Сера (S)
НеметаллТвёрдое тело
Стандартный атомный вес
32.06 u [32,059, 32,076]Электронная конфигурация
[Ne] 3s2 3p4Температура плавления
115.21 °C (388.36 K)Температура кипения
444.6 °C (717.75 K)Плотность
2067 kg/m³Степени окисления
−2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6Электроотрицательность (Полинг)
2.58Энергия ионизации (1-я)
Год открытия
1777Атомный радиус
100 pmДополнительно
Сера — реакционноспособный неметалл группы 16, встречающийся в природе в виде элементной серы и в сульфидных и сульфатных минералах. Она образует множество аллотропов и широкий ряд соединений, особенно с кислородом, водородом, металлами и органическими группами. Ее химия имеет центральное значение для удобрений, нефтепереработки, вулканизованной резины и биологических молекул, таких как аминокислоты и кофакторы.
Сера — бледно-жёлтое, без запаха, хрупкое твёрдое вещество, нерастворимое в воде, но растворимое в сероуглероде. В любом состоянии, будь то газ, жидкость или твёрдое вещество, элементарная сера существует более чем в одной аллотропной форме или модификации; они представляют собой запутанное множество форм, связи между которыми ещё не до конца поняты.
В 1975 году учёные Университета Пенсильвании сообщили о синтезе полимерного нитрида серы, который обладает свойствами металла, хотя и не содержит атомов металла. Этот материал обладает необычными оптическими и электрическими свойствами.
Высокочистая сера коммерчески доступна с чистотой 99.999+%.
Аморфную, или «пластическую», серу получают быстрым охлаждением кристаллической формы. Рентгеновские исследования показывают, что аморфная сера может иметь спиральную структуру с восемью атомами на виток. По-видимому, кристаллическая сера состоит из колец, каждое из которых содержит восемь атомов серы, которые укладываются таким образом, что дают обычную рентгеновскую картину.
Название происходит от латинского sulphurium и санскритского sulveri. Сера была известна как brenne stone — «горючий камень», откуда происходит brim-stone. Она была известна с доисторических времен и считалась содержащей водород и кислород. В 1809 году французские химики Луи-Жозеф Гей-Люссак и Луи-Жак Тенар доказали элементарную природу серы.
Сера, десятый по распространенности элемент во Вселенной, известна с древних времен. Примерно в 1777 году Антуан Лавуазье убедил остальное научное сообщество в том, что сера является элементом. Сера входит в состав многих распространенных минералов, таких как галенит (PbS), гипс (CaSO4·2(H2O), пирит (FeS2), сфалерит (ZnS или FeS), киноварь (HgS), стибнит (Sb2S3), эпсомит (MgSO4·7(H2O)), целестин (SrSO4) и барит (BaSO4). Почти 25% серы, производимой сегодня, извлекается при переработке нефти и как побочный продукт извлечения других материалов из серосодержащих руд. Большая часть серы, производимой сегодня, получают из подземных залежей, обычно встречающихся совместно с залежами соли, с помощью процесса, известного как процесс Фраша. Сера — бледно-желтый, без запаха и хрупкий материал. Она проявляет три аллотропные формы: орторомбическую, моноклинную и аморфную. Орторомбическая форма является наиболее устойчивой формой серы. Моноклинная сера существует в интервале температур от 96°C до 119°C и при охлаждении возвращается к орторомбической форме. Аморфная сера образуется при быстром охлаждении расплавленной серы. Аморфная сера мягкая и эластичная и со временем возвращается к орторомбической форме.
Известна древним; упоминается в Книге Бытия как brimstone.
Изображения
Свойства
Физические
Химические
Термодинамические
Ядерные
Распространённость
Реакционная способность
N/A
Кристаллическая структура
Электронная структура
Идентификаторы
Электронная конфигурация Measured
S: 3s² 3p⁴[Ne] 3s² 3p⁴1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴Модель атома
Изотопы меняют число нейтронов, массу и стабильность — но не электронную конфигурацию нейтрального атома.
Схематическая модель атома, не в масштабе.
