открытии бора) доказали элементарную природу серы.

    Реакции серы

    Сера является чрезвычайно активным элементом, который реагирует со всеми металлами (за исключением золота и платины) с образованием сульфидов.В этом отношении он похож на йод. Сульфиды представляют собой неорганические ионные соединения, которые считаются солями сероводорода. Он нерастворим в воде и является хорошим электрическим изолятором.

    Соединения серы

    За исключением благородных газов, сера образует стабильные соединения со всеми элементами, обычно образуя поликатионные соединения.

    Сульфиды

    Сульфиды представляют собой анионы/полианионы элемента серы. Обычно они проявляют основное поведение и, следовательно, не так реагируют на кислоты.Вместо этого они хорошо реагируют с окислителями; Они легко окисляются при комнатной температуре во влажном воздухе или при повышенных температурах в сухом воздухе. В большинстве случаев сульфиды гидролизуются водой. Только сульфиды, которые реагируют либо с щелочными металлами, либо с щелочноземельными металлами, считаются растворимыми в воде; Наименее растворимы сульфиды, реагирующие с медью и цинком. Применение сульфидов разнообразно: литиевые батареи, пигменты, керамическая маркировка, смазочные материалы и многое другое.

    Сульфиды классифицируются как неорганические, органические или фосфиновые.

    Неорганические сульфиды

    Неорганические сульфиды содержат отрицательно заряженный сульфид. Они обычно находятся в отложениях и являются продуктом реакции атома серы с металлом. Хорошо известным неорганическим сульфидным соединением является сероводород, H 2 S. Среди неорганических сульфидов сероводород является наиболее опасным, поскольку он чрезвычайно легко воспламеняется и токсичен. Однако другие неорганические сульфиды также способны воспламеняться при нагревании и воздействии влаги.При воздействии газа H 2 S он может вызвать угнетение центральной нервной системы (ЦНС) и дыхания.

    Более легкие эффекты включают головную боль и раздражение глаз и кожи. Что еще более пугает, так это то, что в настоящее время не существует проверенного лекарства для лечения отравления H 2 S. Еще одна характеристика, отличающая H 2 S от других неорганических сульфидов, заключается в том, что он летуч – легко испаряется. При испарении выделяется неприятный запах тухлых яиц.Другие соединения, как правило, твердые и не испаряются, а потому не имеют неприятного запаха (к счастью).

    Органические сульфиды

    Органические сульфиды (R-S-R’), иногда называемые тиоэфирами, являются аналогами простых эфиров (R-O-R’). В этих соединениях сера ковалентно связана с двумя органическими группами, которые могут быть алифатическими, ароматическими, ненасыщенными или комбинацией этих трех. Органические сульфиды в изобилии встречаются в природе — даже в чесноке (здесь встречаются аллилсульфиды)! Когда органический сульфид реагирует с сильным восстановителем, это обычно приводит к выделению газообразного водорода.Хотя газообразный водород не считается токсичным, он легко воспламеняется в сочетании с кислородом воздуха. Органические сульфиды в основном используются в качестве добавок к нефти и пестицидам, а также в синтезе химических веществ, таких как диметилсульфон (как показано на диаграмме).

    Фосфинсульфиды

    Фосфинсульфиды состоят из атома серы, связанного с атомом фосфора. Фосфинсульфиды являются производными органофосфинов. Они пятивалентны, то есть имеют пять валентных электронов.Кроме того, они стабильны, растворимы и имеют низкую полярность, что делает их отличными промежуточными продуктами в химических реакциях органофосфинов.

    Оксиды

    Оксиды серы являются продуктом сжигания серы и кислорода. Хорошо известные оксиды включают серную кислоту, H 2 SO 4 , диоксид серы, SO 2 , триоксид серы, SO 3 . В то время как все оксиды серы наносят вред окружающей среде и нашему здоровью, диоксид серы является самым большим атрибутом. Почему? Другие оксиды серы получают из диоксида серы. Хотя существуют и другие способы получения других оксидов, в основном за их существование отвечает диоксид серы.

    Двуокись серы

    Двуокись серы представляет собой бесцветный газ, который находится в нижних слоях атмосферы. Имеет неприятный запах и вкус, который можно обнаружить при концентрации от 1000 до 3000 мкг/м 3 . На деятельность человека приходится наибольшее количество выбросов диоксида серы; При сжигании ископаемого топлива выделяется наибольшее количество диоксида серы, но он также образуется при плавке сульфидных руд. Хотя естественные источники, такие как вулканы, и биологический распад также выделяют двуокись серы, на ее долю приходится лишь небольшое количество.Как вы понимаете, этот газ ужасен как для окружающей среды, так и для людей. Он наносит вред природе, повреждая растения и деревья, что может негативно сказаться на росте новых растений.

    Диоксид серы снижает функцию легких, что может привести к проблемам с дыханием. Он также раздражает глаза, нос и горло. Люди с респираторными заболеваниями, такими как астма, еще более подвержены опасностям диоксида серы. Кроме того, когда оксиды серы реагируют с другими соединениями, находящимися в атмосфере, образуются мелкие частицы, которые могут проникать в легкие.Эти частицы также вносят свой вклад в дымку, которую мы иногда видим снаружи.

