Sulfur (lat. Sulphur) este un element nemetal. Simbolul chimic este S, numărul de serie din tabelul periodic este 16. Valența sulfului a fost stabilită chiar înainte de studiul structurii atomului. Valoarea sa a fost determinată pe baza proprietății de a înlocui, a atrage sau atașa un anumit număr de alți atomi sau grupuri. Mai târziu, cercetătorii au descoperit rolul particulelor încărcate negativ (electroni) în formarea unei legături chimice.
Valența sulfului: ce caracteristici ale atomilor îi afectează valoarea?
În ceea ce privește prevalența pe Pământ, un element chimic se află pe locul 16. Apare sub formă de cristale sau pulbere galben strălucitor în roci, în apropierea vulcanilor activi și dispăruți. Cei mai faimoși compuși naturali sunt sulfurile și sulfații.
Caracteristici ale elementului și substanței:
- Non-metal puternic.
- În ceea ce privește electronegativitatea (EO) sau capacitatea de a atrage electroni, sulful este al doilea după fluor, oxigen, azot, clor și brom.
- Interacționează cu metale și nemetale, substanțe simple și complexe.
Diferențele de proprietăți depind de structura și starea atomului, diferența dintre valorile EO. Să aflăm ce valență poate avea sulful în compuși. Comportamentul lor chimic depinde de structura învelișurilor energetice, de numărul și aranjarea electronilor exteriori în atom.
De ce variază valența?
Stabili sunt izotopii naturali ai sulfului cu numerele de masă 32 (cel mai frecvent), 33, 34 și 36. Un atom din fiecare dintre acești nuclizi conține 16 protoni încărcați pozitiv. În spațiul din apropierea nucleului, 16 electroni se mișcă cu mare viteză. Sunt infinitezimale, încărcate negativ. Mai puțin atras de nucleu (mai liber) 6 particule exterioare. Câteva sau toate participă la formarea diferitelor tipuri de legături chimice. Conform conceptelor moderne, valența sulfului este determinată de numărul de perechi de electroni comuni (de legătură) create. De obicei, în desene și diagrame, particulele externe care participă la acest proces sunt reprezentate ca puncte în jurul semnului chimic.
Cum depinde valența de structura unui atom?
Folosind o diagramă energetică, puteți arăta structura nivelurilor și subnivelurilor (s, p, d), de care depinde formula valenței sulfului. Două săgeți direcționate diferit simbolizează electroni perechi, unul - nepereche. Spațiul exterior al atomului de sulf este format din orbitali a 6 particule, iar 8 sunt necesare pentru stabilitate conform regulii octetului. Configurația învelișului de valență este reflectată de formula 3s23p4. Electronii stratului neterminatau o cantitate mare de energie, ceea ce determină o stare instabilă a întregului atom. Pentru a obține stabilitate, atomul de sulf necesită două specii negative suplimentare. Ele pot fi obținute prin formarea de legături covalente cu alte elemente sau prin absorbția a doi electroni liberi. În acest caz, sulful prezintă valența II (–). Aceeași valoare poate fi obținută folosind formula: 8 - 6=2, unde 6 este numărul grupului în care se află elementul.
Unde se găsesc compușii în care valența sulfului este II (–)?
Un element atrage sau elimină complet electronii din atomii cu o valoare mai mică a electronegativității pe scara de sondare. Valenta II (-) se manifesta in sulfuri de metale si nemetale. Un grup extins de astfel de compuși se găsește în compoziția rocilor și a mineralelor de mare importanță practică. Acestea includ pirita (FeS), sfalerita (ZnS), galena (PbS) și alte substanțe. Cristalele de sulfură de fier au o frumoasă culoare și luciu maro gălbui. Pirita minerală este adesea denumită „aurul nebunului”. Pentru a obține metale din minereuri, acestea sunt prăjite sau reduse. Hidrogenul sulfurat H2S are aceeași structură electronică ca apa. Originea H2S:
- este eliberat atunci când proteinele putrezesc (de exemplu, un ou de pui);
- erupe cu gaze vulcanice;
- se acumulează în apele naturale, ulei;
- iese în evidență în golurile din scoarța terestră.
De ce este formula pentru oxidul de sulf tetravalent SO2?
Formula pentru dioxid arată că un atom de sulf dintr-o moleculă este legat de doi atomi de oxigen, fiecare dintre care are nevoie de 2 electroni pentru un octet. Legătura rezultată este de natură polară covalentă (EO a oxigenului este mai mare). Valența sulfului în acest compus este IV (+), deoarece cei 4 electroni ai atomului de sulf sunt deplasați către doi atomi de oxigen. Formula poate fi scrisă astfel: S2O4, dar după reguli trebuie redusă cu 2. Dioxidul, dizolvat în apă, formează ioni de acid sulfuros slab. Sărurile sale - sulfiții - sunt agenți reducători puternici. Gazul SO2 servește ca intermediar în producerea acidului sulfuric.
În ce substanțe are sulful cea mai mare valență?
Oxidul SO3 sau S2O6 este un lichid incolor care se întărește la temperaturi sub 17°C. În compusul SO3, valența oxigenului este II (–), iar sulful este VI (+). Oxidul superior se dizolvă în apă și formează un acid sulfuric dibazic puternic. Pentru un rol important în procesele de producție, substanța a fost numită „pâinea industriei chimice”. Un rol important în economie și medicină revine sărurilor acide - sulfați. Se folosesc hidrat de calciu (gips), sodiu (sare Glauber), magneziu (sare Epsom sau sare amară).
1, 2, 3, 4, 6 electroni externi pot participa la formarea diferitelor tipuri de legături chimice. Să numim valențele posibile ale sulfului, în condițiile în care există compuși rari și instabili: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Elementul capătă o a doua valență pozitivă înSO monoxid. Cele mai comune valori II (–), IV (+), VI (+) sunt prezentate de sulf ca parte a unui grup de substanțe de importanță industrială, agricolă și medicală. Compușii săi sunt utilizați la fabricarea artificiilor.
Captarea gazelor de eșapament rămâne o mare problemă, inclusiv oxizii de sulf IV (+), VI (+) și hidrogenul sulfurat, care sunt dăunătoare oamenilor și mediului. Au fost create tehnologii pentru prelucrarea acestor deșeuri gazoase și obținerea acidului sulfuric și a sulfaților din acestea. În acest scop, pe lângă uzine metalurgice sau în aceeași zonă se construiesc întreprinderi chimice. Ca urmare, volumul de poluare este redus, există mai puține „ploi cu acid sulfuric”.
