Представляет собой пример хорошо выра­женного энантиотропного полиморфизма. Она известна в трех кристалличе­ских модификациях, входящих в группу серы: α-сера, β-сера (сульфурит), γ-сера (розицкит). Наиболее устойчи­вой модификацией в нормальных условиях является ромбическая (α-сера), к которой относятся естественные кристаллы серы. Вторая, моноклинная модификация (β-сера) наиболее устойчива при высоких температурах. Моноклинная при охлаждении до температуры 95,5° С переходит в ромбиче­скую. В свою очередь, ромбическая при нагревании до этой температуры переходит в моноклинную и при температуре 119° С плавится. Различают кристаллическую и аморфную серу. Кристаллическая сера растворяется в органических соединениях (скипидаре, сероуглероде и керосине), тогда как аморфная сера в сероуглероде не растворяется. Примеси аморфной серы снижают температуру плавления кристаллической серы и затрудняют ее очистку.

Химический состав . Сера часто встречается химически чистой, иногда содержит до 5,2% селена (селенистая сера), а также и . Очень часто сера загрязнена механическими примесями глинистых, а также битуминозных веществ.

Структурная ячейка содержит 128S. Пространственная группа D 242h - Fddd; а 0 = 10,48, b 0 =12,92 с 0 = 24,55; а 0: b 0: с 0 = 0,813: 1,1: 1,903. В основе структуры ромбической серы лежит сложная молекулярная решетка. Элементарная ячейка состоит из 16 электрически нейтральных молекул, объединенных в цепочку замкнутых, зигзагообразных «сморщенных» колец из 8 атомов серы

s - s - 2.12А, s 8 - s 8 = 3,30 А

Агрегаты и габитус . Сера встречается в виде с плова и землистых скоплений, а также друз кристаллов, иногда в виде натечных форм и налетов. Часто встречаются хорошо образованные кристаллы бипирамидального (удлиненно-бипирамидального и срезанно-бипирамидального) и тетраэдрообразного габитуса, размер которых достигает нескольких сантиметров. Главными формами на кристаллах ромбической серы являются бипирамиды {111}, {113}, призмы {011}, {101} и пинакоид {001}.

Менее распространенными, но характерными для некоторых месторождений, являются пинакоидальные кристаллы (таблитчатого и пластинчатого облика). Изредка встречаются двойники срастания серы по (111), иногда по (011) и (100). Довольно часто кристаллы серы образуют параллельные сростки.

Физические свойства . Для серы характерны разные оттенки желтого цвета, реже бурого до черного. Цвет черты желтоватый. Блеск на гранях алмазный, на изломе - жирный. В кристаллах просвечивает. Спайность несовершенная по(001),(110), и (111). Твердость-1-2. Хрупкая. Плотность - 2,05-2,08. Сера - хороший теплоизолятор. Обладает полупроводниковыми свойствами. При трении заряжается отрицательным электричеством.

Оптически положительная; 2V = 69° ; ng - 2,240 - 2,245, nm - 2,038. nр = 1,951 - 1,958, ng - nр = 0,287.

Диагностические признаки . Кристаллические формы, цвет, низкая твердость и плотность, жирный блеск на изломе кристаллов, низкая температура плавления - характерные признаки серы. Главные линии на рентгенограммах: 3,85 ; 3,21 и 3,10. В НСl и H 2 S0 4 нерастворима. NH0 3 и царская водка окисляют серу, превращая ее в H 2 S0 4 . Сера легко растворяется в сероуглероде, скипидаре и керосине. П. п. т. легко плавится и загорается голубым пламенем с выделением S0 2 .

Образование и месторождения . Сера широко распространена в природе, ее месторождения возникают: 1) при вулканических извержениях; 2) при поверхностном разложении сульфосолей и сернистых соединений металлов, 3) при раскислении сернокислых соединений (главным образом гипса), 4) при разрушении органических соединений (преимущественно богатых серой асфальтов и нефти), 5) при разрушении органического организмов и 6) при разложении сероводорода (а также S0 2) на земной поверхности. Независимо от этих процессов сера образуется за счет сероводорода и иногда S0 2 и S0 3 , являющихся промежуточными продуктами при разложении других сернистых образований.

Промышленные месторождения серы представлены тремя типами: 1) вулканические месторождения, 2) месторождения, связанные с окислением сульфидов, и 3) осадочные месторождения. Вулканические месторож­дения серы возникают путем кристаллизации возгонов. Сера в виде хорошо образованных кристаллов выстилает выходные отверстия фумарол и мелкие трещины и пустоты. Вулканические месторождения серы известны в Италии, Японии, Чили и других вулканических районах. В Советском Союзе они имеются на Камчатке и Кавказе. Месторождения серы, связанные с окислением сульфидов, характерны для зоны окисления сульфидных месторождений. Их образование обусловлено неполным окислением сульфидов и происходите первую стадию окисления по такой возможной реакции:

RS + Fe 2 (S0 4 ) 3 = 2FeS0 4 + RS0 4 + S.

Наибольшее значение по запасам имеют месторождения серы, которые возникли при формировании осадочных горных пород. В этих месторождениях исходным веществом для образования серы является . Окисление сероводорода происходит следующим образом:

2HS + 0 2 = 2Н 2 0+2S.

Что касается происхождения самого сероводорода и путей его перехода в серу, большинство ученых рассматривает эти процессы с биохимической точки зрения, связывая их с жизнедеятельностью организмов. В конце XIX столетия был открыт ряд микробов, которым свойственна способность перерабатывать (восстанавливать) сернокислые соли в . Вместе с тем установлено, что образуется при гниении белковых соединений и в результате жизнедеятельности некоторых видов лучистого грибка

Actynomicetes. Среди микробов особенно выделяется род Microspira, который населяет дно стоячих водоемов и морских бассейнов, зараженных сероводо­родом. Эти организмы найдены также в подземных водах и нефти на глубинах до 1000-1500 м. Специфическая связь серы в главнейших месторожде­ниях с гипсом, нефтью и другими битумами (например, асфальтом и озоке­ритом) дает основание считать, что органических соединений является источником энергии и окисляется бактериями за счет кислорода, который они получают из сульфатов (например, гипса). В этом случае весь процесс образования сероводорода имеет такой вид:

Са²⁺+SO²⁻ 4 + 2С +2Н 2 0 = H 2 S+Са(НС0 3 ) 2

Переход сероводорода в серу может происходить или по реакции 2H 2 S+ О 2 = 2Н 2 0 + 2S, или же биохимическим путем под влиянием других бактерий, главнейшими среди которых являются Biggiatoa mirabith Thiospirillит. Эти бактерии, поглощая сероводород, перерабатывают его в серу, которую откладывают внутри своих клеток в виде желтых блестя­щих шариков. Бактерии живут в озерах, прудах и мелких частях моря и, падая на дно вместе с другими отложениями, дают начало месторождениям серы.