    Трехокись серы

    Существует два способа использования триоксида серы : во-первых, он может быть выброшен непосредственно в воздух. Во-вторых, он образуется при соединении диоксида серы и кислорода. Триоксид серы может существовать в виде бесцветной жидкости, льдоподобных кристаллов или газа. Как газ, он белый, туманный и вонючий. Даже в небольших количествах запах может быть довольно резким. Триоксид серы обладает высокой реакционной способностью, что делает его идеальным для синтеза других химических веществ, таких как серная кислота, и для производства взрывчатых веществ.

    Триоксид серы соединяется с водой и кислородом воздуха с образованием серной кислоты . Это бесцветная сильнокислотная, коррозионная и тяжелая жидкость с плотностью 1,83 г/см 3 . Когда серная кислота растворяется в водяном паре в воздухе, это превращается в кислотные дожди. Что делает дождь кислотным? Серная кислота легко диссоциирует в воде с образованием H + и HSO 4 . Этот ион считается слабой кислотой. Однако он может «снова» диссоциировать с образованием H + и SO 4 2-.Когда концентрация ионов H + увеличивается, pH дождя снижается, отсюда и название «кислотный» дождь. Кислотные дожди вредны для растений и могут загрязнять почву. Это также нарушает уровень pH в озерах и ручьях, что подвергает опасности водную дикую природу. Кроме того, он повреждает поверхности зданий, статуй и памятников и может привести к отслаиванию краски.

    Изоляция серы  

    Герману Фрашу приписывают изобретение процесса Фраша, который извлекает серу с чистотой 99%.Его цель — добывать элемент серы из глубоких колодцев в соляных куполах. Процесс работает, сначала нагревая воду до температуры 170°C (340°F), а затем нагнетая ее в скважины. Сера имеет низкую температуру плавления 115,21°C (239,38°F) и плавится в горячей воде. Затем элемент поднимается на поверхность за счет сжатого воздуха. Сегодня процесс Фраша используется в Польше и России.

    Существуют и другие способы получения чистой серы. Чаще всего серу получают путем очистки богатой серой нефти и газовых источников.Этот метод работает путем нагревания источников до точки кипения, что приводит к отделению серы.

    Степени окисления серы

    Сера существует в степенях окисления от -2 до +6. В зависимости от того, что «делает» сера, она будет иметь разную степень окисления. Например, в серной кислоте (H 2 SO 4 ) сера имеет степень окисления +6. Для получения стабильного раствора поликатионов серу окисляют SO 2 в растворе олеума.Когда ион серы и мягкий окислитель, такой как S 2 O 6 F 2 , AsF 5 или SbF 5 , помещают в раствор сильной кислоты, он образует окрашенные поликатионы, такие как S 16 2+ , S 8 2+ и S 4 2+ . S 16 2+ — красный, S 8 2 — темно-синий, S 4 2 — желтый. Все эти поликатионы имеют степень окисления +1 или меньше.

    Физические свойства серы

    • Температура плавления: 388,36 К; 115,21°С; 239,38°F
    • Температура кипения: 717,76 К; 444,61°С; 832,3 ° F
    • F0132
    • Плотность: 2,07 г / см 3
    • Атомный Вес: 39.06
    • Атомный номер: 16
    • Электронегативность: 2.58
    • Классификация: Неметаллический
    • Натуральное изобилие на земной корочке: 0,03%
    • конфигурация оболочки: [Ne] 3s23p4
    • Изотопы: Сера имеет четыре стабильных изотопа: S-32, S-33, S-34 и S-36
    • В природе встречается в минералах: сульфатные и сульфидные минералы, такие как пирит , галенит, борнит, реалгар и кобальтит
    • Токсичность: Низкая токсичность

    Где я могу купить Sulphur Element?

    Порошок серы можно приобрести на Amazon, eBay и в специализированных магазинах.

    Кристаллы серы также можно приобрести на Amazon, eBay и в специализированных магазинах.

    Формирование и свойства стабильного «высокопотенциального» кластера медь-железо-сера в ферредоксине

  13. da Silva, J.R.R.F. и Уильямс, Р.Дж.П. Биологическая химия элементов: неорганическая химия жизни (Oxford University Press, 1991).

    Google ученый

  14. Ким Дж. и Рис Д.C. Кристаллографическая структура и функциональные последствия белка молибден-железо нитрогеназы из Azotobacter vinelandii . Природа 360 , 553–560 (1992).

    КАС Статья Google ученый

  15. Холм, Р. Х. Трехъядерные кубовидные и гетерометаллические железо-серные кластеры кубанового типа: новые темы структуры и реакционной способности в химии и биологии. Доп. неорг. Химия . (редакторы Каммак, Р.& Sykes, AG) 38 , 1–71 (1992).

    Google ученый

  16. Сурус К.К., Мюнк Э., Моура И., Моура Дж.Дж.Г. и ЛеГалл, Дж. Доказательства образования кластера ZnFe3S4 в Desulfovibrio gigas ферредоксине II. Дж. Ам. хим. соц. 109 , 3805–3806 (1987).

    КАС Статья Google ученый

  17. Батт, Дж.N. и др. . Исследование реакционной способности кластеров [3Fe-4S] в белках по поглощению ионов металлов: вольтамперометрия совместно адсорбированных пленок ферредоксин-аминоциклит на графитовых электродах и спектроскопическая идентификация трансформированных кластеров. Дж. Ам. хим. соц. 113 , 6663–6670 (1991).

