Jedinjenja sumpora. Oksidacijska stanja sumpora u jedinjenjima. Formule spojeva sumpora

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

Podgrupa halkogena uključuje sumpor - ovo je drugi element koji može formirati veliki broj rudnih ležišta. Sulfati, sulfidi, oksidi i druga jedinjenja sumpora su veoma rasprostranjeni, važni u industriji i prirodi. Stoga ćemo u ovom članku razmotriti šta su oni, šta je sam sumpor, njegova jednostavna supstanca.

Sumpor i njegove karakteristike

Ovaj element ima sljedeću poziciju u periodičnom sistemu.

1. Šesta grupa, glavna podgrupa.
2. Treća mala tačka.
3. Atomska masa - 32, 064.
4. Redni broj - 16, isti broj protona i elektrona, neutrona takođe 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 sa masenim brojevima 32, 33, 34 i 36. Ovaj element je šesti po zastupljenosti u prirodi. Odnosi se na biogene elemente, jer je dio važnih organskihmolekuli.

Elektronska struktura atoma

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

Dati redosled odražava samo stacionarno stanje elementa. Međutim, poznato je da ako se atomu doda dodatna energija, tada se elektroni mogu raspariti na 3p i 3s podnivoima, 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 supstanci sa učešćem sumpora.

Oksidacijska stanja sumpora u jedinjenjima

Postoji nekoliko glavnih varijanti ovog indikatora. Za sumpor je:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Od njih, S⁺² je najrjeđi, ostali su razbacani posvuda. Hemijska aktivnost i oksidaciona sposobnost čitave supstance zavisi od stepena oksidacije sumpora u jedinjenjima. Tako, na primjer, spojevi sa -2 su sulfidi. U njima je element koji razmatramo tipičan oksidant.

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

• H₂SO₃ - sumporno;
• H₂SO₄ - sumporni.

To je poznatopotonje je mnogo stabilnije, jače jedinjenje, sa vrlo jakom oksidacijskom sposobnošću u visokoj koncentraciji.

Jednostavna supstanca

Kao jednostavna supstanca, sumpor su žuti prekrasni kristali ravnog, pravilnog, izduženog oblika. Iako je ovo samo jedan od njegovih oblika, jer postoje dvije glavne alotropske modifikacije ove tvari. Prvo, monoklinsko ili rombično, je žuto kristalno tijelo koje se ne može otopiti u vodi, već samo u organskim rastvaračima. Razlikuje se po krhkosti i lijepom obliku strukture predstavljene u obliku krune. Tačka topljenja - 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 ponovo pretvara u rombični oblik.

Ako govorimo o hemijski čistom sumporu dobijenom ponovljenom filtracijom, onda je to jarko žuti mali kristali, krhki i potpuno nerastvorljivi u vodi. Može da se zapali u kontaktu sa vlagom i kiseonikom u vazduhu. Razlikuju se po prilično visokoj hemijskoj aktivnosti.

Biti u prirodi

U prirodi postoje prirodne naslage iz kojih se izvlače jedinjenja sumpora i sam sumpor kao jednostavna supstanca. 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 uglju;
• u uljnim škriljcima i prirodnim vodama.

Mogu se nazvati neki od najbogatijih minerala sumporom:

• cinnabar;
• pyrite;
• 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 supstanci.

Fizička svojstva

Mogu se opisati sa nekoliko tačaka.

1. Nerastvorljivo u vodi, rastvorljivo u ugljen-disulfidu ili terpentinu.
2. Uz produženo trenje, akumulira negativan naboj.
3. Tačka topljenja je 110 ⁰C.
4. Tačka ključanja 190 ⁰C.
5. Kada dostigne 300 ⁰C se pretvara u tečnost, lako pokretljiv.
6. Čista tvar može zapaliti spontano zapaljiva svojstva su vrlo dobra.
7. Sama po sebi, praktično nema miris, međutim, jedinjenja sumpor vodika emituju oštar miris pokvarenih jaja. Kao i neki plinoviti binarni predstavnici.

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

Hemijska svojstva

Tema: "Sumpor i njegova jedinjenja" u školskom kursu hemije ne traje jedna lekcija, već nekoliko. Uostalom, ima ih mnogo. To je zbog hemijske aktivnosti ove supstance. Može pokazati i oksidirajuća svojstva sa jačim redukcijskim agensima (metali, bor i drugi), i redukcijska svojstva s većinom nemetala.

