Spojevi sumpora. Oksidacijska stanja sumpora u spojevima. Formule spojeva sumpora

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Podskupina halkogena uključuje sumpor - ovo je drugi element koji može formirati veliki broj rudnih ležišta. Sulfati, sulfidi, oksidi i drugi spojevi sumpora vrlo su rasprostranjeni, važni u industriji i prirodi. Stoga ćemo u ovom članku razmotriti što su oni, što je sam sumpor, njegova jednostavna tvar.

Sumpor i njegove karakteristike

Ovaj element ima sljedeću poziciju u periodnom sustavu.

1. Šesta grupa, glavna podskupina.
2. Treća mala točka.
3. Atomska masa - 32, 064.
4. Redni broj - 16, isti broj protona i elektrona, neutrona također 16.
5. Odnosi se na nemetalne elemente.
6. U formulama se čita kao "es", naziv elementa sumpor, latinski sumpor.

U prirodi postoje četiri stabilna izotopa s masenim brojevima 32, 33, 34 i 36. Ovaj element je šesti po zastupljenosti u prirodi. Odnosi se na biogene elemente, jer je dio važnih organskihmolekule.

Elektronska struktura atoma

Spojevi sumpora duguju svoju raznolikost posebnostima elektronske strukture atoma. Izražava se sljedećom konfiguracijskom formulom: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Dani redoslijed odražava samo stacionarno stanje elementa. Međutim, poznato je da ako se atomu prenese dodatna energija, tada se elektroni mogu otpariti na 3p i 3s podrazinama, nakon čega slijedi još jedan prijelaz u 3d, koji ostaje slobodan. Kao rezultat toga, ne mijenja se samo valencija atoma, već i sva moguća oksidacijska stanja. Njihov broj se značajno povećava, kao i broj raznih tvari u kojima sudjeluje sumpor.

Oksidacijska stanja sumpora u spojevima

Postoji nekoliko glavnih varijanti ovog pokazatelja. Za sumpor je:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Od njih, S⁺² je najrjeđi, ostali su razbacani posvuda. Kemijska aktivnost i oksidacijska sposobnost cijele tvari ovisi o stupnju oksidacije sumpora u spojevima. Tako, na primjer, spojevi s -2 su sulfidi. U njima je element koji razmatramo tipično oksidacijsko sredstvo.

Što je veća vrijednost oksidacijskog stanja u spoju, to će biti izraženija oksidacijska sposobnost tvari. To je lako provjeriti ako se prisjetimo dvije glavne kiseline koje stvara sumpor:

• H₂SO₃ - sumporno;
• H₂SO₄ - sumporna.

To je poznatopotonji je mnogo stabilniji, snažniji spoj, s vrlo jakom oksidacijskom sposobnošću u visokoj koncentraciji.

Jednostavna tvar

Kao jednostavna tvar, sumpor je žuti prekrasni kristali ravnog, pravilnog, izduženog oblika. Iako je ovo samo jedan od njegovih oblika, jer postoje dvije glavne alotropne modifikacije ove tvari. Prvo, monoklinsko ili rombično, je žuto kristalno tijelo koje se ne može otopiti u vodi, već samo u organskim otapalima. Razlikuje se po krhkosti i lijepom obliku strukture predstavljene u obliku krune. Talište - oko 110⁰C.

Ako ne propustite srednji trenutak prilikom zagrijavanja takve modifikacije, tada možete na vrijeme otkriti drugo stanje - plastični sumpor. To je gumasto smeđa viskozna otopina, koja se daljnjim zagrijavanjem ili brzim hlađenjem ponovno pretvara u rombični oblik.

Ako govorimo o kemijski čistom sumporu dobivenom ponovljenom filtracijom, onda je to svijetložuti mali kristali, krhki i potpuno netopivi u vodi. Može se zapaliti u kontaktu s vlagom i kisikom u zraku. Razlikuju se po prilično visokoj kemijskoj aktivnosti.

Biti u prirodi

U prirodi postoje prirodne naslage iz kojih se vade spojevi sumpora i sam sumpor kao jednostavna tvar. Osim toga, onasadrži:

• u mineralima, rudama i stijenama;
• u tijelu životinja, biljaka i ljudi, jer je dio mnogih organskih molekula;
• u prirodnom plinu, nafti i ugljenu;
• u uljnom škriljevcu i prirodnim vodama.