    КАС Статья Google ученый

  18. Шривастава, К.К.П. и др. . Мессбауэровское исследование кластеров ZnFe3S4 и NiFe3S4 в ферредоксине Pyrococcus furiosus . Неорг. хим. 32 , 927–936 (1993).

    КАС Статья Google ученый

  19. Ли, Ю.-Дж. и Везер, У. Круговой дихроизм, люминесценция и электронное поглощение участков связывания меди в металлотионеине и его химически синтезированных α- и β-формах. Неорг. хим. 31 , 5526–5533 (1992).

    КАС Статья Google ученый

  20. Хлопок, F.А. и Уилкинсон, У. Передовая неорганическая химия 5-е изд. (1988).

    Google ученый

  21. Джордж С.Дж., Армстронг Ф.А., Хатчикян Э.К. и Томсон А.Дж. Электрохимическая и спектроскопическая характеристика превращения 7Fe в форму 8Fe ферредоксина III из Desulfovibrio africanus . Биохим. J. 264 , 274–287 (1989).

    Артикул Google ученый

  22. Батт, Дж.N. и др. . Связывание таллия(I) с кластером [3Fe–4S]: свидетельство быстрого и обратимого образования центров [TI3Fe–4S] 2+ и [TI3Fe–4S] 1+ в ферредоксине. Дж. Ам. хим. соц. 113 , 8948–8950 (1991).

    КАС Статья Google ученый

  23. Армстронг Ф.А. Динамическая электрохимия железо-серных белков. Доп. неорг. Химия . (редакторы Каммак, Р. и Сайкс, А.Г.) 38 , 117–163 (1992).

    Google ученый

  24. Армстронг, Ф.А., Батт, Дж.Н. и Сучета А. Вольтамперометрические исследования окислительно-восстановительных центров в металлопротеинах, адсорбированных на электродах. Мет. фермент. 227 , 479–500 (1993).

    КАС Статья Google ученый

  25. Батт, Дж.Н. и др. . Вольтамперометрическая характеристика быстрого и обратимого связывания экзогенного тиолатного лиганда в кластере [4Fe-4S] в ферредоксине III из Desulfovibrio africanus . Дж. Ам. хим. соц. 115 , 1413–1421 (1993).

    КАС Статья Google ученый

  26. Шен, Б. и др. . Azotobacter vinelandii ферредоксин I. аспартат 15 способствует переносу протона на восстановленный кластер [3Fe–-4S]. J. биол. хим. 268 , 25928–25939 (1993).

    КАС пабмед Google ученый

  27. Батт, Дж.N. и др. . Вольтамперометрическое исследование протонированного переноса электрона в мутантном ферредоксине: превращение аспартата в аспарагин блокирует окисление кластера [3Fe–4S] Azotobacter vinelandii ферредоксина I. J. Am. хим. соц. 115 , 12587–12588 (1993).

    КАС Статья Google ученый

  28. Армстронг Ф.А., Батт Дж.Н., Джордж С.Дж., Хатчикян Э.К. и Томсон А.Дж. Доказательства обратимых множественных окислительно-восстановительных превращений кластеров [3Fe–4S]. ФЭБС Письмо. 259 , 15–18 (1989).

    КАС Статья Google ученый

  29. Шен, Б. и др. . Azotobacter vinelandii ферредоксин I. изменение индивидуальных поверхностных зарядов и восстановительного потенциала [4Fe–4S] 2+/+ . J. биол. хим. 269 , 8564–8575 (1994).

    КАС пабмед Google ученый

  30. Купперс, Х.-Дж. и др. . Краун-тиоэфирные комплексы Ag(I) и Cu(I): кристаллические структуры [{Ag3L3}{AgL2}](CIO4)4 и [LCu(I)] (L = тритиациклононан) Angew. хим. Междунар. Эд. англ. 26 , 575–576 (1987).

    Артикул Google ученый

  31. Hatchikian, EC & Bruschi, M. Характеристика нового типа ферредоксина из Desulfovibrio africanus . Биохим. биофиз. Acta 631 , 41–51 (1981).

    Артикул Google ученый

  32. Характер фунгицидного действия меди и серы

  33. Баркер, Б. Т. П. Исследования фунгицидного действия серы. IV. Третий отчет о проделанной работе. Лонг Эштон Агр. & Хорт. Рез. Ста., Энн. Респ. 1929 : 130–148. 1929.

    Google ученый

  34. — и С. Т. Гимингем.Фунгицидное действие бордосской жидкости. жур. агр. науч. 4 : 76–94. 1911.

    Google ученый

  35. и др. Сера как фунгицид. Лонг Эштон Агр. & Хорт. Рез. Ста., Энн. Респ. 1919 : 57–75. 1919.

    Google ученый

  36. Барратт, Р.В. и Дж. Г. Хорсфолл. Фунгицидное действие металлических алкилбисдитиокарбаматов.Конн. Агр. Эксп. Ста., Бык. 508. 1947.

  37. Бедфорд, герцог, и С. У. Пикеринг. Уобурн Эксп. Представитель фруктовой фермы 11 : 1–190. 1910.

    Google ученый

  38. Блисс, К. Т. Расчет кривой доза-смертность. Анна. Приложение. биол. 22 : 134–167. 1935.

    Артикул КАС Google ученый

  39. —.Токсичность ядов, применяемых совместно. Анна. Приложение. биол. 26 : 585–615. 1939.

