Вулканическая сера. Камни и минералы и самоцветные камни мира Самородные элементы: Сера

17.07.2023

Сера (минерал ) - нередко встречается в самородном виде, образуя плотные или землистые массы или же кристаллические агрегаты в виде кристаллических друз, пленок и налетов. Находятся также и хорошо образованные кристаллы, достигающие значительных размеров. Кристаллы самородной С. принадлежат ромбической системе (класс ромбической бипирамиды) и имеют пирамидальный габитус, см. фиг. № 1 и 2. Иногда вследствие неравномерного развития плоскостей бипирамиды получается сфеноидическая форма кристаллов. Обыкновеннейшие формы, встречающиеся на кристаллах С.: основная ромбическая бипирамида (111)Ρ, оси которой относятся а :b :с = 0,8138:1:1,9076; кроме того: (113)S; (011)n и (001)с. Кристаллы иногда срастаются друг с другом в двойниковом положении. При расколе обнаруживает характерный раковистый излом. Твердость С. незначительна, 1,5-2,5 (по шкале Мооса). Удельный вес 1,9-2,1. Цвет самородной С. различен (от посторонних примесей селена, сернистого мышьяка, органических веществ): медово-желтый, серно-желтый, серый и бурый. Блеск жирный, приближающийся к алмазному. С. отличается сильным двойным лучепреломлением, которое в случае прозрачности кристалла может быть наблюдаемо (как и в исландском шпате) непосредственно, без всяких приборов. Оптически отрицательна. Плоскость оптических осей лежит в брахидиагональном сечении. Угол оптич. осей 2r = 69° 40′. О других свойствах С. - см. химическую часть статьи . Самородная С. образуется в природе различными путями. Наибольшие количества происходят водным путем из источников и вообще вод, циркулирующих в недрах земной коры, содержащих сероводород. Последний при доступе кислорода воздуха окисляется, образуя воду и выделяя С. Подобные источники образуются там, где имеются залежи гипса и органические вещества. Вследствие целого ряда химических превращений из гипса при действии органических веществ и воды образуется сероводород, а из последнего - С. Подобным происхождением объясняется совместное нахождение гипса, известкового шпата, сернистых источников, С. и органических веществ. Иногда самородная С. тесно прилегает и даже внедряется в крупные кристаллы гипса. С. большею частью является в виде прожилок, гнезд, жевлаков в глинах, мергелях и гипсе. Таковы известнейшие месторождения Сицилии, Арагонии, Кроации, Дагестана, Польши и Казанской губ. Второй способ образования С. - вулканический. Она отлагается по стенкам кратера вулканов или вследствие непосредственной возгонки, или вследствие взаимодействия сероводорода и сернистого ангидрида, нахождение которых весьма обычно в продуктах вулканической деятельности. Выделение С. объясняется по уравнению: 2Н 2 S + SO 2 = 2Н 2 О + 3S. Наконец, по-видимому, С. образуется в природе и третьим путем: сернистые соединения металлов при окислении могут выделять свободную С. Этим может быть объяснено совместное нахождение последней, напр., с серным колчеданом (Соймоновское месторождение на Урале, Рио Тинто в Испании). О количестве ежегодно добываемой С. и ее применении -

Сера (с лат. sērum «сыворотка») — минерал класса самородных элементов, неметалл. Латинское название связано с индоевропейским корнем swelp — «гореть ». Химическая формула: S.

Сера в отличие от других самородных элементов имеет молекулярную решетку, что определяет ее низкую твердость (1,5-2,5), отсутствие спайности, хрупкость, неровный излом и обусловленный им жирный плеск; лишь на поверхности кристаллов наблюдается стеклянный блеск. Удельный вес 2,07 г/см 3 . Обладает плохой электропроводимостью, слабой теплопроводностью, невысокой температурой плавления (112,8°С) и воспламенения (248°С). Легко загорается от спички и горит голубым пламенем; при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Цвет у самородной серы светло-жёлтый, соломенно-желтый, медово-желтый, зеленоватый; сера, содержащая органические вещества, приобретают бурую, серую, черную окраску. Вулканический сера ярко-желтая, оранжевая, зеленоватая. Местами обычно с желтоватым оттенком. Встречается минерал в виде сплошных плотных, натечных, землистых, порошковатых масс; также бывают наросшие кристаллы, желваки, налеты, корочки, включения и псевдоморфозы по органическим остаткам. Сингония ромбическая.

