Sebatian sulfur. Keadaan pengoksidaan sulfur dalam sebatian. Formula sebatian sulfur

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Subkumpulan chalcogens termasuk sulfur - ini adalah unsur kedua yang boleh membentuk sejumlah besar deposit bijih. Sulfat, sulfida, oksida dan sebatian sulfur lain sangat meluas, penting dalam industri dan alam semula jadi. Oleh itu, dalam artikel ini kita akan mempertimbangkan apa itu, apa itu sulfur itu sendiri, bahan mudahnya.

Sulfur dan ciri-cirinya

Unsur ini mempunyai kedudukan berikut dalam Jadual Berkala.

1. Kumpulan keenam, subkumpulan utama.
2. Tempoh kecil ketiga.
3. Jisim atom - 32, 064.
4. Nombor ordinal - 16, bilangan proton dan elektron yang sama, neutron juga 16.
5. Merujuk kepada unsur bukan logam.
6. Dalam formula ia dibaca sebagai "es", nama unsur sulfur, Latin sulfur.

Terdapat empat isotop stabil dalam alam semula jadi dengan nombor jisim 32, 33, 34 dan 36. Unsur ini adalah yang keenam paling banyak dalam alam semula jadi. Merujuk kepada unsur biogenik, kerana ia adalah sebahagian daripada organik yang pentingmolekul.

Struktur elektronik atom

Sebatian sulfur berhutang kepelbagaiannya kepada keanehan struktur elektronik atom. Ia dinyatakan oleh formula konfigurasi berikut: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Tertib yang diberikan hanya mencerminkan keadaan pegun unsur. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa jika tenaga tambahan diberikan kepada atom, maka elektron boleh berputus asa pada subperingkat 3p dan 3s, diikuti dengan peralihan lain kepada 3d, yang kekal bebas. Akibatnya, bukan sahaja valensi atom berubah, tetapi juga semua keadaan pengoksidaan yang mungkin. Bilangan mereka meningkat dengan ketara, serta bilangan pelbagai bahan dengan penyertaan sulfur.

Keadaan pengoksidaan sulfur dalam sebatian

Terdapat beberapa varian utama penunjuk ini. Untuk sulfur ialah:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Daripada jumlah ini, S⁺² adalah yang paling jarang berlaku, selebihnya tersebar di mana-mana. Aktiviti kimia dan keupayaan pengoksidaan keseluruhan bahan bergantung pada tahap pengoksidaan sulfur dalam sebatian. Jadi, sebagai contoh, sebatian dengan -2 ialah sulfida. Di dalamnya, unsur yang kami pertimbangkan ialah agen pengoksidaan biasa.

Semakin tinggi nilai keadaan pengoksidaan dalam sebatian, semakin ketara keupayaan pengoksidaan bahan tersebut. Ini mudah untuk disahkan jika kita mengingati dua asid utama yang membentuk sulfur:

• H₂SO₃ - belerang;
• H₂SO₄ - sulfurik.

Adalah diketahui bahawayang terakhir adalah sebatian yang lebih stabil, kuat, dengan keupayaan pengoksidaan yang sangat kuat dalam kepekatan tinggi.

Bahan mudah

Sebagai bahan ringkas, sulfur ialah hablur berwarna kuning yang cantik dengan bentuk sekata, sekata dan memanjang. Walaupun ini hanya salah satu daripada bentuknya, kerana terdapat dua pengubahsuaian alotropik utama bahan ini. Yang pertama, monoklinik atau rombik, ialah badan kristal kuning yang tidak boleh larut dalam air, tetapi hanya dalam pelarut organik. Berbeza dalam kerapuhan dan bentuk struktur yang indah yang dibentangkan dalam bentuk mahkota. Takat lebur - kira-kira 110⁰C.

Jika anda tidak terlepas detik perantaraan semasa memanaskan pengubahsuaian sedemikian, maka anda boleh mengesan keadaan lain dalam masa - sulfur plastik. Ia adalah larutan likat coklat bergetah, yang, apabila dipanaskan lebih lanjut atau penyejukan pantas, sekali lagi bertukar menjadi bentuk rombik.

Jika kita bercakap tentang sulfur tulen secara kimia yang diperolehi melalui penapisan berulang, maka ia adalah kristal kecil kuning terang, rapuh dan tidak larut sepenuhnya dalam air. Mampu menyala apabila bersentuhan dengan kelembapan dan oksigen di udara. Berbeza dalam aktiviti kimia yang agak tinggi.

Berada dalam alam semula jadi

Secara semula jadi, terdapat mendapan semula jadi yang daripadanya sebatian sulfur diekstrak dan sulfur itu sendiri sebagai bahan ringkas. Selain itu, diamengandungi:

• dalam mineral, bijih dan batu;
• dalam tubuh haiwan, tumbuhan dan manusia, kerana ia adalah sebahagian daripada banyak molekul organik;
• dalam gas asli, minyak dan arang batu;
• dalam syal minyak dan perairan semula jadi.