Месторождения , в которых сера возникает одновременно с породами, которые ее содержат, носят название сингенетических. Они известны в Сици­лии, в Советском Союзе (в Туркмении, Поволжье, Дагестане, Приднестровье и других местах). Особенностью сингенетических месторождений серы является ее тесная связь с определенным стратиграфическим горизонтом. Когда сера образуется за счет сероводорода, который циркулирует по трещинам горных пород, возникают эпигенетические месторождения. К ним относятся месторождения Техаса и Луизианы в США; в России - Шор-Су в Фергане, а также месторождения в районе Махачкалы, Казбека и Грозного. Для многих из этих месторождений характерны явления пере­кристаллизации, в результате которой возникают крупнокристаллические скопления серы. Например, в Роздольском месторождении первичная сера представлена скрытокристаллической разностью, а вторичная (перекристаллизованная) - крупнокристаллической разностью с отдельными кристаллами до 5 см.

В России месторождения серы развиты в Приднестровье, где сера встречается в гипсово-известняковой толще верхнего тортона в виде скрытокристаллических скоплений в пелитоморфном известняке (Роздоль-ское и Язовское месторождения), а также в виде крупных кристаллов в пустотах в тесной ассоциации с целестином и крупнокристаллическим кальцитом (Роздольское месторождение). В Средней Азии (Гаурдак и Шор-Су) сера наблюдается в трещинах и пустотах разных осадочных пород в ассоциации с битумами, гипсом, целестином, кальцитом и арагонитом. В Каракумах - в виде холмов, покрытых кремнистыми породами в ассоциации с гипсом, квасцами, кварцем, халцедоном и т. д. Осадочные месторождения серы известны в Поволжье. Крупные месторождения серы за гра­ницей известны в Сицилии, а также в США в штатах Техас и Луизиана, где они связаны с соляными куполами.

Халькогены — группа элементов, к которой относится сера. Ее химический знак — S — первая буква латинского названия Sulfur. Состав простого вещества записывают с помощью этого символа без индекса. Рассмотрим основные моменты, касающиеся строения, свойств, получения и применения данного элемента. Характеристика серы будет представлена максимально подробно.

Общие признаки и различия халькогенов

Сера относится к подгруппе кислорода. Это 16-я группа в современной длиннопериодной форме изображения периодической системы (ПС). Устаревший вариант номера и индекса — VIA. Названия химических элементов группы, химические знаки:

• кислород (О);
• сера (S);
• селен (Se);
• теллур (Te);
• полоний (Po).

Внешняя электронная оболочка вышеперечисленных элементов устроена одинаково. Всего она содержит 6 которые могут участвовать в образовании химической связи с другими атомами. Водородные соединения отвечают составу H 2 R, например, H 2 S — сероводород. Названия химических элементов, образующих с кислородом соединения двух типов: сера, селен и теллур. Общие формулы оксидов этих элементов — RO 2 , RO 3 .

Халькогенам соответствуют простые вещества, которые значительно отличаются по физическим своствам. Наиболее распространенные в земной коре из всех халькогенов — кислород и сера. Первый элемент образует два газа, второй — твердые вещества. Полоний — радиоактивный элемент — редко встречается в земной коре. В группе от кислорода до полония неметаллические свойства убывают и возрастают металлические. Например, сера — типичный неметалл, а теллур обладает металлическим блеском и электропроводностью.

Элемент № 16 периодической системы Д.И. Менделеева

Относительная атомная масса серы — 32,064. Из природных изотопов наиболее распространен 32 S (более 95% по массе). Встречаются в меньших количествах нуклиды с атомной массой 33, 34 и 36. Характеристика серы по положению в ПС и строению атома:

• порядковый номер — 16;
• заряд ядра атома равен +16;
• радиус атома — 0,104 нм;
• энергия ионизации —10,36 эВ;
• относительная электроотрицательность — 2,6;
• степень окисления в соединениях — +6, +4, +2, -2;
• валентности — II(-),II(+), IV(+), VI (+).

Сера находится в третьем периоде; электроны в атоме располагаются на трех энергетических уровнях: на первом — 2, на втором — 8, на третьем — 6. Валентными являются все внешние электроны. При взаимодействии с более электроотрицательными элементами сера отдает 4 или 6 электронов, приобретая типичные степени окисления +6, +4. В реакциях с водородом и металлами атом притягивает недостающие 2 электрона до заполнения октета и достижения устойчивого состояния. в этом случае понижается до -2.

Физические свойства ромбической и моноклинной аллотропных форм

При обычных условиях атомы серы соединяются между собой под углом в устойчивые цепи. Они могут быть замкнуты в кольца, что позволяет говорить о существовании циклических молекул серы. Состав их отражают формулы S 6 и S 8 .

Характеристика серы должна быть дополнена описанием различий между аллотропными модификациями, обладающими разными физическими свойствами.

Ромбическая, или α-сера — наиболее стабильная кристаллическая форма. Это ярко-желтые кристаллы, состоящие из молекул S 8 . Плотность ромбической серы составляет 2,07 г/см3. Светло-желтые кристаллы моноклинной формы образованы β-серой с плотностью 1,96 г/см3. Температура кипения достигает 444,5°С.