Отличительные признаки : для самородной серы характерны: неметаллический блеск и то, что она загорается от спички и горит, выделяя сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Наиболее характерным цветом для самородной серы является светло-желтый.

Разновидность :

Вулканит (селенистая сера). Оранжево-красного, красно-бурого цвета. Происхождение вулканическое.

Моноклинная сера Кристаллическая сера Кристаллическая сера Селенистая сера — вулканит

Химические свойства серы

Загорается от спички и горит голубым пламенем, при этом образуется сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Легко плавится (температура плавления 112,8° С). Температура воспламенения 248°С. Сера растворяется в сероуглероде.

Происхождение серы

Встречается самородная сера естественного и вулканического происхождений. Серобактерии живут в водных бассейнах, обогащенных сероводородом за счет разложения органических остатков, - на дне болот, лиманов, мелких морских заливов. Лиманы Черного моря и залив Сиваш являются примерами таких водоемов. Концентрация серы вулканического происхождения приурочена к жерлам вулканов и к пустотам вулканических пород. При вулканических извержениях выделяются различные соединения серы (H 2 S, SО 2), которые окисляются в поверхностных условиях, что приводит к восстановлению ее; кроме того, сера возгоняется непосредственно из паров.

Иногда при вулканических процессах сера изливается в жидком виде. Это бывает тогда, когда сера, ранее осевшая на стенках кратеров, при повышении температуры расплавляется. Отлагается сера также из горячих водных растворов в результате распада сероводорода и сернистых соединений, выделяющихся в одну из поздних фаз вулканической деятельности. Эти явления сейчас наблюдаются около жерл гейзеров Йеллоустонского парка (США) и Исландии. Встречается совместно с гипсом, ангидритом, известняком, доломитом, каменной и калийной солями, глинами, битуминозными отложениями (нефть, озокерит, асфальт) и пиритом. Также встречается на стенках кратеров вулканов, в трещинах лав и туфов, окружающих жерла вулканов как действующих, так и потухших, вблизи серных минеральных источников.

Спутники . Среди осадочных пород: гипс, ангидрит, кальцит, доломит, сидерит, каменная соль, сильвин, карналлит, опал, халцедон, битумы (асфальт, нефть, озокерит). В месторождениях, образовавшихся в результате окисления сульфидов, - главным образом пирит. Среди продуктов вулканического возгона: гипс, реальгар, аурипигмент.

Применение

Широко используется в химической промышленности. Три четверти добычи серы идет на изготовление серной кислоты. Применяется она также для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, кроме того, в бумажной, резиновой промышленности (вулканизация каучука), в производстве пороха, спичек, в фармацевтике, стекольной, пищевой промышленности.

Месторождения серы

На территории Евразии все промышленные месторождения самородной серы поверхностного происхождения. Некоторые из них находятся в Туркмении, в Поволжье и др. Породы, содержащие серу, тянутся вдоль левого берега Волги от г. Самара полосой, имеющей ширину в несколько километров, до Казани. Вероятно, сера образовалась в лагунах в пермский период в результате биохимических процессов. Месторождения серы находятся в Раздоле (Львовская область, Прикарпатье), Яворовске (Украина) и в Урало-Эмбинском районе. На Урале (Челябинская обл.) встречается сера, образовавшаяся в результате окисления пирита. Сера вулканического происхождения имеется на Камчатке и Курильских островах. Основные запасы находятся в Ираке, США (штаты Луизиана и Юта), Мексике, Чили, Японии и Италии (о. Сицилия).