Mogu se nazvati neki od najbogatijih minerala sumporom:

• cinober;
• pirit;
• sphalerit;
• antimonit;
• galena i drugi.

Većina sumpora koji se danas proizvodi ide u proizvodnju sulfata. Drugi dio se koristi u medicinske svrhe, poljoprivredu, industrijske procese za proizvodnju tvari.

Fizička svojstva

Mogu se opisati s nekoliko točaka.

1. Netopljivo u vodi, topljivo u ugljičnom disulfidu ili terpentinu.
2. S produljenim trenjem, akumulira negativan naboj.
3. Točka taljenja je 110 ⁰C.
4. Točka ključanja 190 ⁰C.
5. Kada dosegne 300 ⁰C pretvara se u tekućinu, lako pokretljiv.
6. Čista tvar može zapaliti spontano zapaljiva svojstva su vrlo dobra.
7. Sam po sebi praktički nema mirisa, međutim, spojevi sumpora vodika ispuštaju oštar miris pokvarenih jaja. Kao i neki plinoviti binarni predstavnici.

Fizička svojstva dotične tvari poznata su ljudima još od antike. Zbog svoje zapaljivosti sumpor je dobio ime. U ratovima su se koristila zagušljiva i otrovna isparenja koja nastaju pri izgaranju ovog spoja, tj.oružje protiv neprijatelja. Osim toga, kiseline koje sadrže sumpor također su uvijek bile od velike industrijske važnosti.

Kemijska svojstva

Tema: "Sumpor i njegovi spojevi" u školskom tečaju kemije ne traje jedna lekcija, već nekoliko. Uostalom, ima ih jako puno. To je zbog kemijske aktivnosti ove tvari. Može pokazati i oksidirajuća svojstva s jačim redukcijskim agensima (metali, bor i drugi) i redukcijska svojstva s većinom nemetala.

Međutim, unatoč takvoj aktivnosti, samo se interakcija s fluorom događa u normalnim uvjetima. Svi ostali zahtijevaju grijanje. Postoji nekoliko kategorija tvari s kojima sumpor može stupiti u interakciju:

• metali;
• nemetali;
• alkalna;
• jake oksidirajuće kiseline - sumporna i dušična.

Spojevi sumpora: sorte

Njihova raznolikost objasnit će se nejednakom vrijednošću oksidacijskog stanja glavnog elementa - sumpora. Dakle, na osnovu toga možemo razlikovati nekoliko glavnih vrsta tvari:

• spojevi s oksidacijskim stanjem -2;
• +4;
• +6.

Ako uzmemo u obzir klase, a ne indeks valencije, onda ovaj element formira molekule kao što su:

• kiseline;
• oksidi;
• vodikovi sumporovi spojevi;
• sol;
• binarni spojevi s nemetalima (disulfid, kloridi);
• organska tvar.

Sada pogledajmo glavne i navedimo primjere.

Tvari s oksidacijskim stanjem od -2

Spojevi sumpora 2 su njegove konformacije s metalima, kao i sa:

• ugljik;
• vodik;
• fosfor;
• silicij;
• arsen;
• bor.

U tim slučajevima djeluje kao oksidant, budući da su svi navedeni elementi elektropozitivniji. Pogledajmo neke od važnijih.

1. Ugljični disulfid - CS₂. Prozirna tekućina s karakterističnom ugodnom aromom etera. Toksičan je, zapaljiv i eksplozivan. Koristi se kao otapalo za većinu vrsta ulja, masti, nemetala, srebrni nitrat, smole i gume. Također je važan dio u proizvodnji umjetne svile - viskoze. U industriji se sintetizira u velikim količinama.
2. Sumporovodik ili sumporovodik - H₂S. Bezbojni plin slatkog okusa. Miris je oštar, izrazito neugodan, podsjeća na pokvareno jaje. Otrovan, deprimira centar za disanje, jer veže ione bakra. Stoga pri trovanju njima dolazi do gušenja i smrti. Široko se koristi u medicini, organskoj sintezi, proizvodnji sumporne kiseline i kao energetski učinkovita sirovina.
3. Metalni sulfidi se široko koriste u medicini, u proizvodnji sulfata, u proizvodnji boja, u proizvodnji fosfora i na drugim mjestima. Opća formula je Me_xS_y.

