Sumpor (lat. Sumpor) je nemetalni element. Hemijski simbol je S, serijski broj u periodnom sistemu je 16. Valencija sumpora je ustanovljena još prije proučavanja strukture atoma. Njegova vrijednost je određena na osnovu svojstva da zamijeni, privuče ili poveže određeni broj drugih atoma ili grupa. Kasnije su istraživači shvatili ulogu negativno nabijenih čestica (elektrona) u formiranju hemijske veze.
Valenca sumpora: koje karakteristike atoma utiču na njegovu vrijednost?
U pogledu rasprostranjenosti na Zemlji, hemijski element je na 16. mjestu. Javlja se kao jarko žuti kristali ili prah u stijenama, u blizini aktivnih i ugaslih vulkana. Najpoznatija prirodna jedinjenja su sulfidi i sulfati.
Karakteristike elementa i supstance:
- Jaki nemetalni.
- U smislu elektronegativnosti (EO), ili sposobnosti da privuče elektrone, sumpor je drugi nakon fluora, kiseonika, azota, hlora i broma.
- U interakciji sa metalima i nemetalima, jednostavnim i složenim supstancama.
Razlike u svojstvima zavise od strukture i stanja atoma, razlika u vrijednostima EO. Hajde da saznamo šta valentni sumpor može imati u jedinjenjima. Njihovo hemijsko ponašanje zavisi od strukture energetskih ljuski, broja i rasporeda spoljašnjih elektrona u atomu.
Zašto valencija varira?
Stabilni su prirodni izotopi sumpora sa masenim brojevima 32 (najčešći), 33, 34 i 36. Atom svakog od ovih nuklida sadrži 16 pozitivno nabijenih protona. U svemiru blizu jezgra, 16 elektrona se kreće velikom brzinom. Oni su beskonačno mali, negativno nabijeni. Manje privlači nukleus (više slobodnih) 6 vanjskih čestica. Nekoliko ili svi oni učestvuju u formiranju različitih vrsta hemijskih veza. Prema modernim konceptima, valencija sumpora je određena brojem stvorenih zajedničkih (vezujućih) elektronskih parova. Obično su na crtežima i dijagramima spoljašnje čestice koje učestvuju u ovom procesu prikazane kao tačke oko hemijskog znaka.
Kako valencija zavisi od strukture atoma?
Upotrebom energetskog dijagrama možete prikazati strukturu nivoa i podnivoa (s, p, d), od kojih zavisi formula valencije sumpora. Dvije različito usmjerene strelice simboliziraju uparene, a jedna - nesparene elektrone. Vanjski prostor atoma sumpora formiraju orbitale od 6 čestica, a 8 su neophodne za stabilnost prema pravilu okteta. Konfiguracija valentne ljuske odražava se formulom 3s23p4. Elektroni nedovršenog slojaimaju veliku zalihu energije, što uzrokuje nestabilno stanje cijelog atoma. Za postizanje stabilnosti, atomu sumpora su potrebne dvije dodatne negativne vrste. Mogu se dobiti formiranjem kovalentnih veza sa drugim elementima ili apsorbovanjem dva slobodna elektrona. U ovom slučaju, sumpor pokazuje valenciju II (–). Ista vrijednost se može dobiti pomoću formule: 8 - 6=2, gdje je 6 broj grupe u kojoj se element nalazi.
Gdje se nalaze jedinjenja u kojima je valencija sumpora II (–)?
Element privlači ili potpuno uklanja elektrone iz atoma sa nižom vrijednošću elektronegativnosti na Polling skali. Valencija II (-) se manifestuje u sulfidima metala i nemetala. Opsežna grupa takvih spojeva nalazi se u sastavu stijena i minerala od velike praktične važnosti. To uključuje pirit (FeS), sfalerit (ZnS), galenit (PbS) i druge supstance. Kristali željeznog sulfida imaju prekrasnu žućkasto smeđu boju i sjaj. Mineralni pirit se često naziva "zlatom budale". Da bi se metali dobili iz ruda, oni se prže ili redukuju. Vodonik sulfid H2S ima istu elektronsku strukturu kao i voda. Porijeklo H2S:
- se oslobađa kada proteini istrunu (na primjer, kokošje jaje);
- eruptira vulkanskim gasovima;
- akumulira se u prirodnim vodama, nafti;
- ističe se u prazninama u zemljinoj kori.
Zašto je formula za tetravalentni sumpor oksid SO2?
Formula za dioksid pokazuje da je jedan atom sumpora u molekulu vezan za dva atoma kiseonika, od kojih je svakom potrebno 2 elektrona za oktet. Rezultirajuća veza je kovalentno polarna po prirodi (EO kisika je veća). Valencija sumpora u ovom spoju je IV (+), jer su 4 elektrona atoma sumpora pomjerena prema dva atoma kisika. Formula se može napisati na sljedeći način: S2O4, ali se prema pravilima mora smanjiti za 2. Dioksid, kada se otopi u vodi, stvara ione slabe sumporne kiseline. Njegove soli - sulfiti - jaki su redukcioni agensi. Plin SO2 služi kao međuprodukt u proizvodnji sumporne kiseline.
U kojim supstancama sumpor pokazuje najveću valentnost?
Oksid SO3 ili S2O6 je bezbojna tečnost koja se stvrdne na temperaturama ispod 17°C. U jedinjenju SO3, valencija kiseonika je II (–), a sumpora VI (+). Viši oksid se otapa u vodi i stvara jaku dvobazičnu sumpornu kiselinu. Zbog velike uloge u proizvodnim procesima, supstanca je nazvana "hleb hemijske industrije". Važnu ulogu u privredi i medicini imaju kisele soli - sulfati. Koriste se kalcijum hidrat (gips), natrijum (Glauberova so), magnezijum (epsom so ili gorka so).
1, 2, 3, 4, 6 spoljašnjih elektrona mogu učestvovati u formiranju različitih vrsta hemijskih veza. Navedimo moguće valencije sumpora, s obzirom da postoje rijetka i nestabilna jedinjenja: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Element dobija drugu pozitivnu valenciju uSO monoksid. Najčešće vrijednosti II (–), IV (+), VI (+) pokazuje sumpor kao dio grupe supstanci od industrijskog, poljoprivrednog i medicinskog značaja. Njegova jedinjenja se koriste u proizvodnji vatrometa.
Zahvatanje izduvnih gasova ostaje veliki problem, uključujući okside sumpora IV (+), VI (+) i vodonik sulfid, koji su štetni za ljude i životnu sredinu. Stvorene su tehnologije za preradu ovog gasovitog otpada i dobijanje sumporne kiseline i sulfata iz njih. U tu svrhu grade se hemijska preduzeća pored metalurških pogona ili na istom prostoru. Kao rezultat toga, smanjen je obim zagađenja, manje je "kiše sumporne kiseline".