Međutim, uprkos takvoj aktivnosti, samo interakcija sa fluorom se dešava u normalnim uslovima. Svi ostali zahtijevaju grijanje. Postoji nekoliko kategorija supstanci s kojima sumpor može stupiti u interakciju:

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

Jedinjenja sumpora: sorte

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

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

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

• kiseline;
• oksidi;
• vodikova sumporna jedinjenja;
• sol;
• binarna jedinjenja sa nemetalima (ugljendisulfid, hloridi);
• organska materija.

Sada pogledajmo glavne i dajemo primjere.

Tvari sa stanjem oksidacije od -2

Jedinjenja sumpora 2 su njegove konformacije sa metalima, kao i sa:

• karbon;
• vodonik;
• fosfor;
• silicijum;
• arsen;
• bor.

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

1. Ugljični disulfid - CS₂. Prozirna tečnost sa karakterističnom prijatnom aromom etra. Toksičan je, zapaljiv i eksplozivan. Koristi se kao rastvarač za većinu vrsta ulja, masti, nemetala, srebrni nitrat, smole i gume. Također je važan dio u proizvodnji umjetne svile - viskoze. U industriji se sintetiše u velikim količinama.
2. Vodonik-sulfid ili vodonik-sulfid - H₂S. Bezbojni gas slatkog ukusa. Miris je oštar, izuzetno neprijatan, podsjeća na pokvareno jaje. Otrovan, deprimira centar za disanje, jer vezuje ione bakra. Stoga, pri trovanju njima dolazi do gušenja i smrti. Široko se koristi u medicini, organskoj sintezi, proizvodnji sumporne kiseline i kao energetski efikasna sirovina.
3. Metalni sulfidi se široko koriste u medicini, u proizvodnji sulfata, u proizvodnji boja, u proizvodnji fosfora i na drugim mjestima. Opšta formula je Me_xS_y.

Jedinjenja sa oksidacionim stanjem od +4

Jedinjenja 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 oksidacijski agensi, ali češće pokazuju redukujuća svojstva.

Formule za jedinjenja sumpora sa oksidacionim stanjem od +4 su sledeće:

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

Jedan od najčešćih je sumpor dioksid ili anhidrid. To je bezbojna supstanca sa mirisom spaljene šibice. Formirani u velikim klasterima tokom vulkanskih erupcija, lako ih je prepoznati po mirisu u ovom trenutku.

Otapa se u vodi sa stvaranjem lako razgradljive kiseline - sumporne. Ponaša se kao tipični kiseli oksid, formira soli, koje uključuju SO₃^2- kao sulfitni jon. Ovaj anhidrid je glavni gas koji utiče na zagađenje okolne atmosfere. To je ono što uzrokuje kisele kiše. U industriji se koristi u proizvodnji sulfata.

Spojevi u kojima sumpor ima oksidaciono stanje od +6

Ovo uključuje, prije svega, sumporni anhidrid i sumpornu kiselinu sa njihovim solima:

• sulfati;
• hidrosulfati.

Pošto je atom sumpora u njima u najvišem stepenu oksidacije, svojstva ovih jedinjenja su sasvim razumljiva. Oni su jaki oksidanti.

Sumporov oksid (VI) - sumporni anhidrid - jeisparljiva bezbojna tečnost. Karakteristična karakteristika je jaka sposobnost upijanja vlage. Puši na otvorenom. Kada se rastvori 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 koji se zove oleum. Industrijski se koristi u proizvodnji kiseline.

Među solima - sulfati - jedinjenja kao što su:

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

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

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

Proučavanje sumpora u školskom kursu hemije

Kada je najbolje vrijeme da studenti nauče šta je sumpor, koja su njegova svojstva, šta je jedinjenje sumpora? 9. razred je najbolji period. Ovo nije sam početak, kada je sve novo i neshvatljivo za djecu. Ovo je srednji put u proučavanju hemijske nauke, kada će temelji postavljeni ranije pomoći da se u potpunosti razume tema. Dakle, druga polovina maturske godine je određena za razmatranje ovih pitanja.klasa. Istovremeno, cijela tema je podijeljena u nekoliko blokova, u kojima se nalazi zasebna lekcija "Jedinjenja sumpora. Razred 9".

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

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

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

Klasifikovani su kao posebna grupa organskih sumpornih jedinjenja. 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).

Pored toga, sumpor je konstantna komponenta jedinjenja kao što su:

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