Compuși ai sulfului. Starile de oxidare ale sulfului in compusi. Formule ale compușilor cu sulf

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 05:39

Subgrupul de calcogeni include sulful - acesta este al doilea dintre elementele care pot forma un număr mare de zăcăminte de minereu. Sulfații, sulfurile, oxizii și alți compuși ai sulfului sunt foarte răspândiți, importanți în industrie și natură. Prin urmare, în acest articol vom lua în considerare ce sunt acestea, ce este sulful în sine, substanța sa simplă.

Sulful și caracteristicile sale

Acest element are următoarea poziție în tabelul periodic.

1. Al șaselea grup, subgrup principal.
2. A treia perioadă mică.
3. Masa atomică - 32, 064.
4. Număr ordinal - 16, același număr de protoni și electroni, neutroni de asemenea 16.
5. Se referă la elemente nemetalice.
6. În formule se citește „es”, numele elementului sulf, latină sulfur.

Există patru izotopi stabili în natură cu numerele de masă 32, 33, 34 și 36. Acest element este al șaselea ca abundență în natură. Se referă la elementele biogene, deoarece face parte din organice importantemolecule.

Structura electronică a atomului

Compușii cu sulf își datorează diversitatea particularităților structurii electronice a atomului. Este exprimat prin următoarea formulă de configurare: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Ordinea dată reflectă doar starea staționară a elementului. Cu toate acestea, se știe că, dacă unui atom i se transmite energie suplimentară, atunci electronii pot fi deviați la subnivelurile 3p și 3s, urmată de o altă tranziție la 3d, care rămâne liberă. Ca urmare, nu numai valența atomului se modifică, ci și toate stările de oxidare posibile. Numărul acestora crește semnificativ, precum și numărul diferitelor substanțe cu participarea sulfului.

Stări de oxidare ale sulfului în compuși

Există mai multe variante principale ale acestui indicator. Pentru sulf este:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Dintre acestea, S⁺² este cea mai rară, restul sunt împrăștiate peste tot. Activitatea chimică și capacitatea de oxidare a întregii substanțe depind de gradul de oxidare a sulfului din compuși. Deci, de exemplu, compușii cu -2 sunt sulfuri. În ele, elementul pe care îl luăm în considerare este un agent oxidant tipic.

Cu cât valoarea stării de oxidare a compusului este mai mare, cu atât capacitatea de oxidare a substanței va fi mai pronunțată. Acest lucru este ușor de verificat dacă ne amintim cei doi acizi principali pe care îi formează sulful:

• H₂SO₃ - sulfuros;
• H₂SO₄ - sulfuric.

Se știe căacesta din urmă este un compus mult mai stabil, puternic, cu o capacitate de oxidare foarte puternică în concentrație mare.

substanță simplă

Ca o substanță simplă, sulful este cristale galbene frumoase de formă uniformă, regulată, alungită. Deși aceasta este doar una dintre formele sale, deoarece există două modificări alotropice principale ale acestei substanțe. Primul, monoclinic sau rombic, este un corp cristalin galben care nu se poate dizolva în apă, ci doar în solvenți organici. Diferă în fragilitate și o formă frumoasă a structurii prezentată sub forma unei coroane. Punct de topire - aproximativ 110⁰C.

Dacă nu ratați momentul intermediar la încălzirea unei astfel de modificări, atunci puteți detecta o altă stare în timp - sulful plastic. Este o soluție vâscoasă de culoare maro cauciuc, care, după încălzire suplimentară sau răcire rapidă, se transformă din nou într-o formă rombică.

Dacă vorbim de sulf chimic pur obținut prin filtrare repetată, atunci este vorba de un galben strălucitor de mici cristale, fragile și complet insolubile în apă. Capabil să se aprindă la contactul cu umiditatea și oxigenul din aer. Diferă prin activitatea chimică destul de ridicată.

A fi în natură

În natură, există zăcăminte naturale din care se extrag compușii sulfului și sulful în sine ca o substanță simplă. În plus, eaconține:

• în minerale, minereuri și roci;
• în corpul animalelor, al plantelor și al oamenilor, deoarece face parte din multe molecule organice;
• în gaze naturale, petrol și cărbune;
• în șisturi bituminoase și în apele naturale.

Unele dintre cele mai bogate minerale în sulf pot fi numite:

• cinabru;
• pirit;
• sphalerite;
• antimonit;
• galena și altele.