Получение аморфной серы

Какого цвета сера в пластическом состоянии? Это темно-коричневая масса, совершенно не похожая на желтый порошок или кристаллы. Для ее получения нужно расплавить ромбическую или моноклинную серу. При температуре выше 110°С образуется жидкость, при дальнейшем нагревании она темнеет, при 200°С становится густой и вязкой. Если быстро вылить расплавленную серу в холодную воду, то она застынет с образованием зигзагообразных цепей, состав которых отражает формула S n .

Растворимость серы

Некоторые модификации в сероуглероде, бензоле, толуоле и жидком аммиаке. Если медленно охладить органические растворы, то образуются игольчатые кристаллы моноклинной серы. При испарении жидкостей выделяются прозрачные лимонно-желтые кристаллы ромбической серы. Они хрупкие, их легко можно смолоть в порошок. Сера не растворяется в воде. Кристаллы опускаются на дно сосуда, а порошок может плавать на поверхности (не смачивается).

Химические свойства

В реакциях проявляются типичные неметаллические свойства элемента № 16:

• сера окисляет металлы и водород, восстанавливается до иона S 2- ;
• при сгорании на воздухе и кислороде образуются ди- и триоксид серы, которые являются ангидридами кислот;
• в реакции с другим более электроотрицательным элементом — фтором — сера тоже теряет свои электроны (окисляется).

Свободная сера в природе

По распространенности в земной коре сера находится на 15 месте среди химических элементов. Среднее содержание атомов S в составляет 0,05% от массы земной коры.

Какого цвета сера в природе (самородная)? Это светло-желтый порошок с характерным запахом или желтые кристаллы, обладающие стеклянным блеском. Залежи в виде россыпи, кристаллические пласты серы встречаются в районах древнего и современного вулканизма: в Италии, Польше, Средней Азии, Японии, Мексике, США. Нередко при добыче находят красивые друзы и гигантские одиночные кристаллы.

Сероводород и оксиды в природе

В районах вулканизма на поверхность выходят газообразные соединения серы. Черное море на глубине свыше 200 м является безжизненным из-за выделения сероводорода H 2 S. Формула оксида серы двухвалентной — SO 2 , трехвалентной — SO 3 . Перечисленные газообразные соединения присутствуют в составе некоторых месторождений нефти, газа, природных вод. Сера входит в состав каменного угля. Она необходима для построения многих органических соединений. При гниении белков куриного яйца выделяется сероводород, поэтому часто говорят, что у этого газа запах тухлых яиц. Сера относится к биогенным элементам, она необходима для роста и развития человека, животных и растений.

Значение природных сульфидов и сульфатов

Характеристика серы будет неполной, если не сказать, что элемент встречается не только в виде простого вещества и оксидов. Наиболее распространенные природные соединения — это соли сероводородной и серной кислот. Сульфиды меди, железа, цинка, ртути, свинца встречаются в составе минералов сфалерита, киновари и галенита. Из сульфатов можно назвать натриевую, кальциевую, бариевую и магниевую соли, которые образуют в природе минералы и горные породы (мирабилит, гипс, селенит, барит, кизерит, эпсомит). Все эти соединения находят применение в разных отраслях хозяйства, используются как сырье для промышленной переработки, удобрения, стройматериалы. Велико медицинское значение некоторых кристаллогидратов.

Получение

Вещество желтого цвета в свободном состоянии встречается в природе на разной глубине. При необходимости серу выплавляют из горных пород, не поднимая их на поверхность, а нагнетая на глубину перегретый и Еще один метод связан с возгонкой из раздробленных горных пород в специальных печах. Другие способы предусматривают растворение сероуглеродом или флотацию.

Потребности промышленности в сере велики, поэтому для получения элементарного вещества используются его соединения. В сероводороде и сульфидах сера находится в восстановленной форме. Степень окисления элемента равна -2. Проводят окисление серы, повышая это значение до 0. Например, по методу Леблана сульфат натрия восстанавливают углем до сульфида. Затем из него получают сульфид кальция, обрабатывают его углекислым газом и парами воды. Образующийся сероводород окисляют кислородом воздуха в присутствии катализатора: 2H 2 S + O 2 = 2H 2 O +2S. Определение серы, полученной разными способами, порой дает низкие показатели чистоты. Рафинирование или очистку проводят дистилляцией, ректификацией, обработкой смесями кислот.

Применение серы в современной промышленности

Сера гранулированная идет на различные производственные нужды:

1. Получение серной кислоты в химической промышленности.
2. Производство сульфитов и сульфатов.
3. Выпуск препаратов для подкормок растений, борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур.
4. Серосодержащие руды на горно-химических комбинатах перерабатывают для получения цветных металлов. Сопутствующим производством является сернокислотное.
5. Введение в состав некоторых сортов сталей для придания особых свойств.
6. Благодаря получают резину.
7. Производство спичек, пиротехники, взрывчатых веществ.
8. Использование для приготовления красок, пигментов, искусственных волокон.
9. Отбеливание тканей.

Токсичность серы и ее соединений

Пылевидные частицы, обладающие неприятным запахом, раздражают слизистые оболочки носовой полости и дыхательных путей, глаза, кожу. Но токсичность элементарной серы считается не особенно высокой. Вдыхание сероводорода и диоксида может вызвать тяжелое отравление.

Если при обжиге серосодержащих руд на металлургических комбинатах отходящие газы не улавливают, то они поступают в атмосферу. Соединяясь с каплями и парами воды, оксиды серы и азота дают начало так называемым кислотным дождям.

Сера и ее соединения в сельском хозяйстве

Растения поглощают сульфат-ионы вместе с почвенным раствором. Снижение содержания серы ведет к замедлению метаболизма аминокислот и белков в зеленых клетках. Поэтому сульфаты применяют для подкормок сельскохозяйственных культур.

Для дезинфекции птичников, подвалов, овощехранилищ простое вещество сжигают или обрабатывают помещения современными серосодержащими препаратами. Оксид серы обладает антимикробными свойствами, что издавна находит применение в производстве вин, при хранении овощей и фруктов. Препараты серы используют в качестве пестицидов для борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур (мучнистой росой и паутинным клещом).