    Артикул КАС Google ученый

  40. Кертис, Л. К. Влияние гуттационного раствора на пестициды. Фитопат. 34 : 196–205. 1944.

    КАС Google ученый

  41. Даймонд, А.Э. и др. Роль кривой доза-реакция в оценке фунгицидов. Конн. Агр. Эксп. Ста., Бык. 451 : 635–667. 1941.

    Google ученый

  42. Доран, В.Л. Лабораторные исследования токсичности некоторых сернистых фунгицидов. Н. Х. Агр. Эксп. Ст., Тех. Бык. 19. 1922.

  43. Фостер А. А. Ускорение и замедление прорастания некоторых семян овощных культур в результате обработки медьсодержащими фунгицидами.Фитопат. 37 : 390–398. 1947.

    КАС Google ученый

  44. Фрир Д.Э.Х. Химия инсектицидов и фунгицидов. 300 стр. 1942.

  45. Гаддум, Дж. Х. Отчеты о биологических стандартах. III. Методы биологического анализа в зависимости от квантового отклика. Тайный граф. Мед. Рез. Граф. Спец. Представитель сер. 183 : 1–46. 1933.

    Google ученый

  46. Гиминчем, С.Т. Действие углекислого газа на бордосскую жидкость. жур. агр. науч. 4 : 69–75. 1911.

    Артикул Google ученый

  47. Goldsworthy, M.C., andE. Л. Грин. Наличие меди остатков бордосской жидкости и ее поглощение конидиями Sclerotinia fructicola . жур. агр. Рез. 52 : 517–533. 1936.

    КАС Google ученый

  48. —.Влияние низких концентраций меди на прорастание и рост конидий Sclerotinia fructicola и Glomerella cingulata . жур. агр. Рез. 56 : 489–505. 1938.

    КАС Google ученый

  49. и др. Фунгицидные и фитоцидные свойства диалкилдитиокарбаматов некоторых металлов. жур. агр. Рез: 66 : 277–291. 1943.

    КАС Google ученый

  50. Гудвин, В., и Х. Мартин. Действие серы как фунгицида и как акарицида. Часть I. Энн. Приложение. биол. 15 : 623–638. 1928.

    Артикул КАС Google ученый

  51. —. Действие серы как фунгицида и как акарицида. Часть II. Анна. Приложение. биол. 16 : 93–103. 1929.

    Артикул КАС Google ученый

  52. Хорсфолл, Дж.Г. Фунгициды и их действие. 239 стр. 1945.

  53. Лайминг, О. Н. Связь пентатионовой кислоты и ее компонентов с токсичностью серных фунгицидов. Фитопат. 22 : 143–164. 1932.

    КАС Google ученый

  54. —. Получение и свойства пентатионовой кислоты и ее солей; его токсичность для грибов, бактерий и насекомых. Фитопат. 23 : 155–174.1933.

    КАС Google ученый

  55. — и Х. К. Янг. Токсичность серы по отношению к спорам Sclerotinia cinerea в присутствии пентатионовой и других серных кислот. жур. агр. Рез. 40 : 951–962. 1930.

    КАС Google ученый

  56. Лин, К.К. Прорастание конидий Sclerotinia fructicola с особым упором на токсичность меди.Нью-Йорк [Корнелл] Agr. Эксп. ст., мем. 233 : 1–33. 1940.

    Google ученый

  57. McCallan, SEA Исследования фунгицидов. III. Растворяющее действие споровых выделений и других агентов на медьзащитные фунгициды. Нью-Йорк [Корнелл] Agr. Эксп. ст., мем. 128 : 25–79. 1930.

    КАС Google ученый

  58. —.Характеристическая кривая действия сульфата меди на прорастание спор Sclerotinia fructicola и Alternaria oleracea . продолжение Институт Бойса Томпсона. 15 : 77–90. 1948.

    КАС Google ученый

  59. — и Ф. Р. Вееон. Токсичность газов аммиака, хлора, цианистого водорода, сероводорода и диоксида серы. II. Грибы и бактерии. продолжение Институт Бойса Томпсона. 11 : 331–342.1940.

    КАС Google ученый

  60. и др. Анализ факторов, вызывающих вариации в тестах фунгицидов на прорастание спор. III. Наклон кривых токсичности, повторные тесты и грибки. продолжение Институт Бойса Томпсона. 12 : 49–78. 1941.

    КАС Google ученый

  61. — и Ф. Уилкоксон. Фунгицидное действие серы. II. Производство сероводорода осерненными листьями и спорами и его токсичность для спор.продолжение Институт Бойса Томпсона. 3 : 13–38. 1931.

    КАС Google ученый

  62. Марш, П. Б. Соли как антидоты меди в связи с ее токсичностью для конидий Sclerotinia fructicola . Фитопат. 35 : 54–61. 1945.

    КАС Google ученый

  63. Марш, Р. В. Исследования фунгицидного действия серы.III. Исследования токсичности мл-очищенного водорода и взаимодействия серы с грибами. жур. пом. & Хорт. науч. 7 : 237–250. 1929.

    КАС Google ученый

  64. Мартин, Х. Исследования медных фунгицидов. I. Взаимодействие медного купороса с гидроксидом кальция. Анна. Приложение. биол. 19 : 98–120. 1932.

