Sumporni spojevi. Stupanj oksidacije sumpora u spojevima. Formule za sumporne spojeve

Podskupina kalkogena uključuje sumpor - ovo je drugi element koji je sposoban formirati veliki broj rudnih naslaga. Sulfati, sulfidi, oksidi, drugi spojevi sumpora vrlo su rašireni, važni u industriji i prirodi. Stoga ćemo u ovom članku pogledati što su oni, što je sam sumpor, njegova jednostavna supstanca.

Sumpor i njegova svojstva

Ovaj element ima sljedeću poziciju u periodičnoj tablici.

1. Šesta skupina, glavna podskupina.
2. Treći mali period.
3. Atomska masa je 32.064.
4. Redni broj je 16, protoni i elektroni su isti, a neutroni su također 16.
5. Odnosi se na elemente koji nisu metalni.
6. Formule se glase kao "es", naziv elementa sumpora, latinskog sumpora.

U prirodi, postoje četiri stabilna izotopa s masenim brojevima 32, 33, 34 i 36. Taj je element šesti po svom prirodi. Odnosi se na biogene elemente, jer je dio važnih organskih molekula.

Elektronska struktura atoma

Sumporni spojevi duguju svoju raznolikost do osobitosti elektronske strukture atoma. Izražava se sljedećom konfiguracijskom formulom: 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁴ .

Gore navedeni postupak odražava samo stacionarno stanje elementa. Međutim, poznato je da ako atomu daje dodatnu energiju, tada je moguće podijeliti elektrone u podlozi 3p i 3s, nakon čega slijedi daljnji prijelaz na 3d koji ostaje slobodan. Kao rezultat toga, ne samo da se valencija atoma mijenja, nego i sva moguća oksidacijska stanja. Njihov broj značajno raste, kao i broj različitih tvari koje uključuju sumpor.

Stupanj oksidacije sumpora u spojevima

Postoji nekoliko glavnih opcija za ovaj pokazatelj. Za sumpor je:

• -2;
• +2;
• 4;
• 6.

Od njih, S ⁺² se rijetko nalazi, ostali su raspršeni posvuda. Stupanj oksidacije sumpora u spojevima ovisi o kemijskoj aktivnosti i sposobnosti oksidacije cijele tvari. Tako, na primjer, spojevi s -2 su sulfidi. U njima, element koji razmišljamo jest tipični oksidant.

Što je stupanj oksidacije u spoju veći, to će naglašenije oksidacijske sposobnosti koje ta supstanca posjeduje. Ovo se lako vidi ako se prisjetimo dvije osnovne kiseline koje tvore sumpor:

• H2S03 - sumpor;
• H2S04 - sumporna.

Poznato je da je potonji mnogo stabilniji, jak spoj, koji ima vrlo visok oksidacijski potencijal u visokoj koncentraciji.

Jednostavna tvar

Kao jednostavna tvar, sumpor je žuti, lijepi kristali redovitog, izduženog oblika. Iako je to samo jedan od njegovih oblika, jer postoje dvije osnovne alotropne modifikacije ove tvari. Prvo, monoklinsko ili rombo - to je žuto kristalno tijelo koje nije sposobno za otapanje u vodi, već samo u organskim otapalima. Razlikuje se krhkom i lijepim oblikom strukture, predstavljenog u obliku krune. Talište je oko 110 ^° C.

Ako ne propustite srednji trenutak kada zagrijavate takvu izmjenu, tada možete naći još jedan uvjet - plastični sumpor. To je gumena viskozna smeđa otopina koja, uz daljnje zagrijavanje ili naglo hlađenje, ponovno postaje rombasti oblik.

Ako govorimo o kemijski čistom sumporu, dobivenom višestrukom filtracijom, to je svijetlo žuti mali kristali, krhki i potpuno netopljivi u vodi. Mogu se zapaliti nakon dodira s vlagom i kisikom u zraku. Razlikuju se u dovoljno visokoj kemijskoj aktivnosti.

Biti u prirodi

U prirodi postoje prirodni naslage, od kojih se sumporni spojevi ekstrahiraju i to je sama jednostavna tvar. Osim toga, sadrži:

• U mineralima, rudama i stijenama;
• U tijelu životinja, biljaka i ljudi, kao dio mnogih organskih molekula;
• U prirodnim plinovima, ulju i ugljenu;
• U uljnim škriljevcima i prirodnim vodama.