Применение в медицине

Большое значение изучению лечебных свойств желтого порошка придавали великие врачеватели древности Авиценна и Парацельс. Позже было установлено, что человек, не получающий достаточное количество серы с пищей, слабеет, испытывает проблемы со здоровьем (к ним относятся зуд и шелушение кожи, ослабление волос и ногтей). Дело в том, что без серы нарушается синтез аминокислот, кератина, биохимических процессов в организме.

Медицинская сера включена в состав мазей для лечения заболеваний кожи: акне, экземы, псориаза, аллергии, себореи. Ванны с серой могут облегчить боли при ревматизме и подагре. Для лучшего усвоения организмом созданы водорастворимые серосодержащие препараты. Это не желтый порошок, а мелкокристаллическое вещество белого цвета. При наружном использовании этого соединения его вводят в состав косметического средства для ухода за кожей.

Гипс давно применяется при иммобилизации травмированных частей тела человека. назначают как слабительное лекарство. Магнезия понижает артериальное давление, что используется в лечении гипертонии.

Сера в истории

Еще в глубокой древности неметаллическое вещество желтого цвета привлекало внимание человека. Но только в 1789 году великий химик Лавуазье установил, что порошок и кристаллы, найденные в природе, состоят из атомов серы. Считалось, что неприятный запах, возникающий при ее сжигании, отпугивает всякую нечисть. Формула оксида серы, который получается при горении, — SO 2 (диоксид). Это токсичный газ, его вдыхание опасно для здоровья. Несколько случаев массового вымирания людей целыми деревнями на побережьях, в низинах ученые объясняют выделением из земли либо воды сероводорода или диоксида серы.

Изобретение черного пороха усилило интерес к желтым кристаллам со стороны военных. Многие битвы были выиграны благодаря умению мастеров соединять серу с другими веществами в процессе изготовления Важнейшее соединение — серную кислоту — тоже научились применять очень давно. В средние века это вещество называли купоросным маслом, а соли — купоросами. Медный купорос CuSO 4 и железный купорос FeSO 4 до сих пор не утратили своего значения в промышленности и сельском хозяйстве.

кристалл самородной серы

Сера самородная (Sulfur) представляет собой красивые светло-желтые, лимонно-желтые, насыщенно-желтые кристаллы, которые своей солнечной окраской украсят любую коллекцию минералов. Встречаются агрегаты коричневатого цвета, эту окраску придает примесь органики. Кристаллы серы могут быть размером в доли миллиметров, но могут достигать и достаточно больших размеров — до десятков сантиметров.

лимонно-желтые кристаллы серы

Физические свойства. Кристаллы серы имеют моноклинную или ромбическую сингонию , облик кристаллов — сочетание куба и ромба. Кристаллы имеют стеклянный блеск . Твердость этого минерала невелика — 1-2 единицы по десятибальной шкале Мооса. Плотность кристаллов серы составляет 2,05 — 2,08 грамм на кубический сантиметр. Кристаллы хрупкие, и при ударе легко разрушаются.

Кристаллы серы имеют низкую электропроводность и могут использоваться в качестве электроизолятора. Этот минерал плохо проводит тепло и является прекрасным теплоизолятором.

Самородная сера может содержать, селен, астат и теллур в виде изоморфной примеси. При трении этот минерал заряжается статическим электричеством и может притягивать к себе легкие предметы, например, мелкие кусочки бумаги.

Серу можно расплавить, нагрев её до температуры 115.2 градуса Цельсия, при воздействиях высоких температур этот минерал активно окисляется и горит. При этом выделяется серный ангидрид SO3 — газ с удушливым запахом.

Алхимики использовали самородную серу в своих опытах, а это занятие у населения европейских стран того времени было равно колдовству. В средние века и эпоху Возрождения инквизиция устраивала настоящую охоту за ведьмами и магами. Поэтому запах горящей серы стал ассоциироваться с нечистой силой и дьяволом.

Островки серы, вулкан Даллол, Эфиопия

Сера образуется при выветривании сульфидных месторождений металлов.

В окрестностях некоторых затухающих (или остывших) вулканов на поверхность земли поступают растворы, насыщенные ионами сульфидов металлов. При их осаждении тоже образуется самородная сера (вулканическая ).

Этот минерал также может образовываться и при разложении некоторых солей. Так, самородная сера образуется при окислении и разложении минерала гипса (CaSO4·2H2O) . Такие месторождения есть на южном и северном побережьях Италии.

Месторождения серы активно разрабатываются и в России (Поволжье), и за рубежом в Соединенных штатах (в Техасе и Луизиане). Она используется для производства серной кислоты.

Месторождения вулканической серы есть в Японии и Эфиопии. Но в этих странах добыча этого полезного ископаемого не ведется.

Месторождения вулканической серы занимают большие площади, при этом желтые, оранжевые, красные слои и потоки образуют красивейшие фантастические пейзажи.

Извержение вулкана на Ио — спутнике Сатурна (фото космического аппарата Вояджер). Поверхность планеты покрыта слоем серы.

Сера — распространенный минерал, как на Земле, так и на других планетах. Так, например, спутник Сатурна Ио представляет собой небольшую планету (сравнимую по объему с Луной), с расплавленным ядром. На Ио часто извергаются вулканы, при их остывании выделяется много элементарной (самородной) серы. Этот минерал делает поверхность планеты похожим на яичный желток.

Породы, слагающие кору Венеры — в основном серые базальты. Но на этой планете есть немало областей, в которых действуют вулканы. По данным сканирования этой планеты космическими аппаратами, поверхность в этих районах также покрыта слоем самородной серы.

Добыча самородной серы. США, штат Техас.

Кристаллы этого яркого жёлтого минерала очень красивы, но коллекционеру следует помнить, что они хрупки и боятся воздействия высоких температур.

Сера в природе известна в нескольких полиморфных кристаллических модификациях, в коллоидных выделениях, в жидком и газообразном состояниях. В природных условиях устойчивой модификацией является ромбическая сера (α-сера). При атмосферном давлении при температуре выше 95,6° α-сера переходит в моноклинную β-серу, при охлаждении снова становится ромбической. γ-сера также кристаллизующаяся в моноклинной сингонии, при атмосферном давлении неустойчива и переходит в α-серу. Структура γ-серы не изучена; в данную структурную группу она отнесена условно.

