Hợp chất lưu huỳnh. Các trạng thái oxi hóa của lưu huỳnh trong các hợp chất. Công thức hợp chất lưu huỳnh

2024 Tác giả: Angel Austin | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 05:46

Phân nhóm chalcogens bao gồm lưu huỳnh - đây là nguyên tố thứ hai trong số các nguyên tố có thể hình thành một số lượng lớn các mỏ quặng. Sunfat, sunfua, oxit và các hợp chất lưu huỳnh khác rất phổ biến, quan trọng trong công nghiệp và tự nhiên. Do đó, trong bài viết này chúng ta sẽ xem xét chúng là gì, lưu huỳnh là gì, chất đơn giản của nó.

Lưu huỳnh và các đặc tính của nó

Phần tử này có vị trí sau trong Bảng tuần hoàn.

1. Nhóm thứ sáu, phân nhóm chính.
2. Giai đoạn nhỏ thứ ba.
3. Khối lượng nguyên tử - 32, 064.
4. Số thứ tự - 16, cùng số proton và electron, neutron cũng 16.
5. Đề cập đến các nguyên tố phi kim loại.
6. Trong công thức, nó được đọc là "es", tên của nguyên tố lưu huỳnh, lưu huỳnh trong tiếng Latinh.

Có bốn đồng vị bền trong tự nhiên với các số khối 32, 33, 34 và 36. Nguyên tố này có nhiều thứ sáu trong tự nhiên. Đề cập đến các yếu tố sinh học, vì nó là một phần của chất hữu cơ quan trọngphân tử.

Cấu trúc điện tử của nguyên tử

Các hợp chất lưu huỳnh có sự đa dạng của chúng do những đặc thù của cấu trúc điện tử của nguyên tử. Nó được thể hiện bằng công thức cấu hình sau: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Thứ tự đã cho chỉ phản ánh trạng thái tĩnh của phần tử. Tuy nhiên, người ta biết rằng nếu năng lượng bổ sung được truyền vào một nguyên tử, thì các điện tử có thể bị suy giảm ở các mức phân chia lại 3p và 3s, tiếp theo là một sự chuyển đổi khác sang 3d, vẫn còn tự do. Kết quả là, không chỉ hóa trị của nguyên tử thay đổi, mà còn tất cả các trạng thái oxy hóa có thể có. Số lượng của chúng đang tăng lên đáng kể, cũng như số lượng các chất khác nhau có sự tham gia của lưu huỳnh.

Trạng thái oxy hóa của lưu huỳnh trong các hợp chất

Có một số biến thể chính của chỉ số này. Đối với lưu huỳnh đó là:

• -2;
• + 2;
• + 4;
• + 6.

Trong số này, S^{+ 2}là hiếm nhất, số còn lại nằm rải rác khắp nơi. Hoạt tính hoá học và khả năng oxi hoá của toàn bộ chất phụ thuộc vào mức độ oxi hoá của lưu huỳnh trong các hợp chất. Vì vậy, ví dụ, các hợp chất với -2 là các sunfua. Trong đó, nguyên tố chúng ta đang xem xét là một chất oxi hóa điển hình.

Giá trị của trạng thái oxi hóa trong hợp chất càng cao thì khả năng oxi hóa của chất càng rõ rệt. Điều này rất dễ xác minh nếu chúng ta nhớ lại hai axit chính mà lưu huỳnh tạo thành:

• H₂SO₃- lưu huỳnh;
• H₂SO₄- sulfuric.

Được biết rằngthứ hai là một hợp chất mạnh, ổn định hơn nhiều, với khả năng oxy hóa rất mạnh ở nồng độ cao.