Možete navesti nekoliko najbogatijih minerala sumpora:

• Rumenica;
• pirit;
• Sfalerit;
• antimonit;
• Galena i ostalima.

Većina proizvedenog sumpora danas se troši na sumpornu proizvodnju. Drugi dio se koristi za medicinske svrhe, poljoprivredu, industrijske procese za proizvodnju tvari.

Fizička svojstva

Mogu ih opisati nekoliko točaka.

1. U vodi je netopiv, u ugljični disulfid ili terpentin - dobro se otapa.
2. Kod produljenog trenja akumulira se negativni naboj.
3. Talište je 110 ^° C.
4. Vrelište je 190 ^° C.
5. Kada dosegne 300 ^° C, prolazi u tekućinu koja se lako kreće.
6. Čista supstanca sposobna samozapaljenju zapaljivih svojstava su vrlo dobri.
7. Sam miris praktički nema mirisa, međutim spojevi sumpora vodika ispuštaju oštar miris trulih jaja. Baš kao i neki plinoviti binarni predstavnici.

Fizička svojstva predmetne tvari bili su poznati ljudima još od antike. Zbog svoje zapaljivosti sumpor je dobio takvo ime. U ratovima su upotrijebljene prigušene i otrovne pare koje nastaju izgaranjem ovog spoja, kao oružje protiv neprijatelja. Osim toga, kiseline s sumporom također su uvijek bile od velikog industrijskog značaja.

Kemijska svojstva

Tema: "Sumpor i njegovi spojevi" u školskom kemijskom tečaju traju više od jedne lekcije. Mnogo ih je. To je zbog kemijske aktivnosti ove tvari. Može pokazati i oksidirajuća svojstva s jačim redukcijskim sredstvima (metalima, borom i dr.), A smanjuje se kod većine nemetala.

Međutim, unatoč takvoj aktivnosti, samo s fluorom, interakcija se odvija u normalnim uvjetima. Za sve ostale potrebno je grijanje. Moguće je odrediti nekoliko kategorija tvari s kojima sumpor može djelovati:

• metala;
• nemetala;
• lužine;
• Snažne oksidirajuće kiseline - sumporna i dušična.

Sumporni spojevi: sorte

Njihova se različitost objašnjava neravnomjernošću stupnja oksidacije glavnog elementa - sumpora. Na taj način možemo razlikovati nekoliko osnovnih vrsta tvari na temelju toga:

• Spojevi s stupnjem oksidacije -2;
• 4;
• 6.

Ako s druge strane uzmemo u obzir razrede, a ne valenciju, tada dan element tvori takve molekule kao:

• kiselina;
• oksidi;
• Sumporni spojevi vodika;
• sol;
• Binarni spojevi s ne-metalima (ugljik disulfid, kloridi);
• Organska tvar.

Sada razmotrite glavne od njih i dajte primjere.

Tvari s oksidacijskim statusom od -2

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

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

U tim slučajevima djeluje kao oksidator, budući da su svi navedeni elementi više elektropositivi. Razmotrite najvažnije od njih.

1. Karbon disulfid je CS2. Prozirna tekućina s karakterističnom ugodnom aromom etera. To je otrovno, zapaljivo i eksplozivno. Koristi se kao otapalo, kao i za većinu vrsta ulja, masti, nemetala, srebra nitrata, smola i guma. Također je važan dio proizvodnje umjetne svile - viskoze. U industriji se sintetizira u velikim količinama.
2. Vodikov sulfid ili sumporovodik - H2S. Plin koji nema boja i slatkog okusa. Miris je oštar, izuzetno neugodan, poput trulog jaja. Otrovno, smanjuje respiratorni centar, jer vezuje bakrene ione. Stoga, kad su otrovani, ugušeni su i umiru. To se široko koristi u medicini, organskoj sintezi, proizvodnji sumporne kiseline, a također i kao energetsko učinkovita sirovina.
3. Metalni sulfidi se široko koriste u medicini, u proizvodnji sumporne kiseline, u proizvodnji boja, u proizvodnji fosfora i drugih mjesta. Opća formula je Me _x S _y .

Spojevi sa oksidacijskim stanjem od +4

Spojevi sumpora 4 su uglavnom oksid i odgovarajuće soli i kiselina. Svi oni su prilično česti spojevi koji imaju određenu vrijednost u industriji. Oni mogu djelovati kao oksidansi, ali često pokazuju sredstva za restauriranje.