В статье рассмотренно несколько полиморфных модификаций серы: α-сера, β-сера, γ-сера

α-модификация

Английское название минерала α-сера - α-Sulрhur

Происхождение названия

Название α-сера введено Дана (1892).

Синонимы:
Ромбическая сера. Обычно просто называется серой. Дэйтон-сера (Сузуки, 1915) - псевдоморфоза α-серы по β-сере.

Формула

Химический состав

Нередко самородная сера является практически чистой. Сера вулканического происхождения часто содержит небольшие количества As, Se, Те и следы Тi. Сера многих месторождений загрязнена битумами, глиной, разными сульфатами и карбонатами. В ней наблюдаются включения газов и жидкости, содержащей маточный раствор с NaCl, СаСЬ, Na2SO4 и др. Содержит иногда до 5,18% Se (селенистая сера)

Разновидности
1. Волканит - (селенистая сера) оранжево-красного, красно-бурого цвета.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая.

Класс. Дипирамидальный. Некоторые авторы считали, что сера кристаллизуется в ромбо-тетраэдрический класс так как иногда она имеет вид сфеноидов, но эта форма, по Руайе, объясняется влиянием асимметрической среды (активных углеводородов) на рост кристаллов.

Кристаллическая структура серы

Структура серы молекулярная: 8 атомов в решетке входят в одну молекулу. Молекула серы образует восьмерные кольца, в которых атомы чередуются на двух уровнях (вдоль оси кольца). 4 атома S одного уровня образуют квадрат, повернутый относительно другого квадрата на 45°. Плоскости квадратов параллельны оси с. Центры колец располагаются в ромбической ячейке по «алмазному» закону: в вершинах и центрах граней гранецентрированной ячейки и в центрах четырех октантов из восьми, на которые делится элементарная ячейка. В структуре серы выдержан принцип Юма-Розери, требующий для элементов менделеевской группы V1б координации 2 (= 8 - 6). В структуре теллура - селена, а также в моноклинной сере это достигается спиральным расположением атомов, в структуре ромбической серы (а также синтетических β-селене и β -теллуре) - их кольцевым расположением. Расстояние S - S в кольце равно 2,10 А, что в точности совпадает с расстоянием S - S в радикале S 2 пирита (и ковеллина) и немного больше расстояния S-S между атомами S из разных колец (3,3 А).

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов

Облик кристаллов различный - дипирамидальный, реже толстотаблитчатый по с (001), дисфеноидальный и др. На гранях (111) наблюдаются фигуры естественного травления, отсутствующие на гранях (113).

Двойники

Редки двойники по (101), (011), (110) или (111), отмечаются также двойники по (211).

Агрегаты. Сплошные массы, шаровые п почковидные выделения, сталактиты и сталагмиты, порошковатые налеты и кристаллы.

Физические свойства

Оптические

• Цвет серно-желтый, соломенно- и медово-желтый, желто-бурый, от примесей красноватый, зеленоватый, серый; иногда от примесей битумов цвет коричневый или почти черный.
• Черта бесцветная.
• Блеск алмазный
• Отлив смолистый до жирного.
• Прозрачность. Прозрачна до просвечивающей.

Механические

• Твердость 1-2. Хрупка.
• Плотность 2,05-2,08.
• Спайность по (001), (110), (111) несовершенная. Отдельность по (111).
• Излом раковистый до неровного.

Химические свойства

Растворяется в сероуглероде, скипидаре, керосине.

Прочие свойства

Электропроводность при обычной температуре почти равна нулю. При трении сера электризуется отрицательно. В ультрафиолетовых лучах пластинка толщиной 2 мм непрозрачна. При атмосферном давлении температура плавл. 112,8°; температура кипения + 444,5°. Теплота плавления при 115° 300 кал/г-атом. Теплота испарения при 316° 11600 кал/г-атом. При атмосферном давлении при 95,6° α-сера переходит в β-серу с увеличением объема.

Искусственное получение

Получается путем возгона или кристаллизацией из раствора.

Диагностические признаки

Легко узнается по желтому цвету, хрупкости, блеску и легкости воспламенения.

Сопутствующие минералы. Гипс , ангидрит , опал , ярозит , асфальт, нефть, озокерит, газообразный углеводород, сероводород, целестин , галит , кальцит , арагонит , барит , пирит.

Происхождение и нахождение в природе

Самородная сера встречается только в самой верхней части земной коры. Образуется при разнообразных процессах.

Большую роль в образовании месторождений серы играют животные и растительные организмы, с одной стороны, как аккумуляторы S, а с другой, как способствующие распаду H 2 S и других сернистых соединений. С деятельностью бактерий связывают образование серы в водах, илах, почвах, болотах и в нефтях; в последних она частью содержится в виде коллоидных частиц. Сера может выделяться из вод, содержащих H 2 S, под влиянием кислорода воздуха. В приморских районах местами сера выпадает при смешении пресной воды с соленой (из H 2 S морской воды, под действием кислорода, растворенного в пресных водах). Из некоторых природных вод сера выделяется в виде белой мути (р. Молочная в Куйбышевской обл, и др.). Из вод серных источников и из болотных вод, содержащих H 2 S и S, сера выпадает в северных районах России в зимний период в процессе вымораживания. Главным источником образования серы во многих месторождениях так или иначе является H 2 S, какого бы происхождения он ни был.

