Но сера участвовала в образовании не только земной коры. Ее находят в метеоритах, и этот факт позволяет предполагать, что сера входит в состав ядра Земли: многие ученые считают, что сердце нашей планеты и метеориты содержат одни и те же элементы. Глубокие недра Земли очень богаты серой. Об этом свидетельствуют не только выделения серосодержащих газов при вулканических извержениях, но и многочисленные сернорудные жилы. Они представляют собой застывшие растворы сернистых металлов, вылившихся в глубокой древности в расплавленном виде из земных недр.
Сфера «деятельности» серы выходит за пределы Земли, распространяясь и на космос.
Наряду с другими элементами сера является одним из незаменимых кирпичиков мироздания. Сульфид железа и алунит — известные нам «земные» и в то же время «космические» соединения серы.
В виде сульфида железа, или, как его иногда называют, метеоритного железа, сера входит в состав других планет солнечной системы.
Алунит представляет собой сложное соединение серы, содержащее калий и алюминий. Наблюдая Луну через мощные телескопы, можно увидеть сверкающие белоснежные ореолы, которые окружают кратеры лунных гор. Быть может, это тот же алунит, который всегда встречается в кратерах потухших вулканов? Скоро человек получит ответ на этот вопрос.
Сера на Земле и на других планетах — это одна из иллюстраций единства происхождения вселенной.
В невообразимо далекие времена высокая температура и недостаток кислорода и воды в атмосфере создавали предпосылки для непосредственного соединения серы с металлами, для образования сульфидов. И лишь с появлением жидкой воды и свободного кислорода сульфиды начали окисляться. Наступила пора «рождения» сульфатов.
Образование самородной серы шло двумя путями: один из них — взаимодействие сероводорода и сернистого газа, выделяющихся при извержениях вулканов. Два газа, соединяясь, давали воду и серу. Но был и другой путь образования серы, в результате которого возникали мощные серные месторождения под землей. Если рассматривать географию серы, можно заметить, что подобные месторождения падают на южные районы: Средняя Азия, Крым и Кавказ в СССР; Сицилия, Япония, где сера добывается на особом Серном острове, и, наконец, на юге США. Чем же объясняется такое «тяготение» серы к южным районам? По всей вероятности, это не случайность.
Академик Ферсман считал, что для образования самородной серы необходим особый климатический режим — сухой и пустынный. Кроме того, в достаточном количестве должны присутствовать углеводороды, которые и восстанавливают сульфаты до самородной серы.
Ученые прошлого не зря приписывали сере различные чудодейственные свойства; она обладает интересными химическими и физическими особенностями.
Химия немногих элементов столь же «богата», как химия серы. Сера — образец классического неметалла, и расположение ее в периодической таблице таково, что и положительная и отрицательная валентность серы выступают с одинаковым успехом.
Сера легко принимает на внешнюю оболочку два электрона. Она становится отрицательно двухвалентной, и в такой форме входит в молекулу сероводорода H2S. Основные положительные валентности серы: 4+ и 6+. Например, в двуокиси серы, или сернистом ангидриде SO2, сера положительно четырехвалентна, а в трехокиси, или серном ангидриде SO3, — шестивалентна. Соединяясь с водой, эти окислы дают соответственно сернистую и серную кислоты: H2SO3 и H2SO4. Структурные их формулы имеют знакомые каждому школьнику начертания:
Если в формуле серной кислоты заменить один из атомов кислорода атомом серы, то получается весьма любопытное соединение — тиосерная кислота, H2S2O6, или
В ней один атом серы положительно шестивалентен, другой — отрицательно двухвалентен. Тиосерная кислота — довольно редкий пример неорганического соединения, где два атома одного и того же соединения имеют различные валентности. В отличие от серной кислоты сернистая и тиосерная в свободном виде не существуют.
Наконец, для серы известна обширная серия так называемых политионовых кислот. Они образуются при взаимодействии сернистого ангидрида и сероводорода в присутствии больших количеств воды. Общая их формула записывается в виде H2SxO6. Индекс x может принимать значение от 3 до 6.