Chất đơn giản

Là một chất đơn giản, lưu huỳnh là những tinh thể màu vàng rất đẹp, có hình dạng đều đặn, thuôn dài. Mặc dù đây chỉ là một trong những dạng của nó, bởi vì có hai dạng biến đổi dị hướng chính của chất này. Đầu tiên, đơn tà hay hình thoi, là một thể tinh thể màu vàng, không thể hòa tan trong nước mà chỉ hòa tan trong dung môi hữu cơ. Khác biệt về độ mỏng manh và hình thức đẹp của cấu trúc được trình bày dưới dạng một chiếc vương miện. Điểm nóng chảy - khoảng 110⁰C.

Nếu bạn không bỏ lỡ thời điểm trung gian khi làm nóng một biến đổi như vậy, thì bạn có thể phát hiện kịp thời một trạng thái khác - lưu huỳnh dẻo. Nó là một dung dịch nhớt màu nâu như cao su, sau khi đun nóng thêm hoặc làm lạnh nhanh, lại biến thành hình thoi.

Nếu chúng ta nói về lưu huỳnh tinh khiết về mặt hóa học thu được bằng cách lọc nhiều lần, thì nó là một tinh thể nhỏ màu vàng tươi, dễ vỡ và hoàn toàn không hòa tan trong nước. Có thể bốc cháy khi tiếp xúc với hơi ẩm và oxy trong không khí. Khác nhau về hoạt tính hóa học khá cao.

Mang tính chất

Trong tự nhiên, có các mỏ tự nhiên mà từ đó các hợp chất lưu huỳnh được chiết xuất và bản thân lưu huỳnh như một chất đơn giản. Ngoài ra, côchứa:

• trong khoáng chất, quặng và đá;
• trong cơ thể động vật, thực vật và con người, vì nó là một phần của nhiều phân tử hữu cơ;
• trong khí tự nhiên, dầu và than;
• trong đá phiến dầu và nước tự nhiên.

Một số khoáng chất giàu lưu huỳnh nhất có thể kể tên:

• chu sa;
• pyrit;
• sphalerite;
• antimonit;
• galena và những loại khác.

Hầu hết lưu huỳnh được sản xuất ngày nay được chuyển sang sản xuất sunfat. Một phần khác được sử dụng cho mục đích y tế, nông nghiệp, các quy trình công nghiệp để sản xuất các chất.

Tính chất vật lý

Chúng có thể được mô tả bằng một số điểm.

1. Không hòa tan trong nước, hòa tan trong carbon disulfide hoặc nhựa thông.
2. Với ma sát kéo dài, tích tụ điện tích âm.
3. Điểm nóng chảy là 110⁰C.
4. Điểm sôi 190⁰C.
5. Khi đạt đến 300⁰C chuyển thành chất lỏng, dễ di động.
6. Chất tinh khiết có thể tự bốc cháy đặc tính dễ bắt lửa rất tốt.
7. Bản thân nó thực tế không có mùi, tuy nhiên, các hợp chất lưu huỳnh hydro phát ra mùi trứng thối. Cũng như một số đại diện nhị phân thể khí.

Các tính chất vật lý của chất được đề cập đã được mọi người biết đến từ thời cổ đại. Đó là vì tính dễ cháy của nó mà lưu huỳnh đã có tên gọi của nó. Trong chiến tranh, khói độc và ngạt thở đã được sử dụng, được hình thành trong quá trình đốt cháy hợp chất này, nhưvũ khí chống lại kẻ thù. Ngoài ra, các axit có chứa lưu huỳnh cũng luôn có tầm quan trọng trong công nghiệp.

Tính chất hóa học

Chủ đề: "Lưu huỳnh và các hợp chất của nó" trong môn học hóa học ở trường không học một tiết mà là nhiều tiết. Rốt cuộc, có rất nhiều người trong số họ. Điều này là do hoạt động hóa học của chất này. Nó có thể thể hiện cả tính chất oxy hóa với các chất khử mạnh hơn (kim loại, bo và các chất khác) và tính chất khử với hầu hết các phi kim loại.

Tuy nhiên, mặc dù hoạt động như vậy, chỉ có tương tác với flo xảy ra trong điều kiện bình thường. Tất cả những người khác yêu cầu sưởi ấm. Có một số loại chất mà lưu huỳnh có thể tương tác:

• kim loại;
• phi kim loại;
• kiềm dầu;
• axit oxy hóa mạnh - sulfuric và nitric.