/ минерал Сера Самородная

Сера самородная - распространенный минерал из класса самородных элементов. Сера представляет собой пример хорошо выраженного энантиоморфного полиморфизма. В природе образует 2 полиморфные модификации: a-сера ромбическая и b-сера моноклинная. При атмосферном давлении и температуре 95,6°С a-сера переходит в b-серу.
Самородная сера обычно представлена a-серой. Сера в отличие от других самородных элементов имеет молекулярную решетку, что определяет ее низкую твердость.

Разновидность: Вулканит (селенистая сера). Оранжево-красного, красно-бурого цвета. Происхождение вулканическое.

Отличительные признаки

Для самородной серы характерны: неметаллический блеск и то, что сера загорается от спички и горит голубым пламенем, выделяя сернистый газ, имеющий резкий удушливый запах. Наиболее характерным цветом для самородной серы является светло-желтый.

Легко растворима в канадском бальзаме, в скипидаре и керосине. Нерастворима в воде, но растворима в CS2. В HCl и H2SO4 нерастворима. HNO3 и царская водка окисляют серу, превращая её в H2SO4.

Сера образуется при вулканических извержениях, при выветривании сульфидов, при разложении гипсоносных осадочных толщ, а также в связи с деятельностью бактерий. Главные типы месторождений самородной серы - вулканогенные и экзогенные (хемогенно-осадочные). Экзогенные месторождения преобладают; они связаны с гипсо-ангидритами, которые под воздействием выделений углеводородов и сероводорода восстанавливаются и замещаются серно-кальцитовыми рудами. Такой инфильтрационно-метасоматический генезис имеют все крупнейшие месторождения. Самородная сера часто образуется (кроме крупных cкоплений) в результате окисления H2S. Геохимические процессы её образования существенно активизируются микроорганизмами (сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями). Среди вулканогенных месторождений самородной серы главное значение имеют гидротермально-метасоматические (например, в Японии), образованные сероносными кварцитами и опалитами, и вулканогенно-осадочные сероносные илы кратерных озёр. Образуется также при фумарольной деятельности. Образуясь в условиях земной поверхности, самородная сера является всё же не очень устойчивой и, постепенно окисляясь, даёт начало сульфатам, гл. образом гипсу.

Месторождения

На территории Евразии все промышленные месторождения самородной серы поверхностного происхождения. Некоторые из них находятся в Туркмении, в Поволжье и др. Породы, содержащие серу, тянутся вдоль левого берега Волги от г. Самара полосой, имеющей ширину в несколько километров, до Казани. Вероятно, сера образовалась в лагунах в пермский период в результате биохимических процессов. Месторождения серы находятся в Раздоле (Львовская область, Прикарпатье), Яворовске (Украина) и в Урало-Эмбинском районе. На Урале (Челябинская обл.) встречается сера, образовавшаяся в результате окисления пирита. Сера вулканического происхождения имеется на Камчатке и Курильских островах. Основные запасы серы капиталистических стран находятся в Ираке, США (штаты Луизиана и Юта), Мексике, Чили, Японии и Италии (о. Сицилия).

Биогенно-осадочная сера:

Водинское, Самарская область, Россия
Техас и Луизиана, США
Шор-Су, Узбекистан
Гуардак, Каракумы, Туркмения
Сицилия, Италия-Тарнобжег, Польша
Язовское местрождение, Львов, Украина

Сера вулканического происхождения:

Камчатка, Россия
Поццуоли, Италия
Гавайские острова

Сера в зонах окисления сульфидов:

Рио-Тинто, Испания
Костайнике, Сербия

Применение

Используется в производстве серной кислоты (около 50% добываемого количества). В 1890 г. Герман Фраш предложил плавить серу под землёй и извлекать на поверхность через скважины, и в настоящее время месторождения серы разрабатывают главным образом путём выплавки самородной серы из пластов под землёй непосредственно в местах её залегания. Сера также в больших количествах содержится в природном газе (в виде сероводорода и сернистого ангидрида), при добыче газа она откладывается на стенках труб, выводя их из строя, поэтому её улавливают из газа как можно быстрее после добычи.