Spojevi s oksidacijskim stanjem od +4

Spojevi sumpora 4 -to je pretežno oksid i njegove odgovarajuće soli i kiselina. Svi su oni prilično uobičajeni spojevi koji imaju određenu vrijednost u industriji. Mogu djelovati i kao oksidanti, ali češće pokazuju redukcijska svojstva.

Formule za spojeve sumpora s oksidacijskim stanjem +4 su sljedeće:

• oksid - sumporov dioksid SO₂;
• kiselina - sumporna H₂SO₃;
• soli imaju opću formulu Me_x(SO₃)_y.

Jedan od najčešćih je sumporov dioksid ili anhidrid. To je bezbojna tvar s mirisom spaljene šibice. Formirani u velikim nakupinama tijekom vulkanskih erupcija, u ovom trenutku lako ga je prepoznati po mirisu.

Otapa se u vodi uz stvaranje lako razgradljive kiseline - sumporne. Ponaša se kao tipični kiseli oksid, stvara soli, koje uključuju SO₃^2- kao sulfitni ion. Ovaj anhidrid je glavni plin koji utječe na onečišćenje okolne atmosfere. To je ono što uzrokuje kisele kiše. U industriji se koristi u proizvodnji sulfata.

Spojevi u kojima sumpor ima oksidacijsko stanje od +6

To uključuje, prije svega, sumporni anhidrid i sumpornu kiselinu s njihovim solima:

• sulfati;
• hidrosulfati.

Budući da je atom sumpora u njima u najvišem stupnju oksidacije, svojstva ovih spojeva su sasvim razumljiva. Oni su jaki oksidanti.

Sumporov oksid (VI) - sumporni anhidrid - jehlapljiva bezbojna tekućina. Karakteristična značajka je jaka sposobnost upijanja vlage. Puši na otvorenom. Kada se otopi u vodi, daje jednu od najjačih mineralnih kiselina – sumpornu. Njegova koncentrirana otopina je teška uljasta blago žućkasta tekućina. Ako se anhidrid otopi u sumpornoj kiselini, tada će se dobiti poseban spoj nazvan oleum. Industrijski se koristi u proizvodnji kiseline.

Među solima - sulfati - spojevi kao što su:

• gips CaSO₄ 2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• olovni sulfat i drugi.

Koriste se u građevinarstvu, kemijskoj sintezi, medicini, proizvodnji optičkih instrumenata i naočala, pa čak i u prehrambenoj industriji.

Hidrosulfati se široko koriste u metalurgiji, gdje se koriste kao fluks. Također pomažu u pretvaranju mnogih složenih oksida u topljive sulfatne oblike, koji se koriste u odgovarajućim industrijama.

Proučavanje sumpora u školskom tečaju kemije

Kada je najbolje vrijeme da studenti nauče što je sumpor, koja su njegova svojstva, što je spoj sumpora? 9. razred je najbolji period. Ovo nije sam početak, kada je djeci sve novo i neshvatljivo. Ovo je srednji put u proučavanju kemijske znanosti, kada će temelji postavljeni ranije pomoći da se potpuno razumije tema. Stoga je za razmatranje ovih pitanja namijenjena druga polovica maturalne godine.razreda. Istodobno, cijela je tema podijeljena u nekoliko blokova, u kojima se nalazi zasebna lekcija "Spojevi sumpora. Razred 9".

To je zbog njihovog obilja. Posebno se razmatra i pitanje industrijske proizvodnje sumporne kiseline. Općenito, za ovu temu je dodijeljeno u prosjeku 3 sata.

Ali organski spojevi sumpora uzimaju se za učenje tek u 10. razredu, kada se razmatraju organska pitanja. Oni su također pogođeni u biologiji u srednjoj školi. Uostalom, sumpor je dio takvih organskih molekula kao što su:

• tioalkoholi (tioli);
• proteini (tercijarna struktura na kojoj nastaju disulfidni mostovi);
• tioaldehidi;
• tiofenoli;
• tioeteri;
• sulfonske kiseline;
• sulfoksidi i drugi.

Svrstavaju se u posebnu skupinu organskih sumpornih spojeva. Oni su važni ne samo u biološkim procesima živih bića, već iu industriji. Na primjer, sulfonske kiseline su osnova mnogih lijekova (aspirin, sulfanilamid ili streptocid).

Osim toga, sumpor je stalna komponenta spojeva kao što su:

• aminokiseline;
• enzimi;
• vitamini;
• hormoni.