Beberapa mineral terkaya dalam sulfur boleh dinamakan:

• cinnabar;
• pirit;
• sfalerit;
• antimonit;
• galena dan lain-lain.

Kebanyakan sulfur yang dihasilkan hari ini digunakan untuk pengeluaran sulfat. Bahagian lain digunakan untuk tujuan perubatan, pertanian, proses perindustrian untuk pengeluaran bahan.

Sifat fizikal

Ia boleh dihuraikan dengan beberapa perkara.

1. Tidak larut dalam air, larut dalam karbon disulfida atau turpentin.
2. Dengan geseran yang berpanjangan, mengumpul cas negatif.
3. Takat lebur ialah 110 ⁰C.
4. Takat Didih 190 ⁰C.
5. Apabila mencapai 300 ⁰C bertukar menjadi cecair, mudah alih.
6. Bahan tulen boleh menyala secara spontan sifat mudah terbakar adalah sangat baik.
7. Dengan sendirinya, ia boleh dikatakan tidak berbau, namun, sebatian hidrogen sulfur mengeluarkan bau tajam telur busuk. Serta beberapa wakil binari gas.

Sifat fizikal bahan yang dimaksudkan telah diketahui orang sejak zaman dahulu. Ia adalah untuk keterbakaran bahawa sulfur mendapat namanya. Dalam peperangan, asap sesak nafas dan beracun digunakan, yang terbentuk semasa pembakaran sebatian ini, sebagaisenjata melawan musuh. Selain itu, asid yang mengandungi sulfur juga sentiasa mempunyai kepentingan industri yang besar.

Sifat kimia

Tema: "Sulfur dan sebatiannya" dalam kursus kimia sekolah tidak mengambil satu pelajaran, tetapi beberapa pelajaran. Lagipun, terdapat banyak daripada mereka. Ini disebabkan oleh aktiviti kimia bahan ini. Ia boleh mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dengan agen penurun yang lebih kuat (logam, boron dan lain-lain) dan sifat mengurangkan dengan kebanyakan bukan logam.

Namun, walaupun terdapat aktiviti sedemikian, hanya interaksi dengan fluorin berlaku dalam keadaan biasa. Semua yang lain memerlukan pemanasan. Terdapat beberapa kategori bahan yang boleh berinteraksi dengan sulfur:

• logam;
• bukan logam;
• alkali;
• asid pengoksidaan kuat - sulfurik dan nitrik.

Sebatian sulfur: varieti

Kepelbagaian mereka akan dijelaskan oleh nilai tidak sama bagi keadaan pengoksidaan unsur utama - sulfur. Jadi, kita boleh membezakan beberapa jenis bahan utama berdasarkan ini:

• sebatian dengan keadaan pengoksidaan -2;
• +4;
• +6.

Jika kita mempertimbangkan kelas, dan bukan indeks valensi, maka unsur ini membentuk molekul seperti:

• asid;
• oksida;
• sebatian hidrogen sulfur;
• garam;
• sebatian binari dengan bukan logam (karbon disulfida, klorida);
• bahan organik.

Sekarang mari kita lihat yang utama dan berikan contoh.

Bahan dengan keadaan pengoksidaan -2

Sebatian sulfur 2 ialah konformasinya dengan logam, serta dengan:

• karbon;
• hidrogen;
• fosforus;
• silikon;
• arsenik;
• boron.

Dalam kes ini, ia bertindak sebagai agen pengoksida, kerana semua unsur yang disenaraikan adalah lebih elektropositif. Mari lihat beberapa yang lebih penting.

1. Karbon disulfida - CS₂. Cecair telus dengan ciri aroma eter yang menyenangkan. Ia adalah toksik, mudah terbakar dan mudah meletup. Ia digunakan sebagai pelarut untuk kebanyakan jenis minyak, lemak, bukan logam, perak nitrat, resin dan getah. Ia juga merupakan bahagian penting dalam pengeluaran sutera tiruan - viscose. Dalam industri, ia disintesis dalam kuantiti yang banyak.
2. Hidrogen sulfida atau hidrogen sulfida - H₂S. Gas tidak berwarna dengan rasa manis. Baunya tajam, sangat tidak menyenangkan, mengingatkan telur busuk. Beracun, menekan pusat pernafasan, kerana ia mengikat ion tembaga. Oleh itu, apabila diracuni oleh mereka, sesak nafas dan kematian berlaku. Digunakan secara meluas dalam perubatan, sintesis organik, penghasilan asid sulfurik dan sebagai bahan mentah yang cekap tenaga.
3. Sulfida logam digunakan secara meluas dalam perubatan, dalam pengeluaran sulfat, dalam pengeluaran cat, dalam pembuatan fosfor dan tempat lain. Formula umum ialah Saya_xS_y.