Сера широко применяется в химической, целлюлозно-бумажной (получения сульфат-целлюлозы), кожевенной и резиновой промышленности (вулканизация каучука), в сельском хозяйстве (производство ядохимикатов).

рассказать об ошибке в описании

Свойства Минерала

Цвет	Чистая сера - светло-жёлтая, с примесями селена – тёмно-коричневая, мышьяка – ярко-красная, битумов – до тёмно-коричневого и чёрного. Известна молочно-белая и голубая сера.

Цвет черты	Соломенно-жёлтый, белый

Происхождение названия	Слово «сера», известное в древнерусском языке с XV в., заимствовано из старославянского «сѣра» - «сера, смола», вообще «горючее вещество, жир». Этимология слова не выяснена до настоящих времен, поскольку первоначальное общеславянское название вещества утрачено и слово дошло до современного русского языка в искаженном виде. По предположению Фасмера, «сера» восходит к лат. сera - «воск» или лат. serum - «сыворотка». Латинское sulfur (происходящее из эллинизированного написания этимологического sulpur) предположительно восходит к индоевропейскому корню *swelp - «гореть»

Год открытия	известен с древних времён

IMA статус	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

Химическая формула	S8

Блеск	жирный смоляной

Прозрачность	прозрачный полупрозрачный

Спайность	несовершенная по {001} несовершенная по {110} несовершенная по {111}

Излом	раковистый неровный

Твердость	2

Термические свойства	Сера имеет низкую точку плавления - 113°С. Легко сгорает на воздухе, горит синим пламенем, выделяя удушливые пары диоксида серы (который при взаимодействии с водой образует серную кислоту, выпададающую в виде осадков на землю).

Типичные примеси	Se,Te

Strunz (8-ое издание)	1/0.0-10

Hey"s CIM Ref.	1.51

Dana (7-ое издание)	1.3.4.1

Dana (8-ое издание)	1.3.5.1

Параметры ячейки	a = 10.468Å, b = 12.870Å, c = 24.49Å

Отношение	a:b:c = 0.813: 1: 1.903

Число формульных единиц (Z)	128

Объем элементарной ячейки	V 3,299.37 Å

Двойникование	Двойники по {101}, {011}, {110} довольно редки.

Точечная группа	mmm (2/m 2/m 2/m) - Dipyramidal

Пространственная группа	Fddd (F2/d 2/d 2/d)

Отдельность	отдельность по {111}

Плотность (расчетная)	2.076

Плотность (измеренная)	2.07

Плеохроизм	видимый

Дисперсия оптических осей	относительно слабая r

Показатели преломления	nα = 1.958 nβ = 2.038 nγ = 2.245

Максимальное двулучепреломление	δ = 0.287

Тип	двухосный (+)

угол 2V	измеренный: 68° , рассчитанный: 70°

Оптический рельеф	очень высокий

Форма выделения	Образует усечённо-дипирамидальные, реже дипирамидальные, пинакоидальные или толстопризматические кристаллы, а также плотные скрытокристаллические, сливные, зернистые, реже тонковолокнистые агрегаты. Главные формы на кристаллах: дипирамиды (111) и (113), призмы (011) и (101), пинакоид (001). Также сростки и друзы кристаллов, скелетные кристаллы, псевдосталактиты, порошковатые и землистые массы, налёты и примазки. Для кристаллов характерны множественные параллельные срастания.

Классы по систематике СССР	Неметаллы

Классы по IMA	Самородные элементы

Сингония	ромбическая

Хрупкость	Да

горение	Да

Литература	Арейс В.Ж. Разработка месторождений самородной серы методом подземной выплавки. - М., 1973 Вулканические серные месторождения и некоторые проблемы гидротермального рудообразования. - М., 1971 Геохимия и минералогия серы, М., 1972

Каталог Минералов

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:

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

Сера - S. Наиболее устойчивую при комнатной температуре α-модификацию серы называют обычно ромбической серой или просто серой.