    Артикул КАС Google ученый

  65. -.Научные основы защиты растений. 3-е изд. 385 стр. 1940.

  66. — и Э. С. Лосось. Фунгицидные свойства некоторых спреев. IX. Фунгицидные свойства продуктов гидролиза серы. жур. агр. науч. 22 : 595–616. 1932.

    КАС Google ученый

  67. и др. Исследования фунгицидов меди. V. Критическое рассмотрение фунгицидного действия соединений меди.Анна. Приложение. биол. 29 : 412–438. 1942.

    Артикул КАС Google ученый

  68. Милларде, А., и др. Гайон. Recherches nouvelles sur l’action que les prepares cuivrense exercent sur le Peronospora de la vigne. жур. д’Агр. Прат. 51 : 123–139, 156–161. 1887.

    Google ученый

  69. Монтгомери, Х.Б.С. и Х. Шоу. Поведение тиурамсульфидов и др. в тестах на прорастание спор. Природа 151 : 333. 1943.

    Артикул КАС Google ученый

  70. Паркер-Родс, А.Ф. Исследования механизма фунгицидного действия. I. Предварительное исследование никеля, меди, цинка, серебра и ртути. Анна. Приложение. биол. 28 : 389–405. 1941.

    Артикул КАС Google ученый

  71. —.Изучение механизма фунгицидного действия. II. Элементы теории изменчивости. Анна. Приложение. биол. 29 : 126–135. 1942.

    Артикул КАС Google ученый

  72. —. Изучение механизма фунгицидного действия. III. Сера. Анна. Приложение. биол. 29 : 136–143. 1942.

    Артикул КАС Google ученый

  73. —. Изучение механизма фунгицидного действия.IV. Меркурий. Анна. Приложение. биол. 29 : 404–411. 1942.

    Артикул КАС Google ученый

  74. —. Изучение механизма фунгицидного действия. V. Неметаллические производные и производные дитиокарбаминовой кислоты натрия. Анна. Приложение. биол. 30 : 170–179. 1943.

    Артикул КАС Google ученый

  75. —. Изучение механизма фунгицидного действия.VI. Вода. Анна. Приложение. биол. 30 : 372–379. 1943.

    Артикул КАС Google ученый

  76. Роуч, В.А. и М. Д. Глвнне. Токсичность некоторых соединений серы по отношению к Synchytrium endobioticum , грибку, вызывающему бородавчатую болезнь картофеля. Анна. Приложение. биол. 15 : 168–190. 1928.

    Артикул КАС Google ученый

  77. Семпио, К.Sullaterpretazione del meccanismo intimo di azione dello solfo come anticrittogamico. Мем. делла Реале Аккад. д’Италия 3. Биол. № 2 : 1–30. 1932.

  78. Swingle, WT Бордоская смесь: ее химический состав, физические свойства и токсическое воздействие на грибы и водоросли. Сельскохозяйственный департамент США, отд. Вег. физ. Дорожка. Бык. 9 : 1–37. 1896.

    Google ученый

  79. Тэтчер, Р.В. и Л. Р. Стритер. Прилипание к листве серы в фунгицидных опрыскиваниях и опрыскиваниях. Н. Я. [Женева] Agr. Эксп. Ст., Тех. Бык. 116 : 1–18. 1925.

    Google ученый

  80. Уэйн Р.Л. и Э. Х. Уилкинсон. Изучение медных фунгицидов. VI. Раствор меди из бордосской и бургундской смесей. Анна. Приложение. биол. 30 : 379–391. 1943.

    Артикул КАС Google ученый

  81. —.Изучение медных фунгицидов. VII. Раствор меди из подкормок на семена гороха. Анна. Приложение. биол. 32 : 240–243. 1945.

    Артикул КАС Google ученый

  82. —. Изучение медных фунгицидов. VIII. Проникновение меди в прорастающий горох. Анна. Приложение. биол. 32 : 243–247. 1945.

    Артикул КАС Google ученый

  83. —.Изучение медных фунгицидов. IX. Исследования с экссудатом спор грибов. Анна. Приложение. биол. 33 : 401–405. 1946.

    Артикул Google ученый

  84. Уилкоксон, Ф. и С. Э. А. Маккаллан. Фунгицидное действие серы. I. Предполагаемая роль пентатионовой кислоты. Фитопат. 20 : 391–417. 1930. ( Также в Contr. Boyce Thompson Inst. 2 : 389–415.1930.)

    CAS Google ученый

  85. —. Фунгицидное действие серы. III. Физические факторы, влияющие на эффективность пылей. контр. Институт Бойса Томпсона. 3 : 509–528. 1931.

    КАС Google ученый

  86. —. Фунгицидное действие серы. IV. Сравнительная токсичность серы, селена и теллура. контр. Институт Бойса Томпсона. 4 : 415–424.1932.

    КАС Google ученый

  87. —. Выветривание бордоской смеси. контр. Институт Бойса Томпсона. 9 : 149–159. 1938.

    КАС Google ученый

  88. —. Теоретические принципы, лежащие в основе лабораторных испытаний токсичности фунгицидов. контр. Институт Бойса Томпсона. 10 : 329–338. 1939.

    КАС Google ученый

  89. Уильямс, Р.С. и Х. К. Янг. Токсическое свойство серы, химия по отношению к токсическим факторам. инд. и англ. хим. 21 : 359–362. 1929.