Значительные скопления серы наблюдаются в вулканических областях, в зоне окисления некоторых месторождений и среди осадочных толщ; месторождения последней группы служат основными источниками самородной серы, добываемой для практических целей. В вулканических областях сера выделяется как при извержениях вулканов, так и из фумарол, сольфатар, горячих источников и газовых струй. Иногда из кратера вулкана выливается расплавленная масса серы в виде потока (в Японии), причем сначала образуются β- или γ-сера превращающиеся позднее в α-серу с характерной зернистой структурой. При вулканических извержениях сера главным образом возникает при воздействии выделяющегося H 2 S на сернистый ангидрид или при окислении сероводорода кислородом воздуха; она может также возгоняться с парами воды. Пары S могут захватываться газами фумарол, струями углекислоты. Наблюдаемое впервые стадии вулканических извержений голубое пламя представляет облака горящей серы (Вулкано, на Липарских о-вах, Италия). Сероводородная стадия фумарол и сольфатар, сопровождающаяся образованием самородной серы, следует после стадии выделения фтористых и хлористых соединений и предшествует стадии углекислых выделений. Из сольфатар сера выделяется в виде рыхлых туфообразных продуктов, которые ветром и атмосферными осадками легко переносятся, образуя вторичные месторождения (Ков-Крик, шт. Юта в США).
Сера. Кристаллы в гипсе

Изменение минерала

В земной коре самородная сера легко окисляется с образованием серной кислоты и различных сульфатов; под влиянием бактерий может также давать сероводород.

Месторождения

Месторождения серы вулканического происхождения обычно невелики; они имеются на Камчатке (фумаролы), на горе Алагез в Армянии, в Италии (сольфатары Слит Поццуоли), в Исландии, Мексике, Японии, США, на Яве, на Липарских о-вах и т. д.
Выделение серы в горячих источниках сопровождается отложением опала, СаСО 3 , сульфатов и др. Местами сера замещает известняки около горячих источников, иногда выделяется в виде тончайшей мути. Горячие источники, отлагающие серу, наблюдаются в вулканических областях и в районах молодых тектонических нарушений, например, в России - на Кавказе, в Средней Азии, на Дальнем Востоке, на Курильских о-вах; в США - в Иеллоустонском национальном парке, в Калифорнии; в Италии, Испании, Японии и др.
Нередко самородная сера образуется в процессе гипергенных изменений при разложении сульфидных минералов (пирита, марказита , мельниковита, галенита, антимонита и др.). Довольно большие скопления найдены в зоне окисления колчеданных залежей, например, в Сталинском месторождении Свердловской обл. и в Блявинском месторождении Оренбургской обл.; в последнем сера имеет вид плотной, но хрупкой массы слоистой текстуры, различной окраски. В месторождении Майкаин в Павлодарской области (Казахстан) крупные скопления самородной серы наблюдались между зоной ярозитов и зоной колчеданных руд.
В небольших количествах самородная сера встречается в зоне окисления очень многих месторождений. Известно образование серы в связи с каменноугольными пожарами при самовозгорании пирита или марказита (порошковатая сера в ряде месторождений Урала), при пожарах в месторождениях нефтеносных сланцев (например, в Калифорнии).

В черном морском иле сера образуется при его посерении на воздухе за счет изменения находящегося в нем односернистого железа.

Наиболее крупные промышленные месторождения серы находятся среди осадочных пород, главным образом третичного или пермского возраста. Их образование связано с восстановлением серы сульфатов, преимущественно гипса, реже - ангидрита. Вопрос о происхождении серы в осадочных образованиях является спорным. Гипс под влиянием органических соединений, бактерий, свободного водорода и др. восстанавливается сначала, возможно, до CaS или Ca(HS) 2 , которые под действием углекислоты и воды переходят в кальцит с выделением сероводорода; последний при взаимодействии с кислородом дает серу. Скопления серы в осадочных толщах иногда имеют пластовый характер. Часто они приурочены к соляным куполам. В этих месторождениях сера сопровождается асфальтом, нефтью, озокеритом, газообразными углеводородами, сероводородом, целестином, галитом, кальцитом, арагонитом, баритом, пиритом и другими минералами. Известны псевдоморфозы серы по волокнистому гипсу (селениту). В России такого типа месторождения имеются в районе Средней Волги (Сюкеевское Татарстан, Алекееевское, Водинское Самарская обл. и др.), в Туркменистане (Гаурдак, Каракумы), в Урало- Эмбенском р-не Казахстана, где ряд месторождений приурочен к соляным куполам, в Дагестане (Аварская и Махачкалинская группы) и в других районах.
Вне России крупные месторождения серы, приуроченные к осадочным толщам, имеются в Италии (Сицилия, Романья), в США (шт. Луизиана и Техас), Испании (около Кадиса) и в других странах.

Практическое применение серы

Применяется в целом ряде производств: в сернокислотном, бумажно-целлюлозном, резиновом, красочном, стекольном, цементном, спичечном, кожевенном и др. Большое значение сера имеет в сельском хозяйстве как инсектофунгисид для борьбы с вредителями на плантациях.винограда, чая, табака, хлопка, свеклы и пр. В виде сернистого ангидрида находит применение в холодильном деле, служит для беления тканей, для протравы в красильном деле и как дезинфицирующее средство.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах:

Старинные методы. Под паяльной трубкой легко плавится. Сгорает с синеватым пламенем, выделяя SO 2 . В закрытой трубке дает желтый кристаллический возгон или красновато- , коричневые капельки, по охлаждении светло-желтые.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Двуосна (+). Плотность оптических осей (010); Ng - с, Nm = b, Np = а. Показатель преломления по Шрауфу.

Диагностическая карта.
Кристаллы серы из Коццодиси (Агридженто)

S
Сингония ромбическая или моноклинная
Твердость 2
Удельный вес 2-2,1
Спайность несовершенная
Излом раковистый
Цвет желтый, коричневый
Цвет в порошке белый
Блеск от смоляного до жирного

Сера самородная - S. Блеск жирный до алмазного, минерал прозрачен до просвечивающего. Цвета: желтый, при выветривании становится серым или бурым вплоть до черного. Черта светло-желтая, излом раковистый, неровный. Весьма хрупка. Спайность несовершенная. Образуется сера как продукт вулканических возгонов, встречается также в биогенно-осадочных месторождениях.

Кристаллы (ромбической сингонии) пирамидальные, боченковидные. Часты сростки. Агрегаты сплошные грубозернистые, плотные, иногда землистые (встречаются гроздьевидные и почковидные выделения), порошковатые налеты. Используется для приготовления серной кислоты, в резиновой промышленности и для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Места распространения: остров Сицилия (Италия), Испания. Польша, СНГ, Япония, шт. Луизиана (США), Мексика.