Химический состав . В ряде случаев устанавливается химически чистая сера, но обычно загрязнена посторонними механическими примесями: глинистым или органическим веществом, капельками нефти, газами и пр. Известны редкие разновидности с изоморфной примесью Se обычно до 1%, изредка до 5,2% - селенистая сера, а также Те, иногда As и в исключительных случаях Тl.

Сингония ромбическая. Кристаллическая структура . Согласно рентгенометрическим исследованиям, ромбическая сера обладает редкой для неорганических соединений молекулярной, и притом очень сложной, решеткой. В кристаллической структуре каждый атом серы с двух сторон имеет сферы, пересекающиеся со сферами соседних атомов, причем цепочки, состоящие из 8 атомов, замкнуты.

Отсюда - молекула серы S 8 . Элементарная ячейка сложена 16 такими электрически нейтральными молекулами (кольцами), очень слабо связанными друг с другом вандерваальсовской связью. Облик кристаллов . Кристаллы чаще имеют пирамидальный или усеченнопирамидальный вид. Агрегаты . Часто встречается в сплошных, иногда землистых массах. Изредка наблюдаются натечные почковидные формы и налеты (в районах вулканических извержений).

Цвет . У α-серы наблюдаются различные оттенки желтого цвета: соломенно-желтый, медово-желтый, желтовато-серый, бурый и черный (от углеродистых примесей). Черты почти не дает, порошок слабожелтоватый. Блеск на гранях алмазный, в изломе жирный. В кристаллах просвечивает. Твердость 1-2. Хрупка. Спайность несовершенная. Удельный вес 2,05-2,08. Прочие свойства . Электропроводность и теплопроводность очень слабые (хороший изолятор). При трении заряжается отрицательным электричеством. Растрескивается от теплоты руки.

Диагностические признаки . Характерный цвет, низкая твердость, хрупкость, жирный блеск в изломе кристаллов и легкоплавкость. П. п. тр. и от спички легко плавится (при 112,8°С) и загорается голубым пламенем с выделением характерного запаха SO 2 .

Самородная сера - единственный среди рассматриваемых в классе самородных элементов минерал, обладающий молекулярным строением вещества. S характеризуется совершенно особыми свойствами. Наличие в решетке в качестве структурных единиц электрически нейтральных молекул S 8 объясняет такие свойства, как плохая электропроводность, низкая теплопроводность, слабая связь между молекулами.

Происхождение . Самородная сера встречается исключительно в самой верхней части земной коры и на ее поверхности. Образуется различными путями:

При вулканических извержениях, осаждаясь в виде возгонов на стенках кратеров, в трещинах пород, иногда изливаясь в жидком виде с горячими водами в виде потоков (Япония). Возникает в результате неполного окисления сероводорода H 2 S в сольфатарах или как продукт реакции H 2 S с сернистым газом: 2H 2 S + 20 = 2Н 2 O + 2S; H 2 S + SO 2 = Н 2 O + О + 2S;

Сольфатары (итал., единственное число solfatara, от solfo - сера), струи сернистого газа и сероводорода с примесью паров воды, углекислого и других газов, выделяющиеся из каналов и трещин на стенках и дне кратера, на склонах вулканов.

При разложении сернистых соединений металлов, главным образом пирита, в нижних частях зоны окисления рудных месторождений. Обычно сильно загрязнена различными механическими примесями;

При разложении гипсоносных осадочных толщ. Часто наблюдается парагенезис самородной серы с гипсом, на разъеденных участках которого она образуется в виде кристаллических и порошковатых масс;

Осадочным (биохимическим) путем в осадочных породах, представленных пластами, содержащими гипс, твердые и жидкие битумы (асфальт, нефть) и др. Этот тип месторождений широко распространен на земном шаре и имеет большое промышленное значение. Происхождение серы биохимическим путем связывают с жизнедеятельностью анаэробных бактерий, в результате чего образуется сероводород, неполное окисление которого приводит к выпадению серы.