    Артикул КАС Google ученый

  90. Янг, Х.К. Токсическое свойство серы. Анна. Миссури Бот. Гард. 9 : 403–435. 1922.

    Артикул КАС Google ученый

  91. — и Р.К. Уильямс. Пентатионовая кислота, фунгицидный фактор серы. Наука 67 : 19–20. 1928.

    ПабМед Статья КАС Google ученый

  92. Сульфат меди (II) – мой любимый элемент: сера в различных составных формах.В безводной форме это порошок, а в пентагидратной форме — светло-голубое твердое вещество. Точно так же это соединение растворяется в воде в результате экзотермической реакции. Кроме того, он обладает химическим свойством, которое позволяет ему реагировать с другими металлами в рамках одной реакции замещения.

    Молярная масса: 159,62 г/моль

    Температура плавления: 110°C

    Температура кипения: 150°C

    Прочность связи: 1/1=1

    Прочность связи сульфата: 4/4=1 (II) Сульфат обычно используется в качестве фунгицида.Он способен контролировать грибок и может предотвратить выпревание рассады, а также может контролировать инвазивные растения и корни вблизи труб с водой. Его можно использовать в качестве альгицида в плавательных бассейнах и для лечения паразитарных инфекций у рыб. Он также используется во многих химических тестах. Одним из примеров является тест с биуретовым реагентом, где он используется для обнаружения белков. Наконец, его также можно использовать для проверки крови на анемию, в зависимости от того, тонет ли кровь или всплывает в этом растворе с удельным весом.

    Тип связи: Сульфат меди (II) представляет собой ионную связь между переходным металлом и неметаллом.Сульфат принимает два атома меди и получает отрицательный валентный заряд, тогда как медь получает положительный валентный заряд. Сульфат связан ковалентными связями полярности, кислород имеет более высокую электроотрицательность и, следовательно, притягивает электроны ближе к своему ядру, чем к ядру серы.

    Трехмерная структура: Трехмерная структура между анионом сульфата представляет собой тетраэдр с углами 109,5 градусов. Центральный атом серы окружен четырьмя атомами кислорода, образующими одинарные связи, при этом у серы 4 общие пары и 0 неподеленных пар.Это соответствует правилу октетов Sulphur. Что касается меди, поскольку она ионная, она не делит электроны с сульфатным анионом. Таким образом, с небольшими катионами меди и большими анионами сульфата они сжимаются и становятся структурой, подобной приведенной ниже, с меньшими катионами, расположенными между большими анионами.

    Межмолекулярные силы: Поскольку это ионная связь, положительный ион меди будет притягиваться к положительным ионам сульфата и наоборот. Из-за этого сильного притяжения ионные соединения обычно присутствуют в твердой форме, как показано на рисунке ниже.Вот почему они имеют высокую температуру кипения и плавления, потому что связи настолько прочны из-за высокой полярности.

    Структура сульфата

    Сера

    Химический элемент сера классифицируется как халькоген и неметалл. Оно известно с древних времен. Его первооткрыватель и дата открытия неизвестны.

    Зона данных

    Классификация: Сера является халькогеном и неметаллом
    Цвет: желтый
    Атомный вес: 32.06
    Состояние: твердый
    Температура плавления: 115,2 или С, 388,4 К
    Температура кипения: 444,7 или С, 717,9 К
    Электроны: 16
    Протоны: 16
    Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 16
    Электронные оболочки: 2,8,6
    Электронная конфигурация: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
    Плотность @ 20 или C: 2.07 г/см 3
    Показать больше, в том числе: Теплота, Энергия, Окисление,
    Реакции, Соединения, Радиусы, Проводимости
    Атомный объем: 15,5 см 3 /моль
    Структура: S 8 кольца
    Твердость: 2 месяца
    Удельная теплоемкость 0,71 Дж г -1 К -1
    Теплота плавления 1.7175 кДж моль -1
    Теплота распыления 279 кДж моль -1
    Теплота парообразования 9,8 кДж моль -1 из S 2
    1 ст энергия ионизации 999,6 кДж моль -1
    2 nd энергия ионизации 2251 кДж моль -1
    3 rd энергия ионизации 3360.6 кДж моль -1
    Сродство к электрону 200,4144 кДж моль -1
    Минимальная степень окисления -2
    Мин. общее окисление нет. -2
    Максимальная степень окисления 6
    Макс. общее окисление нет. 6
    Электроотрицательность (шкала Полинга) 2,58
    Объем поляризуемости 2.9 Å 3
    Реакция с воздухом энергичный, вес/вес ⇒ SO 2
    Реакция с 15 М HNO 3 энергичный, ⇒ H 2 SO 4 , NO x
    Реакция с 6 М HCl нет
    Реакция с 6 М раствором NaOH нет
    Оксид(ы) СО 2 , СО 3
    Гидрид(ы) H 2 S (сероводород)
    Хлорид(ы) S 2 Класс 2 , SКл 2
    Атомный радиус 100 вечера
    Ионный радиус (1+ ион)
    Ионный радиус (2+ ион)
    Ионный радиус (3+ ион)
    Ионный радиус (1-ион)
    Ионный радиус (2-ионный) 170 часов
    Ионный радиус (3-ионный)
    Теплопроводность 0.205 Вт·м -1 К -1
    Электропроводность 5,0 x 10 -14 S см -1
    Температура замерзания/плавления: 115,2 или С, 388,4 К

    Отложения серы вокруг жерла вулкана

    Большая часть пользы для здоровья от лука и чеснока связана с соединениями серы.