Сера представляет собой пример полиморфизма. В стабильной фазе (до 95 o С) ромбическая сингония, в интервале до 119 o C переходит в моноклинную. При повышении температуры плавится. В природе в силу этого встречается в основном в ромбической форме. Сера образует бипирамидальные кристаллы и зернистые агрегаты. Характерный для этого минерала цвет - лимонно-желтый, который может изменяться вплоть до почти черного из-за загрязнения битумом.

Сера (желтая). Гуам о., Тихий океан, США. 10 см. Фото: А.А. Евсеев.

Сера (англ. Sulfur, франц. Sufre, нем. Schwefel) в самородном состоянии, а также в виде сернистых соединений известна с самых древнейших времен. С запахом горящей серы, удушающим действием сернистого газа и отвратительным запахом сероводорода человек познакомился, вероятно, еще в доисторические времена. Примерно половина производимой в мире серы добывается из природных запасов.

Диагностические признаки.
Хрупкая, плохой проводник тепла; иногда достаточно прикосновения руки, чтобы вызвать растрескивание кристалла. Заряжается электричеством при трении. Плавится при невысокой температуре, на воздухе горит, выделяя ядовитый газ серного ангидрида.

Происхождение.
Сера - минерал, характерный для осадочных отложений типа эвапоритов и прямой ("сухой") вулканической возгонки, а также как элемент вулканических (термальных) сернистых источников (ядовитые вода и горячие испарения серы и кислоты). Считают, что она образуется при разложении сульфатов, прежде всего гипса (с которым она чаще всего и встречается совместно), под воздействием бактерий, прежде всего "тиобактерий". Моноклинная фаза образуется при сублимации паров сернистой кислоты в вулканической среде (в сольфатарах). На фото - агрегаты кристаллов серы, обычно называемые "цветы серы".

Месторождения и применение.
Крупные месторождения серы обнаружены в Техасе и Луизиане в кровле соляных куполов (эвапоритовых отложений), перекрытых глинистыми толщами. Сера в этих месторождениях практически не имеет примесей, ее добывают при бурении скважин, в которые нагнетается кипящая вода. Она расплавляет серу, которую откачивают затем на поверхность (метод Флэша).

Сера распространена также в Италии вдоль выходов гипсовой сероносной толщи, которые оконтуривают Апеннины, особенно в Рома-нье, Марке, Калабрии и Сицилии. Сера там переслаивается с глинистыми породами, поэтому для ее извлечения (сейчас прекратившегося) требуется достаточно сложный способ. На серных копях Сицилии использовали способ выдавливания. Добытую в руднике серу расплавляли и заливали в большие емкости.

Другие месторождения известны в Японии и Индонезии. В Италии очень красивые кристаллы ромбической серы известны из Романьи, Марке (Пертикара) и Сицилии, где они ассоциируются с целестином и арагонитом. Моноклинная сера установлена в Кампи-Флегери и на острове Вулькано. Сера используется в химической промышленности и для производства минеральных удобрений.

Сера (кристалл). Сицилия, Италия. 5х2,5 см. Фото: А.А. Евсеев.

Щетка кристаллов серы (60х40 см) с о-ва Сицилия (Италия). Фото: В.И. Дворядкин.

Сера. Друза дипирамидальных кристаллов на кристалле бесцветного гипса
и внутри него. Сицилия, Италия. Фото: А.А. Евсеев.

Сера - "минерал красоты" (шутка на советских "зонах", 1939-1969 гг. XX в., где отаботки заключенных были в т.ч. на сере). Содержание серы в теле взрослого человека – около 0,16% (110 г на 70 кг массы тела). Сера содержится во всех тканях организма, много ее в мышцах, скелете, печени, нервной ткани, крови - активный обмен веществ. Богаты желтой серой поверхностные слои кожи, где сера входит в состав кератина и меланина. Это - сульфиды. Сера поступает в организм с пищевыми продуктами, в составе неорганических и органических соединений. Большая часть серы попадает в организм в составе аминокислот.

Основные проявления избытка серы: зуд, сыпь, фурункулез, покраснение и опухание конъюнктивы; появление мелких точечных дефектов на роговице; ломота в бровях и глазных яблоках, ощущение песка в глазах; светобоязнь, слезотечение, общая слабость, головные боли, головокружение, тошнота, катар верхних дыхательных путей, бронхит; ослабление слуха, расстройства пищеварения, поносы, снижение массы тела; анемия, психические нарушения, снижение интеллекта. Сера - вулканы и серныистые источники, испарения серы (99.3%). Накапливают - продукты. Одним из источников избыточного поступления серы являются серосодержащие соединения (сульфиты), и потребление сульфитов, которое увеличивается, виновно в росте заболеваемости бронхиальной астмой.

Признаки недостаточности серы: запоры, аллергии, тусклость и выпадение волос, ломкость ногтей, повышенное артериальное давление, боли в суставах, тахикардия, высокий уровень сахара и высокий уровень триглицеридов в крови. Жировая дистрофия печени, кровоизлияния - в почки, нарушения белкового и углеводного обмена, перевозбуждение нервной системы, раздражительность. Сера – минерал, делающий чеснок "королем растений".

Атомы серы являются составной частью молекул незаменимых аминокислот (цистин, цистеин, метионин), гормонов (инсулин, кальцитонин), витаминов (биотин, тиамин), глутатиона, таурина и других важных для организма соединений. В их составе сера участвует в окислительно–восстановительных реакциях, процессах тканевого дыхания, выработки энергии, передачи генетической информации, и выполняет много других важных функций. Сера является компонентом структурного белка коллагена. Хондроитин сульфат присутствует в коже, хрящах, ногтях, связках и клапанах миокарда. Серосодержащими метаболитами являются гемоглобин, гепарин, цитохромы, фибриноген и сульфолипиды.

Сера выделяется с мочой в виде нейтральной серы и неорганических сульфатов, меньшая часть серы выводится через кожу и легкие, а выводится в основном с мочой в виде SO42–. Эндогенная серная кислота, образующаяся в организме, принимает участие в обезвреживании токсичных соединений (фенол, индол и др.), которые производятся микрофлорой кишечника, а также связывает чужеродные для организма вещества, в том числе лекарственные препараты и их метаболиты. При этом образуются безвредные соединения – конъюгаты, которые затем выводятся из организма. Обмен серы контролируется теми факторами, которые оказывают регулирующее воздействие и на белковый обмен (гормоны гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, половых желез).