Атомный отпечаток
Спектр испускания / поглощения
Распределение изотопов
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада |
|---|---|---|---|
| 32 Стабильный | 31,9720711744 ± 0,0000000014 | 94.9900% | Стабильный |
| 33 Стабильный | 32,9714589098 ± 0,0000000015 | 0.7500% | Стабильный |
| 34 Стабильный | 33,967867004 ± 0,000000047 | 4.2500% | Стабильный |
| 36 Стабильный | 35,96708071 ± 0,0000002 | 0.0100% | Стабильный |
Фазовое состояние
Причина: на 90.2 °C ниже точки плавления (115.21 °C)
Схематично, не в масштабе
Точки фазовых переходов
Энергии переходов
Энергия для плавления 1 моля при tплав
Энергия для испарения 1 моля при tкип
Энергия для возгонки 1 моля при tвозг
Плотность
При нормальных условиях
При нормальных условиях
Дополнительно
Атомные спектры
Показано 10 из 16 Атомные спектры. Сортировка по заряду иона (по возрастанию).
Состав спектральных линий ?
| Ion | Заряд | Total lines | Transition probabilities | Level designations |
|---|---|---|---|---|
| S I | 0 | 1437 | 1052 | 1429 |
| S II | +1 | 1349 | 753 | 1349 |
| S III | +2 | 329 | 273 | 329 |
| S IV | +3 | 1199 | 999 | 1199 |
| S V | +4 | 866 | 699 | 866 |
| S VI | +5 | 457 | 393 | 457 |
| S VII | +6 | 259 | 253 | 255 |
| S VIII | +7 | 254 | 253 | 254 |
| S IX | +8 | 175 | 175 | 175 |
| S X | +9 | 270 | 268 | 270 |
Состав энергетических уровней ?
| Ion | Заряд | Levels |
|---|---|---|
| S I | 0 | 382 |
| S II | +1 | 247 |
| S III | +2 | 59 |
| S IV | +3 | 142 |
| S V | +4 | 150 |
| S VI | +5 | 88 |
| S VII | +6 | 57 |
| S VIII | +7 | 54 |
| S IX | +8 | 45 |
| S X | +9 | 44 |
Ионные радиусы
| Заряд | Координация | Спин | Радиус |
|---|---|---|---|
| -2 | 6 | N/A | 184 пм |
| +4 | 6 | N/A | 37 пм |
| +6 | 4 | N/A | 12 пм |
| +6 | 6 | N/A | 28.999999999999996 пм |
Соединения
Изотопы (4)
Eleven isotopes of sulfur exist. None of the four isotopes that are found in nature are radioactive. A finely divided form of sulfur, known as flowers of sulfur, is obtained by sublimation.
| Массовое число | Атомная масса (а.е.м.) | Природная распространённость | Период полураспада | Режим распада | |
|---|---|---|---|---|---|
| 32 Стабильный | 31,9720711744 ± 0,0000000014 | 94.9900% ± 0.2600% | Стабильный | stable | |
| 33 Стабильный | 32,9714589098 ± 0,0000000015 | 0.7500% ± 0.0200% | Стабильный | stable | |
| 34 Стабильный | 33,967867004 ± 0,000000047 | 4.2500% ± 0.2400% | Стабильный | stable | |
| 36 Стабильный | 35,96708071 ± 0,0000002 | 0.0100% ± 0.0100% | Стабильный | stable |
Спектральные линии
Показано 50 из 556 Спектральные линии. По умолчанию показаны только спектральные линии с измеренной интенсивностью.