    Серные равнины вокруг вулканического спутника Юпитера Ио.Фото: НАСА

    Древняя переработка серы: серная руда нагревается в котлах, крышки которых плотно прилегают, чтобы ограничить выброс SO 2 . (Современный предел кратковременного воздействия для SO 2 составляет 5 частей на миллион. (12) ) Жидкая сера собирается под горшками. Георгиус Агрикола, 1556.

    Открытие серы

    Доктор Дуг Стюарт

    Сера известна с древних времен. В Библии его называют серой. Его можно найти в элементарном состоянии вокруг жерл вулканов.

    Название могло быть получено из арабского «суфра», что означает желтый, или санскритского «шулбари», что означает враг (ари) меди (шулба). (1)

    Вариант на санскрите привлекателен, потому что он несет в себе сообщение о давних знаниях людей в области химии: сера действительно легко реагирует со многими металлами, включая медь. (Санскрит — один из древнейших индоевропейских языков — ему более 3000 лет. Несмотря на это, это человеческий язык, наиболее совместимый с искусственным интеллектом. (2) )

    При горении серы образуется диоксид серы, ядовитый газ. Когда-то этот газ применялся в Нью-Йорке для фумигации зданий, в которых распространялись инфекционные заболевания. (3)

    Использование горения серы для окуривания началось несколько тысяч лет назад. В «Одиссее» Гомера, которой около 2800 лет, Одиссей говорит: «Принеси серу, старая кормилица, которая очищает от всех загрязнений, и принеси мне огонь, чтобы я мог очистить дом серой…» (4)

    В 808 году китайский текст дает нам, возможно, первый рецепт пороха, содержащий селитру, серу и углерод. (5)

    Также считается, что сера

    была компонентом «Греческого огня», оружия, похожего на огнемет, использовавшийся Византийской империей. (6), (7)

    Сера стала признанным химическим элементом в 1789 году, когда Антуан Лавуазье включил ее в свой знаменитый список элементов. (8)

    В 1823 году немецкий химик Эйльхард Мичерлих открыл аллотропию серы: он показал, что форма кристаллов серы, полученная при охлаждении расплавленной серы, отличается от формы, полученной при кристаллизации элемента из раствора. (9)

    Сера, полученная из расплавленной серы, называется моноклинной серой, а сера, полученная при кристаллизации раствора, называется ромбической серой. Обе формы состоят из колец S 8 . Разница между формами заключается в том, как кольца расположены внутри кристалла.

    В то время понятие аллотропии — различных структурных форм одного и того же элемента — еще не стало формальной частью химии. Только в 1841 году Берцелиус ввел этот термин для объяснения моноклинной и ромбической форм серы. (10)

    К 1800-м годам сера в форме серной кислоты стала лучшим способом судить о богатстве страны. Страны даже воевали из-за серы.

    Вот что говорил об этом великий немецкий химик Юстус Либих примерно в 1843 году:

    «Не будет преувеличением сказать, что мы можем справедливо судить о коммерческом процветании страны по количеству потребляемой ею серной кислоты.

    (цена на серу влияет на цену…) отбеленных и набивных хлопчатобумажных тканей, мыла, стекла и т. д., и помня, что Великобритания снабжает ими Америку, Испанию, Португалию и Восток, обменивая их на хлопок-сырец, шелк, вино , изюм, индиго и т. д., мы можем понять, почему английское правительство решило прибегнуть к войне с Неаполем (в 1839 г.), чтобы отменить монополию на серу, которую последняя пыталась недавно установить. (11)

    Интересные факты о сере

    • Сера составляет почти 3% массы Земли. Если вы думаете, что это немного, в следующий раз, когда вы посмотрите на небо и увидите луну, подумайте вот о чем: земля содержит достаточно серы, чтобы образовалась не одна новая луна, а две!
    • Когда шекспировский Отелло просит о наказании, он упоминает одну возможность: «…поджарь меня в сере!»
    • Сера горит очень приятным голубым пламенем — ее старое название — сера, что означает «горящий камень» или «горящий камень».
    • Чистая сера не имеет запаха, но многие ее соединения воняют! Например, соединения серы, называемые меркаптанами, придают скунсам их ужасный запах. Тухлые яйца (и большинство бомб-вонючек) получают свой характерный аромат благодаря сероводороду, H 2 S.
    • Некоторые пещерные бактерии переваривают сероводород и производят в пещерах снотиты (подумайте о слизистых сталактитах). Эти сопляки капают серной кислотой с нулевым рН — этого достаточно, чтобы прожечь дыры в вашей одежде, если вы встанете под нее.Бактерии сноттита процветают в районах, где есть залежи серы или серосодержащие минералы или углеводороды. Серная кислота, которую они выделяют, создает под землей новые пещерные системы, растворяя камни.
    • В ядре Земли доля серы гораздо выше, чем в ее коре – примерно в 100 раз больше.
    • Пенициллин — природный антибиотик на основе серы.

     

    Кольцо из серы 8.

    Сера очень энергично реагирует с цинком.Вот пробный пуск серно-цинковой ракеты.

    Кристаллизация жидкой серы.