Hợp chất lưu huỳnh: giống

Sự đa dạng của chúng sẽ được giải thích bằng giá trị không bằng nhau của trạng thái oxy hóa của nguyên tố chính - lưu huỳnh. Vì vậy, chúng ta có thể phân biệt một số loại chất chính trên cơ sở này:

• hợp chất có trạng thái oxi hóa -2;
• + 4;
• + 6.

Nếu chúng ta xem xét các lớp chứ không phải chỉ số hóa trị, thì nguyên tố này tạo thành các phân tử như:

• axit;
• oxit;
• hợp chất lưu huỳnh hydro;
• muối;
• hợp chất nhị phân với phi kim loại (carbon disulfide, clorua);
• chất hữu cơ.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét những vấn đề chính và đưa ra ví dụ.

Chất có trạng thái oxi hóa -2

Hợp chất lưu huỳnh 2 là hợp chất của nó với kim loại, cũng như với:

• cacbon;
• hydro;
• lân;
• silicon;
• thạch tín;
• boron.

Trong những trường hợp này, nó hoạt động như một chất oxy hóa, vì tất cả các nguyên tố được liệt kê đều có tính điện động cao hơn. Hãy cùng xem xét một số điều quan trọng hơn.

1. Carbon disulfide - CS₂. Chất lỏng trong suốt, có mùi thơm dễ chịu đặc trưng của ete. Nó là chất độc, dễ cháy và nổ. Nó được sử dụng làm dung môi cho hầu hết các loại dầu, mỡ, phi kim loại, nitrat bạc, nhựa và cao su. Nó cũng là một phần quan trọng trong sản xuất tơ nhân tạo - visco. Trong công nghiệp, nó được tổng hợp với số lượng lớn.
2. Hydro sunfua hoặc hydro sunfua - H₂S. Là chất khí không màu, có vị ngọt. Mùi tanh nồng, vô cùng khó chịu, gợi nhớ đến mùi trứng thối. Độc, làm suy giảm trung tâm hô hấp, vì nó liên kết với các ion đồng. Do đó, khi bị chúng đầu độc sẽ gây ngạt thở và tử vong. Được sử dụng rộng rãi trong y học, tổng hợp hữu cơ, sản xuất axit sulfuric và như một nguyên liệu thô tiết kiệm năng lượng.
3. Sulfua kim loại được sử dụng rộng rãi trong y tế, sản xuất sunfat, sản xuất sơn, sản xuất phốt pho và những nơi khác. Công thức chung là Tôi_xS_y.

Hợp chất có trạng thái oxy hóa + 4

Hợp chất lưu huỳnh 4 -nó chủ yếu là một oxit và các muối tương ứng của nó và một axit. Tất cả chúng đều là những hợp chất khá phổ biến, có giá trị nhất định trong công nghiệp. Chúng cũng có thể hoạt động như chất oxy hóa, nhưng chúng thường thể hiện tính khử hơn.

Công thức của các hợp chất lưu huỳnh có trạng thái oxi hóa + 4 như sau:

• oxit - lưu huỳnh đioxit SO₂;
• axit - lưu huỳnh H₂SO₃;
• muối có công thức chung là Me_x(SO₃)_y.

Một trong những chất phổ biến nhất là sulfur dioxide, hoặc anhydrit. Nó là một chất không màu, có mùi của diêm cháy. Được hình thành từng đám lớn trong quá trình núi lửa phun trào, rất dễ nhận biết bằng mùi vào thời điểm này.

Hòa tan trong nước tạo thành axit dễ phân hủy - lưu huỳnh. Nó hoạt động giống như một oxit axit điển hình, tạo thành muối, bao gồm SO₃^2-như một ion sulfit. Anhydrit này là khí chính ảnh hưởng đến sự ô nhiễm của bầu không khí xung quanh. Đây là nguyên nhân gây ra mưa axit. Trong công nghiệp, nó được sử dụng để sản xuất sunphat.