Применение . Основное количество серы расходуется на производство серной кислоты, используемой во многих отраслях промышленности; затем в сельском хозяйстве (для борьбы с вредителями); в резиновом производстве (процесс вулканизации резины); при изготовлении спичек, фейерверков, красок и пр.

Алмаз

Алмаз - С. Название происходит от греческого слова "адамас" - непреодолимый (очевидно, имеется в виду наивысшая твердость и устойчивость по отношению к физическим и химическим агентам). Имя собственное образца – «Горняк»

Разновидности :

-борт - неправильной формы сростки и шаровидные лучистые агрегаты;

-карбонадо - тонкозернистые пористые агрегаты, окрашенные аморфным графитом и посторонними примесями в буровато-черный цвет.

Химический состав . Бесцветные разновидности состоят из чистого углерода. Окрашенные и непрозрачные разновидности в несгораемом остатке, достигающем иногда нескольких процентов, обнаруживают SiO 2 , MgO, CaO, FeO,Fe 2 O 3 , A1 2 O 3 , ТiO 2 и др. В виде включений в алмазах нередко наблюдается графит и некоторые другие минералы.

Кристаллическая решетка алмаза. А - изображение центров атомов; В - та же решетка в виде тетраэдров, вершины и центры которых являются центрами атомов углерода

Сингония кубическая. Облик кристаллов октаэдрический, менее обычен додекаэдрический, редко кубический и изредка тетраэдрический. Грани кристаллов часто бывают представлены выпуклыми и неровными, иногда разъеденными поверхностями. Наблюдаются двойники срастания. Размеры отдельных кристаллов варьируют от мельчайших до очень крупных, весящих несколько сот и даже тысяч каратов (метрический карат = 0,2 г). Крупнейшие кристаллы весили (в каратах): "Коллинан" - 3025, "Эксцельзиор" - 969,5, "Виктория" - 457, "Орлов" - 199,6.

Цвет . Бесцветный водяно-прозрачный или окрашенный в голубой, синий, желтый, бурый и черный цвета. Блеск сильный алмазный. Твердость 10. Абсолютная твердость в 1000 раз превышает твердость кварца и в 150 раз - корунда. Хрупок . Спайность средняя. Плотность 3,47-3,56. Электропроводность слабая.

Диагностические признаки . Алмаз является единственным минералом по своей исключительной твердости. Характерны также сильный алмазный блеск и часто кривоплоскостные грани кристаллов. Мелкие зерна в шлихах легко узнаются по люминесценции, резко проявляющейся в ультрафиолетовых лучах. Цвета люминесценции обычно голубовато-синие, иногда зеленые.

Происхождение . Коренные месторождения генетически связаны с ультраосновными глубинными магматическими породами: перидотитами, кимберлитами и др. В этих породах кристаллизация алмаза происходит, очевидно, на больших глубинах в условиях высоких температур и давления. Судя по формам и условиям нахождения, алмаз кристаллизовался в магмах одним из первых. Не ясно, кристаллизовался ли алмаз за счет углерода самой магмы или за счет углерода, усваивавшегося из окружающих пород. В ассоциациях с алмазом наблюдаются: графит, оливин - (Mg, Fe) 2 SiO 4 , хромшпинелиды - (Fe,Mg)(Cr,Al,Fe) 2 O 4 , магнетит - FeFe 2 O 4 , гематит - Fe 2 O 3 и др.

Россыпные месторождения алмаза, устойчивого в экзогенных условиях, образуются за счет разрушения и размыва алмазоносных пород.

Кимберлит (от названия г. Кимберли в Южной Африке), магматическая ультраосновная брекчиевидная горная порода эффузивного облика, выполняющая кимберлитовые трубки взрыва.

Кимберлитовая трубка - вертикальное или близкое к вертикальному геологическое тело, образовавшееся при прорыве газов сквозь земную кору. Кимберлитовая трубка заполнена кимберлитом.