    Внешний вид и характеристики

    Вредное воздействие:

    Элементарная сера считается малотоксичной.

    Такие соединения, как сероуглерод, сероводород и диоксид серы, токсичны. Например, при концентрации 0,03 части на миллион мы чувствуем запах сероводорода, но он считается безопасным в течение восьми часов воздействия.При 4 ppm это может вызвать раздражение глаз. При 20 ppm воздействие более минуты вызывает серьезное повреждение глазных нервов. При 700 ppm дыхание останавливается. Если не будет быстрого спасения, наступит смерть. Это может привести к необратимому повреждению головного мозга. (14)

    Характеристики:

    Сера представляет собой мягкое бледно-желтое хрупкое твердое вещество без запаха. Нерастворим в воде, но растворим в сероуглероде. Горит голубым пламенем, окисляясь до диоксида серы.

    Сера существует в нескольких кристаллических и аморфных аллотропах.Наиболее распространенной формой является желтая орторомбическая альфа-сера, содержащая сморщенные кольца S 8 .

    Сера многовалентна и сочетается с валентностью 2, 4 или 6 почти со всеми другими элементами. Наиболее известным соединением серы является сероводород (H 2 S). Это ядовитый газ с запахом тухлых яиц; запах используется в бомбах-вонючках, многие из которых выделяют небольшое количество сероводорода.

    Использование серы

    Сера в основном используется в коммерческих целях в качестве реагента при производстве серной кислоты (H 2 SO 4 ).Серная кислота является основным химическим веществом номер один в промышленно развитых странах, которое требуется в больших количествах для свинцово-кислотных аккумуляторов для автомобилей.

    Сера также используется при вулканизации натурального каучука, в качестве фунгицида, в черном порохе, в моющих средствах и в производстве фосфорных удобрений.

    Сера является жизненно важным элементом для всех форм жизни. Он является компонентом двух аминокислот, цистеина и метионина.

    Изобилие и изотопы

    Содержание земной коры: 350 частей на миллион по массе, 225 частей на миллион по молям

    Изобилие солнечной системы: 400 частей на миллион по весу, 10 частей на миллион по молям

    Стоимость в чистом виде: 50 долларов США за 100 г

    Стоимость, оптом: $ за 100 г

    Источник: Залежи серы естественным образом обнаруживаются в районах вокруг горячих источников и в вулканических районах.Он также широко встречается в природе в виде железного пирита (сульфид железа), галенита (сульфид свинца), гипса (сульфат кальция), солей Эпсома (сульфат магния) и многих других минералов.

    Сера добывается в промышленных масштабах из подземных месторождений с использованием процесса Фраша — перегретая вода и пар закачиваются под землю, где они плавят серу, позволяя перекачивать ее на поверхность. Серу также получают в промышленных масштабах как побочный продукт переработки сырой нефти.

    Изотопы: Сера имеет 18 изотопов, периоды полураспада которых известны, с массовыми числами от 27 до 45.Встречающаяся в природе сера представляет собой смесь своих четырех стабильных изотопов, и они находятся в указанных процентах: 32 S (95,0%), 33 S (0,8%), 34 S (4,2%) и 36. с (0,02%).

    Каталожные номера
    1. Г. Эггерт, М. Вейхерт, Х. Эйлер, Б. Барбье, Некоторые новости о черных пятнах., 2004 г., Proceedings of Metal, стр. 142 (скачать в формате pdf).
    2. Рик Бриггс, Представление знаний на санскрите и искусственный интеллект, Журнал AI, том 6, номер 1, 1985 г., стр. 32.
    3. Сайрус Эдсон, Дезинфекция жилых помещений с помощью двуокиси серы., Public Health Pap Rep., 1889, 15: p65-68.
    4. Томас Ф. Глик, Стивен Джон Ливси, Фейт Уоллис, Диоксид, средневековая наука, технология и медицина: энциклопедия., 2005, стр. 211, Routelidge.
    5. Гомер, Одиссея, стр. 270.
    6. Чарльз Стефенсон, Секретное оружие адмирала: лорд Дандональд и истоки химической войны, стр. 93, Boydell Press.
    7. Эрик Кродди, Химическая и биологическая война., стр. 128, Книги Коперника
    8. Антуан Лавуазье, Элементы химии в Project Gutenberg 1790, перевод французского оригинала 1789 года Роберта Керра.
    9. Ганс-Вернер Шютт, Эйльхард Мичерлих, принц прусской химии., стр. 98, Фонд химического наследия.
    10. Уильям Б. Дженсен, Происхождение термина аллотроп., J. Chem. образования, 2006, 83 (6), стр. 838.
    11. Юстус Фрайхерр фон Либих, Знакомые письма по химии., 1843.
    12. Диоксид серы в атмосфере на рабочем месте Управление по безопасности и гигиене труда
    13. Почему при нарезании лука вы плачете? , Библиотека Конгресса.
    14. Токсичность газообразного сероводорода.
    Цитировать эту страницу

    Для онлайн-ссылки скопируйте и вставьте одно из следующего:

     Сера
     

    или

     Факты об элементе серы
     

    Чтобы процитировать эту страницу в академическом документе, используйте следующую ссылку в соответствии с MLA:

     «Сера."Периодическая таблица Chemicool. Chemicool.com. 18 октября 2012 г. Интернет.
    . 
    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.