Majoritatea sulfului produs astăzi este destinat producției de sulfat. O altă parte este folosită în scopuri medicale, agricultură, procese industriale pentru producerea de substanțe.

Proprietăți fizice

Ele pot fi descrise cu mai multe puncte.

1. Insolubil în apă, solubil în disulfură de carbon sau terebentină.
2. Cu frecare prelungită, acumulează o sarcină negativă.
3. Punctul de topire este 110 ⁰C.
4. Punctul de fierbere 190 ⁰C.
5. Când atinge 300 ⁰C se transformă în lichid, ușor mobil.
6. Substanța pură poate aprinde în mod spontan Proprietățile combustibile sunt foarte bune.
7. De la sine, practic nu are miros, cu toate acestea, compușii de hidrogen sulf emană un miros ascuțit de ouă putrezite. Precum și câțiva reprezentanți binari gazoși.

Proprietățile fizice ale substanței în cauză sunt cunoscute oamenilor încă din antichitate. Din cauza combustibilității sale, sulful și-a primit numele. În războaie s-au folosit fum asfixiant și otrăvitori, care se formează în timpul arderii acestui compus, caarme împotriva dușmanilor. În plus, acizii care conțin sulf au fost întotdeauna de mare importanță industrială.

Proprietăți chimice

Tema: „Sulful și compușii săi” la cursul de chimie școlar nu necesită o lecție, ci mai multe. La urma urmei, sunt o mulțime. Acest lucru se datorează activității chimice a acestei substanțe. Poate prezenta atât proprietăți oxidante cu agenți reducători mai puternici (metale, bor și altele), cât și proprietăți reducătoare cu majoritatea nemetalelor.

Cu toate acestea, în ciuda unei astfel de activități, numai interacțiunea cu fluorul are loc în condiții normale. Toate celel alte necesită încălzire. Există mai multe categorii de substanțe cu care sulful poate interacționa:

• metale;
• non-metale;
• alcali;
• acizi oxidanți puternici - sulfuric și nitric.

Compuși ai sulfului: soiuri

Diversitatea lor se va explica prin valoarea inegală a stării de oxidare a elementului principal - sulful. Deci, putem distinge mai multe tipuri principale de substanțe pe această bază:

• compuși cu stare de oxidare -2;
• +4;
• +6.

Dacă luăm în considerare clase, și nu indicele de valență, atunci acest element formează molecule precum:

• acizi;
• oxizi;
• compuși hidrogen sulfurați;
• sare;
• compuși binari cu nemetale (disulfură de carbon, cloruri);
• materie organică.

Acum să ne uităm la cele principale și să dăm exemple.

Substanțe cu o stare de oxidare de -2

Compușii cu sulf 2 sunt conformațiile sale cu metale, precum și cu:

• carbon;
• hidrogen;
• fosfor;
• silicon;
• arsenic;
• bor.

În aceste cazuri, acționează ca un agent oxidant, deoarece toate elementele enumerate sunt mai electropozitive. Să aruncăm o privire la unele dintre cele mai importante.

1. Disulfură de carbon - CS₂. Lichid transparent cu o aroma placuta caracteristica de eter. Este toxic, inflamabil și exploziv. Este folosit ca solvent pentru majoritatea tipurilor de uleiuri, grăsimi, nemetale, nitrat de argint, rășini și cauciucuri. De asemenea, este o parte importantă în producția de mătase artificială - viscoză. În industrie, este sintetizat în cantități mari.
2. Hidrogen sulfurat sau hidrogen sulfurat - H₂S. Un gaz incolor cu gust dulce. Mirosul este ascuțit, extrem de neplăcut, care amintește de un ou putred. Otrăvitor, deprimă centrul respirator, deoarece leagă ionii de cupru. Prin urmare, atunci când sunt otrăviți de ei, au loc sufocarea și moartea. Folosit pe scară largă în medicină, sinteza organică, producția de acid sulfuric și ca materie primă eficientă din punct de vedere energetic.
3. Sulfurile metalice sunt utilizate pe scară largă în medicină, în producția de sulfați, în producția de vopsele, în fabricarea de fosfor și în alte locuri. Formula generală este Me_xS_y.