Hợp chất trong đó lưu huỳnh có trạng thái oxi hóa + 6

Trước hết, chúng bao gồm anhydrit sunfuaric và axit sunfuric với muối của chúng:

• sunfat;
• hydrosunfat.

Vì nguyên tử lưu huỳnh trong chúng ở mức độ oxi hóa cao nhất nên tính chất của các hợp chất này khá dễ hiểu. Chúng là chất oxy hóa mạnh.

Oxit lưu huỳnh (VI) - anhydrit sunfurơ - là mộtchất lỏng không màu dễ bay hơi. Tính năng đặc trưng là khả năng hút ẩm mạnh. Hút thuốc ngoài trời. Khi hòa tan trong nước, nó tạo ra một trong những axit khoáng mạnh nhất - sulfuric. Dung dịch đậm đặc của nó là một chất lỏng nặng hơi vàng. Nếu hòa tan anhydrit trong axit sunfuric thì sẽ thu được một hợp chất đặc biệt gọi là oleum. Nó được sử dụng công nghiệp trong sản xuất axit.

Trong số các muối - sunfat - hợp chất như:

• thạch cao CaSO₄2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• chì sunfat và các chất khác.

Chúng được sử dụng trong xây dựng, tổng hợp hóa học, y học, sản xuất dụng cụ quang học và kính, và thậm chí cả ngành công nghiệp thực phẩm.

Hydrosulfat được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, nơi chúng được sử dụng như một chất trợ dung. Và chúng cũng giúp chuyển đổi nhiều oxit phức tạp thành dạng sunfat hòa tan, được sử dụng trong các ngành công nghiệp tương ứng.

Nghiên cứu lưu huỳnh trong khóa học hóa học của trường

Thời điểm tốt nhất để học sinh tìm hiểu về lưu huỳnh là gì, tính chất của nó là gì, hợp chất của lưu huỳnh là gì? Lớp 9 là giai đoạn đẹp nhất. Đây không phải là khởi đầu, khi mọi thứ đều mới mẻ và không thể hiểu được đối với trẻ em. Đây là nền tảng trung gian trong việc nghiên cứu khoa học hóa học, khi các cơ sở đặt ra trước đó sẽ giúp hiểu đầy đủ về chủ đề. Vì vậy, nửa sau của năm tốt nghiệp được phân bổ để xem xét những vấn đề này.lớp. Đồng thời, toàn bộ chuyên đề được chia thành nhiều khối, trong đó có một bài riêng "Hợp chất của lưu huỳnh. Lớp 9".

Điều này là do sự phong phú của chúng. Vấn đề công nghiệp sản xuất axit sunfuric cũng được xem xét riêng. Nói chung, trung bình 3 giờ được dành cho chủ đề này.

Nhưng các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ chỉ được đưa vào học ở lớp 10, khi các vấn đề hữu cơ được xem xét. Họ cũng bị ảnh hưởng trong môn sinh học ở trường trung học. Rốt cuộc, lưu huỳnh là một phần của các phân tử hữu cơ như:

• thioalcohols (thiols);
• protein (cấu trúc bậc ba hình thành cầu nối disulfua);
• thioaldehyt;
• thiophenol;
• thioethers;
• axit sulfonic;
• sulfoxit và các chất khác.

Chúng được xếp vào một nhóm đặc biệt của các hợp chất lưu huỳnh hữu cơ. Chúng quan trọng không chỉ trong các quá trình sinh học của chúng sinh mà còn quan trọng trong công nghiệp. Ví dụ: axit sulfonic là cơ sở của nhiều loại thuốc (aspirin, sulfanilamide hoặc streptocide).

Ngoài ra, lưu huỳnh là thành phần không đổi của các hợp chất như một số:

• axit amin;
• men;
• vitamin;
• nội tiết tố.