Номер A, страница 142 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

1. Что такое аллотропия? С чем связана аллотропия серы? Назовите по рисунку аллотропные видоизменения серы:

a)$S_8$

б)$S-S-S \quad 108^\circ$

в)$S-S-S-S-S-S-S-S-S$

2. Какие валентности проявляет сера в соединениях?

3. В виде каких солей представлены природные соединения серы?

1. Аллотропия – это явление существования химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые различаются по строению и свойствам. Эти вещества называют аллотропными модификациями.

Аллотропия серы связана со способностью её атомов образовывать прочные ковалентные связи друг с другом, формируя как циклические молекулы (например, $S_8$), так и длинные полимерные цепи ($S_n$). Различие в строении этих структурных единиц и способе их укладки в пространстве является причиной многообразия аллотропных модификаций серы.

На рисунке представлены следующие аллотропные видоизменения:

а) Ромбическая сера. Это наиболее устойчивая кристаллическая модификация, состоящая из циклических молекул $S_8$. На рисунке показана её структурная формула в виде восьмичленного цикла.

б) Моноклинная сера. Эта модификация, также состоящая из молекул $S_8$, но имеющая иную кристаллическую структуру. На рисунке показана пространственная "коронообразная" форма молекулы $S_8$, которая является структурной единицей для обеих кристаллических модификаций.

в) Пластическая сера. Это аморфная, полимерная модификация, состоящая из длинных неупорядоченных цепей атомов серы.

Ответ: Аллотропия – это способность элемента образовывать несколько простых веществ. Аллотропия серы обусловлена способностью её атомов образовывать разнообразные по строению молекулы (циклы и цепи). На рисунках изображены: а) ромбическая сера; б) моноклинная сера (показана молекула $S_8$, являющаяся её основой); в) пластическая сера.

2. Сера является элементом 16-й группы Периодической системы, её электронная конфигурация внешнего слоя – $3s^23p^4$. В соединениях сера проявляет, как правило, три валентности: II, IV, VI.

• Валентность II (степень окисления -2) атом серы проявляет в своём основном состоянии, имея два неспаренных электрона. Примеры: сероводород $H_2S$, сульфид натрия $Na_2S$.
• Валентность IV (степень окисления +4) атом серы проявляет в первом возбуждённом состоянии, когда один $p$-электрон переходит на $d$-орбиталь, образуя четыре неспаренных электрона. Примеры: оксид серы(IV) $SO_2$, сернистая кислота $H_2SO_3$.
• Валентность VI (степень окисления +6) атом серы проявляет во втором возбуждённом состоянии, когда на $d$-орбиталь переходят ещё и $s$-электроны, образуя шесть неспаренных электронов. Примеры: оксид серы(VI) $SO_3$, серная кислота $H_2SO_4$, гексафторид серы $SF_6$.

Ответ: Сера в соединениях проявляет валентности II, IV, VI.

3. В природе сера встречается как в самородном виде, так и в виде различных соединений. Наиболее распространёнными природными соединениями серы являются соли двух типов:

• Сульфиды – соли сероводородной кислоты $H_2S$. Они являются рудами многих металлов. Примеры минералов: галенит (свинцовый блеск) $PbS$, сфалерит (цинковая обманка) $ZnS$, пирит (железный колчедан) $FeS_2$, халькопирит (медный колчедан) $CuFeS_2$.
• Сульфаты – соли серной кислоты $H_2SO_4$. Эти соли также широко распространены в земной коре. Примеры минералов: гипс $CaSO_4 \cdot 2H_2O$, ангидрит $CaSO_4$, барит (тяжёлый шпат) $BaSO_4$, мирабилит (глауберова соль) $Na_2SO_4 \cdot 10H_2O$.

Ответ: Природные соединения серы представлены в виде солей сероводородной кислоты (сульфидов) и солей серной кислоты (сульфатов).