Formule za sumporni spoj s oksidacijskim stanjem od +4 su kako slijedi:

• Oksid - sumporni dioksid S02;
• Kiselinski sumporni H2S03;
• Soli imaju opću formulu Me _x (SO3) _y.

Jedan od najčešćih je sumporni dioksid ili anhidrid. To je bezbojna tvar s mirisom spaljene utakmice. U velikim skupinama nastalim tijekom erupcije vulkana, u ovom trenutku je lako odrediti mirisom.

To se otapa u vodi s formiranjem lako raspadljive kiseline - sumporne. Ponaša se kao tipični kiseli oksid, tvori soli, koji su uključeni u oblik SO3-2-sulfitnog iona. Ovaj anhidrid glavni je plin koji utječe na onečišćenje okolne atmosfere. To utječe na stvaranje kisele kiše. U industriji se koristi u proizvodnji sumporne kiseline.

Spojevi u kojima je oksidacijsko stanje sumpora +6

To uključuje, prije svega, sumpornu anhidridu i sumpornu kiselinu sa svojim solima:

• sulfate;
• hidrogensulfat.

Budući da je atom sumpora u njima visoko oksidiran, svojstva tih spojeva su sasvim razumljiva. Oni su jaki oksidansi.

Sumporov oksid (VI) - sumpornog anhidrida - je hlapiva bezbojna tekućina. Karakteristična značajka je jak kapacitet apsorbiranja vlage. Puši na otvorenom. Kada se otopi u vodi, daje jednu od najjačih mineralnih kiselina - sumporna kiselina. Njegova koncentrirana otopina je teška masna, malo žućkasta tekućina. Ako se anhidrid otopi u sumpornoj kiselini, dobit će se poseban spoj nazvan oleum. Koristi se u industriji za proizvodnju kiseline.

Među soli - sulfati - velika je važnost takvih spojeva kao što su:

• Gips CaS04 2H20;
• Baritni BaSO4;
• Mirabilite;
• Olovni sulfat i drugi.

Oni se nalaze u građevinarstvu, kemijskoj sintezi, medicini, proizvodnji optičkih instrumenata i naočalama, pa čak i prehrambenoj industriji.

Hidrosulfati se široko koriste u metalurgiji, gdje se koriste kao tok. Također pomažu pri prijenosu mnogih kompleksnih oksida u topive sulfatne oblike, koji se koriste u odgovarajućim industrijama.

Proučavanje sumpora u školi kemije

Kada je najbolji način da učenici uče o tome što je sumpor, kakva je njegova svojstva, koja je sumporna supstanca? 9. razred je najbolje razdoblje. Ovo nije tek početak, kada je sve novo i neshvatljivo za djecu. Ovo je srednja točka u proučavanju kemijske znanosti, kada će osnove navedene prije pomoći u potpunosti razumjeti temu. Stoga, za razmatranje tih pitanja, ističe se druga polovica diplomskog razreda. Istodobno, cijela je tema podijeljena u nekoliko blokova, u kojoj se izdvajaju lekcija "Sumporni spojevi, 9. razred".

To je zbog njihovog velikog broja. Pitanje proizvodnje sulfatne kiseline u industriji također se razmatra odvojeno. Općenito, ova tema se prosječno iznosi 3 sata.

No, organski spojevi sumpora izvađeni su za studij samo u 10. razredu, kada se razmatraju organski problemi. Oni također utječu na biologiju u višim razredima. Uostalom, sumpor je dio takvih organskih molekula kao što su:

• Tioalkoli (tioli);
• Proteini (tercijarna struktura na kojoj nastaju disulfidni mostovi);
• thioaldehydes;
• tiofenoli;
• tioestere;
• Sulfonske kiseline;
• Sulfoksidi i drugi.

Oni su izolirani u posebnoj skupini organskih spojeva. Oni su važni ne samo u biološkim procesima živih bića nego iu industriji. Na primjer, sulfonske kiseline - osnova mnogih lijekova (aspirin, sulfonamid ili streptokid).

Osim toga, sumpor je konstantna komponenta takvih spojeva kao što su neki:

• Aminokiseline;
• enzimi;
• vitamini;
• hormoni.