Compuși cu o stare de oxidare de +4

Compuși ai sulfului 4 -este predominant un oxid și sărurile sale corespunzătoare și un acid. Toți sunt compuși destul de comuni care au o anumită valoare în industrie. De asemenea, pot acționa ca agenți oxidanți, dar mai des prezintă proprietăți reducătoare.

Formulele pentru compușii sulfului cu o stare de oxidare de +4 sunt următoarele:

• oxid - dioxid de sulf SO₂;
• acid - sulfuros H₂SO₃;
• sărurile au formula generală Me_x(SO₃)_y.

Una dintre cele mai comune este dioxidul de sulf sau anhidrida. Este o substanță incoloră cu miros de chibrit ars. Format în grupuri mari în timpul erupțiilor vulcanice, este ușor de identificat după miros în acest moment.

Se dizolva in apa cu formarea de acid care se descompune usor - sulfuros. Se comportă ca un oxid acid tipic, formează săruri, care includ SO₃^2- ca un ion sulfit. Această anhidridă este principalul gaz care afectează poluarea atmosferei înconjurătoare. Aceasta este ceea ce provoacă ploaia acide. În industrie, este folosit în producția de sulfat.

Compuși în care sulful are o stare de oxidare de +6

Acestea includ, în primul rând, anhidrida sulfuric și acidul sulfuric cu sărurile lor:

• sulfați;
• hidrosulfați.

Deoarece atomul de sulf din ele se află în cel mai în alt grad de oxidare, proprietățile acestor compuși sunt destul de înțelese. Sunt oxidanți puternici.

Oxidul de sulf (VI) - anhidrida sulfurica - este unlichid volatil incolor. O trăsătură caracteristică este o capacitate puternică de absorbție a umidității. Fumează în aer liber. Când este dizolvat în apă, dă unul dintre cei mai puternici acizi minerali - sulfuric. Soluția sa concentrată este un lichid greu uleios, ușor gălbui. Dacă anhidrida este dizolvată în acid sulfuric, atunci se va obține un compus special numit oleum. Este folosit industrial la producerea acidului.

Printre săruri - sulfați - compuși precum:

• gips CaSO₄ 2H₂O;
• barit BaSO₄;
• mirabilite;
• sulfat de plumb și altele.

Sunt folosite în construcții, sinteza chimică, medicină, fabricarea de instrumente optice și ochelari și chiar în industria alimentară.

Hidrosulfații sunt folosiți pe scară largă în metalurgie, unde sunt utilizați ca flux. Și, de asemenea, ajută la transformarea multor oxizi complecși în forme de sulfat solubile, care este utilizat în industriile corespunzătoare.

Studiul sulfului la cursul de chimie școlară

Când este cel mai bun moment pentru elevi să învețe despre ce este sulful, care sunt proprietățile acestuia, ce este un compus cu sulf? Clasa a IX-a este cea mai bună perioadă. Acesta nu este chiar începutul, când totul este nou și de neînțeles pentru copii. Aceasta este calea de mijloc în studiul științei chimice, când bazele puse mai devreme vor ajuta la înțelegerea completă a subiectului. Prin urmare, este a doua jumătate a anului de absolvire care este alocată pentru luarea în considerare a acestor aspecte.clasă. În același timp, întreaga temă este împărțită în mai multe blocuri, în care există o lecție separată „Compuși ai sulfului. Gradul 9”.

Acest lucru se datorează abundenței lor. Problema producției industriale de acid sulfuric este de asemenea luată în considerare separat. În general, se alocă o medie de 3 ore pentru acest subiect.

Dar compușii organici ai sulfului sunt scoși pentru studiu doar în clasa a 10-a, când sunt luate în considerare problemele organice. Sunt afectați și în biologie în liceu. La urma urmei, sulful face parte din molecule organice precum:

• tioalcooli (tioli);
• proteine (structură terțiară pe care se formează punți de disulfură);
• tioaldehide;
• tiofenoli;
• tioeteri;
• acizi sulfonici;
• sulfoxizi și alții.

Aceștia sunt clasificați ca un grup special de compuși organosulfurați. Ele sunt importante nu numai în procesele biologice ale ființelor vii, ci și în industrie. De exemplu, acizii sulfonici stau la baza multor medicamente (aspirina, sulfanilamida sau streptocid).

În plus, sulful este o componentă constantă a unor compuși, cum ar fi unii:

• aminoacizi;
• enzime;
• vitamine;
• hormoni.