| Длина волны (нм) | Интенсивность | Стадия ионизации | Тип | Переход | Точность | Источник | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 545.3853 нм | 42000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 543.2797 нм | 30000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 416.2665 нм | 25000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).4d 4F | Измерено | NIST | |
| 532.0715 нм | 24000 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4s 2D → 3s2.3p2.(1D).4p 2F* | Измерено | NIST | |
| 415.3066 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).4d 4F | Измерено | NIST | |
| 503.2435 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 542.8658 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 547.3617 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 550.9702 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 560.6158 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4F → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 563.998 нм | 20000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 414.5059 нм | 16000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).4d 4F | Измерено | NIST | |
| 429.44 нм | 16000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4P* → 3s2.3p2.(3P).4d 4D | Измерено | NIST | |
| 481.5553 нм | 16000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4S* | Измерено | NIST | |
| 534.5715 нм | 16000 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4s 2D → 3s2.3p2.(1D).4p 2F* | Измерено | NIST | |
| 393.326 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 2D* → 3s2.3p2.(3P).4d 2F | Измерено | NIST | |
| 402.875 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).4d 4D | Измерено | NIST | |
| 414.2259 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).4d 4F | Измерено | NIST | |
| 417.4266 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4p 2F* → 3s2.3p2.(1D).4d 2G | Измерено | NIST | |
| 426.7762 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4P* → 3s2.3p2.(3P).4d 4D | Измерено | NIST | |
| 452.4942 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4s 2D → 3s2.3p2.(1D).4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 500.9564 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 501.4044 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 521.2614 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4s 2D → 3s2.3p2.(1D).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 630.5479 нм | 13000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4D → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 556.4958 нм | 12000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 564.0336 нм | 12000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4F → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 564.6998 нм | 12000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 565.9998 нм | 12000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4F → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 628.6951 нм | 12000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 2F → 3s2.3p2.(3P).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 392.3449 нм | 10000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 2D* → 3s2.3p2.(3P).4d 2F | Измерено | NIST | |
| 446.358 нм | 10000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).5s 4P | Измерено | NIST | |
| 639.7363 нм | 10000 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4D → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 471.6272 нм | 9900 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4S* | Измерено | NIST | |
| 499.1968 нм | 9800 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 502.72 нм | 9800 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2S* | Измерено | NIST | |
| 520.1025 нм | 9800 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4s 2D → 3s2.3p2.(1D).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 566.4773 нм | 9700 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4F → 3s2.3p2.(3P).4p 4D* | Измерено | NIST | |
| 631.2666 нм | 7900 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 2F → 3s2.3p2.(3P).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 399.3499 нм | 7800 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 2F → 3s2.3p2.(1D).4p 2F* | Измерено | NIST | |
| 403.2767 нм | 7800 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4S* → 3s2.3p2.(3P).4d 4P | Измерено | NIST | |
| 417.4001 нм | 7700 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).4p 2F* → 3s2.3p2.(1D).4d 2G | Измерено | NIST | |
| 446.443 нм | 7700 | S II | emission | 3s2.3p2.(1D).3d 2F → 3s2.3p2.(3P<2>).4f 2[5]* | Измерено | NIST | |
| 448.3428 нм | 7700 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4p 4D* → 3s2.3p2.(3P).5s 4P | Измерено | NIST | |
| 465.6762 нм | 7700 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4S* | Измерено | NIST | |
| 491.7197 нм | 7600 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2P* | Измерено | NIST | |
| 492.5347 нм | 7600 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 510.3332 нм | 7600 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 4P → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST | |
| 581.9238 нм | 7500 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).4s 2P → 3s2.3p2.(3P).4p 2D* | Измерено | NIST | |
| 639.8015 нм | 7500 | S II | emission | 3s2.3p2.(3P).3d 4D → 3s2.3p2.(3P).4p 4P* | Измерено | NIST |
Расширенные свойства
Ковалентные радиусы (расш.)
Радиусы Ван-дер-Ваальса
Атомные и металлические радиусы
Шкалы нумерации
Шкалы электроотрицательности
Поляризуемость и дисперсия
Химическое сродство
Риск поставок и экономика
Фазовые переходы и аллотропы
| Температура перехода | 368.35 K |
| Температура кипения | 717.76 K |
| Критическая точка (температура) | 1314.15 K |
| Критическая точка (давление) | 20.7 MPa |
| Температура плавления | 388.36 K |
| Температура кипения | 717.76 K |
| Критическая точка (температура) | 1314.15 K |
Категории степеней окисления
Расширенные справочные данные
Константы экранирования (5)
| n | Орбиталь | σ |
|---|---|---|
| 1 | s | 0.4591 |
| 2 | p | 4.023 |
| 2 | s | 5.3712 |
| 3 | p | 10.5181 |
| 3 | s | 9.6331 |
Детализация кристаллических радиусов (4)
| Заряд | CN | Спин | rcrystal (pm) | Источник |
|---|---|---|---|---|
| -2 | VI | 170 | Pauling's (1960) crystal radius, | |
| 4 | VI | 51 | Ahrens (1952) ionic radius, | |
| 6 | IV | 26 | ||
| 6 | VI | 43 | calculated, |
Режимы распада изотопов (38)
| Изотоп | Режим | Интенсивность |
|---|---|---|
| 26 | 2p | — |
| 27 | B+ | 100% |
| 27 | B+p | 61% |
| 27 | 2p | 3% |
| 28 | B+ | 100% |
| 28 | B+p | 20.7% |
| 29 | B+ | 100% |
| 29 | B+p | 46.4% |
| 30 | B+ | 100% |
| 31 | B+ | 100% |
Факторы рассеяния X‑лучей (504)
| Энергия (eV) | f₁ | f₂ |
|---|---|---|
| 10 | — | 4.05213 |
| 10.1617 | — | 4.23511 |
| 10.3261 | — | 4.42637 |
| 10.4931 | — | 4.62625 |
| 10.6628 | — | 4.83517 |
| 10.8353 | — | 5.05351 |
| 11.0106 | — | 5.28172 |
| 11.1886 | — | 5.52024 |
| 11.3696 | — | 5.79892 |
| 11.5535 | — | 6.15554 |
Дополнительные данные
Estimated Crustal Abundance
The estimated element abundance in the earth's crust.