Sebatian dengan keadaan pengoksidaan +4

Sebatian sulfur 4 -ia kebanyakannya adalah oksida dan garam yang sepadan dan asid. Kesemuanya adalah sebatian yang agak biasa yang mempunyai nilai tertentu dalam industri. Ia juga boleh bertindak sebagai agen pengoksidaan, tetapi lebih kerap ia mempamerkan sifat pengurangan.

Formula untuk sebatian sulfur dengan keadaan pengoksidaan +4 adalah seperti berikut:

• oksida - sulfur dioksida SO₂;
• asid - sulfur H₂SO₃;
• garam mempunyai formula am Me_x(SO₃)_y.

Salah satu yang paling biasa ialah sulfur dioksida, atau anhidrida. Ia adalah bahan tidak berwarna dengan bau mancis hangus. Terbentuk dalam kelompok besar semasa letusan gunung berapi, ia mudah dikenal pasti melalui bau pada masa ini.

Larut dalam air dengan pembentukan asid mudah reput - sulfur. Ia berkelakuan seperti asid oksida biasa, membentuk garam, yang termasuk SO₃^2- sebagai ion sulfit. Anhidrida ini merupakan gas utama yang menjejaskan pencemaran atmosfera sekeliling. Inilah yang menyebabkan hujan asid. Dalam industri, ia digunakan dalam pengeluaran sulfat.

Sebatian di mana sulfur mempunyai keadaan pengoksidaan +6

Ini termasuk, pertama sekali, anhidrida sulfurik dan asid sulfurik dengan garamnya:

• sulfat;
• hidrosulfat.

Memandangkan atom sulfur di dalamnya berada dalam tahap pengoksidaan tertinggi, sifat sebatian ini agak boleh difahami. Ia adalah pengoksida yang kuat.

Sulfur oksida (VI) - anhidrida sulfurik - ialahcecair tidak berwarna meruap. Ciri ciri ialah kapasiti penyerapan lembapan yang kuat. Merokok di luar rumah. Apabila dibubarkan dalam air, ia memberikan salah satu asid mineral terkuat - sulfurik. Larutan pekatnya ialah cecair berat berminyak sedikit kekuningan. Jika anhidrida dilarutkan dalam asid sulfurik, maka sebatian khas yang dipanggil oleum akan diperolehi. Ia digunakan secara industri dalam penghasilan asid.

Antara garam - sulfat - sebatian seperti:

• gypsum CaSO₄ 2J₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• plumbum sulfat dan lain-lain.

Ia digunakan dalam pembinaan, sintesis kimia, perubatan, pembuatan alat optik dan cermin mata, dan juga industri makanan.

Hidrosulfat digunakan secara meluas dalam metalurgi, di mana ia digunakan sebagai fluks. Dan juga ia membantu menukarkan banyak oksida kompleks kepada bentuk sulfat larut, yang digunakan dalam industri yang sepadan.

Kajian sulfur dalam kursus kimia sekolah

Bilakah masa terbaik untuk pelajar belajar tentang apa itu sulfur, apakah sifatnya, apakah itu sebatian sulfur? Darjah 9 adalah tempoh terbaik. Ini bukan permulaan, apabila semuanya baru dan tidak dapat difahami oleh kanak-kanak. Ini adalah jalan tengah dalam kajian sains kimia, apabila asas-asas yang diletakkan lebih awal akan membantu untuk memahami sepenuhnya topik itu. Oleh itu, separuh kedua tahun tamat pengajian diperuntukkan untuk pertimbangan isu-isu ini.kelas. Pada masa yang sama, keseluruhan topik dibahagikan kepada beberapa blok, di mana terdapat pelajaran berasingan "Sebatian sulfur. Gred 9".

Ini kerana banyaknya mereka. Isu pengeluaran industri asid sulfurik juga dipertimbangkan secara berasingan. Secara umum, purata 3 jam diperuntukkan untuk topik ini.

Tetapi sebatian sulfur organik dibawa keluar untuk kajian hanya dalam gred 10, apabila isu organik dipertimbangkan. Mereka juga terlibat dalam biologi di sekolah menengah. Lagipun, sulfur adalah sebahagian daripada molekul organik seperti:

• thioalcohols (thiols);
• protein (struktur tertier di mana jambatan disulfida terbentuk);
• thioaldehydes;
• thiophenols;
• thioethers;
• asid sulfonik;
• sulfoksida dan lain-lain.

Ia dikelaskan sebagai kumpulan khas sebatian organosulfur. Mereka penting bukan sahaja dalam proses biologi makhluk hidup, tetapi juga dalam industri. Sebagai contoh, asid sulfonik adalah asas kepada banyak ubat (aspirin, sulfanilamide atau streptocide).

Selain itu, sulfur ialah komponen tetap sebatian seperti beberapa:

• asid amino;
• enzim;
• vitamin;
• hormon.