ДОПОГ 2.1
Легковоспламеняющиеся газы
Риск пожара. Риск взрыва. Могут находиться под давлением. Риск удушья. Могут вызывать ожоги и/или отморожения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны - практически не горят)

ДОПОГ 2.2
Газовый баллон Невоспламеняющиеся, нетоксичные газы.
Риск удушья. Могут находиться под давлением. Могут вызывать отморожение (похоже на ожог - бледность, пузыри, черная газовая гангрена - скрип). Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – взрыв от искры, пламени, спички, практически не горят)
Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Зеленый ромб, номер ДОПОГ, черный или белый газовый баллон (типа "баллон", "термос")

ДОПОГ 2.3
Токсичные газы . Череп и скрещенные кости
Опасность отравления. Могут находиться под давлением. Могут вызывать ожоги и/или отморожения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – мгновенное распространение газов по окрестности)
Использовать маску для аварийного оставления транспортного средства. Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Белый ромб, номер ДОПОГ, черный череп и скрещенные кости

ДОПОГ 3
Легковоспламеняющиеся жидкости
Риск пожара. Риск взрыва. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны – легко горят)
Использовать укрытие. Избегать низких участков поверхности (ям, низин, траншей)
Красный ромб, номер ДОПОГ, черное или белое пламя

ДОПОГ 4.1
Легковоспламеняющиеся твердые вещества , самореактивные вещества и твердые десенсибилизированные взрывчатые вещества
Риск пожара. Легковоспламеняющиеся или горючие вещества могут загораться от искр или пламени. Могут содержать самореактивные вещества, способные к экзотермическому разложению в случае нагревания, контакта с другими веществами (такими как: кислоты, соединения тяжелых металлов или амины), трению или удару.
Это может привести к выделению вредных или легковоспламеняющихся газов или пары или самовоспламенения. Емкости могут взрываться при нагревании (сверхопасны - практически не горят).
Риск взрыва десенсибилизированных взрывчатых веществ после потери десенсибилизатора
Семь вертикальных красных полос на белом фоне, равновеликие, номер ДОПОГ, черное пламя

ДОПОГ 8
Коррозийные (едкие) вещества
Риск ожогов в результате разъедания кожи. Могут бурно реагировать между собой (компоненты), с водой и другими веществами. Вещество, что разлилось / рассыпалось, может выделять коррозийную пару.
Составляют опасность для водной окружающей среды или канализационной системы
Белая верхняя половина ромба, черная - нижняя, равновеликие, номер ДОПОГ, пробирки, руки

Наименование особо опасного при транспортировке груза	Номер ООН	Класс ДОПОГ
Ангидрид серный, стабилизированный СЕРЫ ТРИОКСИД СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ	1829	8
Ангидрид серист СЕРЫ ДИОКСИД	1079	2
Углероду дисульфид СЕРОУГЛЕРОД	1131	3
Газ СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД	1080	2
КИСЛОТА СЕРНАЯ ОТРАБОТАННАЯ	1832	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ ДЫМЯЩАЯСЯ	1831	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, что содержит не более 51% кислоты, или ЖИДКОСТЬ АККУМУЛЯТОРНАЯ КИСЛОТНАЯ	2796	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, РЕГЕНЕРИРОВАННАЯ ИЗ КИСЛОГО ГУДРОНА	1906	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ, что содержит более 51% кислоты	1830	8
КИСЛОТА СЕРНАЯ	1833	8
СЕРА	1350	4.1
СЕРА РАСПЛАВЛЕНА	2448	4.1
Сера хлористая СЕРЫ ХЛОРИДЫ	1828	8
Сера шестифтористая СЕРЫ ГЕКСАФТОРИД	1080	2
Серы дихлорид	1828	8
СЕРЫ ДИОКСИД	1079	2
СЕРЫ ТЕТРАФТОРИД	2418	2
СЕРЫ ТРИОКСИД СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ	1829	8
СЕРЫ ХЛОРИДЫ	1828	8
СЕРОВОДОРОД	1053	2
СЕРОУГЛЕРОД	1131	3
СПИЧКИ БЕЗОПАСНЫЕ в коробках, книжечках, картонках	1944	4.1
СПИЧКИ ПАРАФИНОВЫЕ „ВЕСТА”	1945	4.1
Спички парафиновые СПИЧКИ ПАРАФИНОВЫЕ „ВЕСТА”	1945	4.1
СПИЧКИ САПЕРНЫЕ	2254	4.1

Камень, минерал, минералы, камни, кристалл, порода, камни драгоценные, натуральные камни, горные породы, драгоценный камень, горная порода, дикий камень, камни и минералы, название камней, природный камень, натуральный камень, камни минералы, полудрагоценный камень, минералы это камни каталог, минералогия, значение камней, что такое минералы, свойства камней, название камней и минералов, природные камни названия и фото, природные камни, минералы камни, камни натуральные, камни фото и названия, минералы названия, дикий камень фото, горные породы и минералы, минералы и камни, химический состав минералов, из чего состоит камень, самые удивительные камни и минералы, минералы список, каталог минералов, камни и их свойства, драгоценные минералы, камень природный, минералы виды, виды минералов, камень кристалл, камни свойства, геология камни, основные минералы, минералы и их классификация, самые красивые минералы, минералы определение, происхождение камней, кристалл минерал, обычные камни, минералы классификация, камни описание, как выглядят драгоценные камни в природе, камень что это, виды природного камня, ценный минерал, наука о минералах, химическая классификация минералов, магнитные свойства минералов, мир минералов, минерал горная порода, какие есть горные породы и минералы, типы камней, камень состав, описание минералов, камни в природе, полезные камни, определитель камней, плотность минералов, твердость горных пород, картинки камней и их названия, классификация минералов геология, горные породы и минералы, полудрагоценные камни названия и фото, характеристика минералов, структура камня, минералы в природе.