Применение . Совершенно прозрачные алмазы применяются в ювелирном деле как драгоценные камни (бриллианты). Для технических целей употребляются мелкие алмазы, а также борт и карбонадо. Эти разновидности используются в металлообрабатывающей, камнеобрабатывающей, абразивной и других отраслях промышленности.

Графит

Графит - С. Название происходит от греческого слова "графо" - пишу. Разновидности :

Графитит - скрытокристаллическая разность;

Шунгит - аморфная разность, образовавшаяся в результате природного коксования углей.

Химический состав графита редко отличается чистотой. В значительных количествах (до 10-20%) часто присутствует зола, состоящая из различных компонентов (SiO 2 , Аl 2 O 3 , FeO, MgO, СаО, Р 2 О 5 , CuO и др.), иногда вода, битумы и газы (до 2%).

Сингония гексагональная. Кристаллическая структура в сравнении с алмазом приведена на рисунке. Различия физических свойств алмаза и графита обусловлены различием в строении кристаллических решеток этих минералов. Ионы углерода в графите лежат листами, представленными плоскими гексагональными сетками.

Расположение центров атомов в алмазе (А) и в графите (Б)

Облик кристаллов . Хорошо образованные кристаллы встречаются крайне редко. Они имеют вид шестиугольных пластинок или табличек, иногда с треугольными штрихами на грани. Агрегаты часто тонкочешуйчатые. Реже распространены шестоватые или волокнистые массы. Цвет графита железно-черный до стально-серого. Черта черная блестящая. Блеск сильный металловидный; скрытокристаллические агрегаты матовые. В тончайших листочках просвечивает серым цветом. Твердость 1. В тонких листочках гибок. Жирен на ощупь. Мажет бумагу и пальцы. Спайность совершенная. Удельный вес 2,09-2,23 (изменяется в зависимости от степени дисперсности и наличия тончайших пор), у шунгита 1,84-1,98. Прочие свойства . Обладает высокой электропроводностью, что обусловлено очень плотной упаковкой атомов в листах.

Диагностические признаки . Легко узнается по цвету, низкой твердости и жирности на ощупь. От сходного с ним молибденита (MoS 2) отличается более темным железно-черным цветом и более слабым блеском.

П. п. тр. не плавится. При накаливании в струе кислорода сгорает труднее, нежели алмаз. Улетучивается, не плавясь, лишь в пламени вольтовой дуги. В кислотах не растворяется. Порошок в смеси с KNO 3 при нагревании дает вспышку.

Происхождение . В природе графит образуется при восстановительных процессах в условиях высоких температур.

Широко распространены метаморфические месторождения графита, возникшие за счет каменных углей или битуминозных отложений в условиях регионального метаморфизма или под влиянием интрузий магмы.

Встречается иногда среди магматических горных пород разнообразного состава. Источником углерода во многих случаях являются вмещающие углеродсодержащие горные породы.

Известны случаи находок графита в пегматитах. Встречаются месторождения на контактах известняков с изверженными породами в провинциях Онтарио и Квебек в Канаде, а также жильные месторождения крупнолистоватого графита, например на о. Цейлон.

Применение . Графит применяется для самых различных видов производства: для изготовления графитовых тиглей, в литейном деле; производстве карандашей; электродов; для смазки трущихся частей; в красочной промышленности и др.

Группа « полуметаллов»

В эту группу, кроме мышьяка, входят сурьма и висмут, т. е. элементы больших периодов V группы таблицы Менделеева. Все они в природных условиях хотя и редко, но наблюдаются в самородном состоянии, кристаллизуясь в одной (тригональной) сингонии и образуя, однотипные кристаллические решетки. Несмотря на это, элементы группы полуметаллов не встречаются совместно и не дают в природе ни твердых растворов, ни определенных соединений. Исключение составляют мышьяк и сурьма, которые при высоких температурах образуют твердые растворы во всех пропорциях, а при низких температурах - лишь устойчивое интертметаллическое соединение AsSb (аллемонтит).

Интерметаллические соединения - химические соединения металлов друг с другом.