3.50×102 milligrams per kilogram
Источники (1)
Estimated Oceanic Abundance
The estimated element abundance in the earth's oceans.
9.05×102 milligrams per liter
Источники (1)
Sources
Sources of this element.
Sulfur is found in meteorites. R.W. Wood suggests that the dark area near the crater Aristarchus is a sulfur deposit.
Sulfur occurs native in the vicinity of volcanos and hot springs. It is widely distributed in nature as iron pyrites, galena, sphalerite, cinnabar, stibnite, gypsum, epsom salts, celestite, barite, etc.
Источники (1)
- [6] Sulfur https://periodic.lanl.gov/16.shtml
Production
Production of this element (from raw materials or other compounds containing the element).
Sulfur is commercially recovered from wells sunk into the salt domes along the Gulf Coast of the U.S. Using the Frasch process heated water is forced into the wells to melt the sulfur, which is then brought to the surface.
Sulfur also occurs in natural gas and petroleum crudes and must be removed from these products. Formerly this was done chemically, which wasted the sulfur; new processes now permit recovery. Large amounts of sulfur are being recovered from Alberta gas fields.
Источники (1)
- [6] Sulfur https://periodic.lanl.gov/16.shtml
Isotopes in Forensic Science and Anthropology
Information on the use of this element's isotopes in forensic science and anthropology.
The isotope-amount ratio n(34S)/n(32S) can be used to authenticate the dietary source of cattle. First, stable isotopes are measured to infer the dietary source of the cattle. Once the source of the diet is found, the isotopic compositions can be traced in certain muscle groups of the cattle and can be used to determine if the diet of the animal has been changed or if the feed is consistent with what the animal has been claimed to have been fed [145] [145] B. Bahar, A. P. Moloney, F. J. Monahan, S. M. Harrison, A. Zazzo, C. M. Scrimgeour, I. S. Begley, O. Schmidt. J. Anim. Sci.87, 905 (2009).[145] B. Bahar, A. P. Moloney, F. J. Monahan, S. M. Harrison, A. Zazzo, C. M. Scrimgeour, I. S. Begley, O. Schmidt. J. Anim. Sci.87, 905 (2009)..
Источники (2)
- [145] B. Bahar, A. P. Moloney, F. J. Monahan, S. M. Harrison, A. Zazzo, C. M. Scrimgeour, I. S. Begley, O. Schmidt. J. Anim. Sci.87, 905 (2009).
- [4] IUPAC Periodic Table of the Elements and Isotopes (IPTEI) https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703
Источники
(9)
Data deposited in or computed by PubChem
The half-life and atomic mass data was provided by the Atomic Mass Data Center at the International Atomic Energy Agency.
Element data are cited from the Atomic weights of the elements (an IUPAC Technical Report). The IUPAC periodic table of elements can be found at https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/. Additional information can be found within IUPAC publication doi:10.1515/pac-2015-0703 Copyright © 2020 International Union of Pure and Applied Chemistry.
The information are cited from Pure Appl. Chem. 2018; 90(12): 1833-2092, https://doi.org/10.1515/pac-2015-0703.
Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) is one of 17 national laboratories funded by the U.S. Department of Energy. The lab's primary mission is to conduct basic research of the atom's nucleus using the lab's unique particle accelerator, known as the Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF). For more information visit https://www.jlab.org/
The periodic table at the LANL (Los Alamos National Laboratory) contains basic element information together with the history, source, properties, use, handling and more. The provenance data may be found from the link under the source name.
The periodic table contains NIST's critically-evaluated data on atomic properties of the elements. The provenance data that include data for atomic spectroscopy, X-ray and gamma ray, radiation dosimetry, nuclear physics, and condensed matter physics may be found from the link under the source name. Ref: https://www.nist.gov/pml/atomic-spectra-database
This section provides all form of data related to element Sulfur.
The element property data was retrieved from publications.

