Svovelforbindelser. Oksydasjonstilstandene til svovel i forbindelser. Formler for svovelforbindelser

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 05:37

Undergruppen av kalkogener inkluderer svovel - dette er det andre av grunnstoffene som kan danne et stort antall malmforekomster. Sulfater, sulfider, oksider og andre svovelforbindelser er svært utbredt, viktige i industri og natur. Derfor vil vi i denne artikkelen vurdere hva de er, hva svovel i seg selv er, dets enkle stoff.

Svovel og dets egenskaper

Dette elementet har følgende posisjon i det periodiske systemet.

1. Sjette gruppe, hovedundergruppe.
2. Tredje liten periode.
3. Atommasse - 32, 064.
4. Ordin alt tall - 16, samme antall protoner og elektroner, nøytroner også 16.
5. Refererer til ikke-metalliske elementer.
6. I formler leses det som "es", navnet på grunnstoffet svovel, latinsk svovel.

Det er fire stabile isotoper i naturen med massetall 32, 33, 34 og 36. Dette grunnstoffet er det sjette mest tallrike i naturen. Refererer til biogene elementer, da det er en del av viktig organiskmolekyler.

Elektronisk struktur av atomet

Svovelforbindelser skylder sitt mangfold på grunn av særegenhetene til atomets elektroniske struktur. Det uttrykkes med følgende konfigurasjonsformel: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Den gitte rekkefølgen gjenspeiler bare den stasjonære tilstanden til elementet. Imidlertid er det kjent at hvis ytterligere energi tilføres et atom, kan elektroner bli svekket på 3p- og 3s-undernivåene, etterfulgt av en ny overgang til 3d, som forblir fri. Som et resultat endres ikke bare valensen til atomet, men også alle mulige oksidasjonstilstander. Antallet deres øker betydelig, så vel som antallet forskjellige stoffer med deltakelse av svovel.

Oksidasjonstilstander for svovel i forbindelser

Det finnes flere hovedvarianter av denne indikatoren. For svovel er det:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Av disse er S⁺² den mest sjeldne, resten er spredt over alt. Den kjemiske aktiviteten og oksidasjonsevnen til hele stoffet avhenger av graden av oksidasjon av svovel i forbindelser. Så, for eksempel, forbindelser med -2 er sulfider. I dem er grunnstoffet vi vurderer et typisk oksidasjonsmiddel.

Jo høyere verdien av oksidasjonstilstanden i forbindelsen er, desto mer utt alt vil oksidasjonsevnen til stoffet være. Dette er lett å verifisere hvis vi husker de to hovedsyrene som svovel danner:

• H₂SO₃ - svovelholdig;
• H₂SO₄ - svovelholdig.

Det er kjentsistnevnte er en mye mer stabil, sterk forbindelse, med en meget sterk oksidasjonsevne i høy konsentrasjon.

Enkel substans

Som et enkelt stoff er svovel gule vakre krystaller med jevn, regelmessig, langstrakt form. Selv om dette bare er en av dens former, fordi det er to allotropiske hovedmodifikasjoner av dette stoffet. Den første, monoklinisk eller rombisk, er en gul krystallinsk kropp som ikke kan løses opp i vann, men bare i organiske løsemidler. Forskjellig i skjørhet og en vakker form av strukturen presentert i form av en krone. Smeltepunkt - ca. 110⁰C.

Hvis du ikke går glipp av det mellomliggende øyeblikket når du varmer opp en slik modifikasjon, kan du oppdage en annen tilstand i tide - plastsvovel. Det er en gummiaktig brun viskøs løsning, som ved ytterligere oppvarming eller rask avkjøling igjen blir til en rombisk form.

Hvis vi snakker om kjemisk rent svovel oppnådd ved gjentatt filtrering, så er det en lysegule små krystaller, skjøre og fullstendig uløselige i vann. Kan antennes ved kontakt med fuktighet og oksygen i luften. Forskjellig i ganske høy kjemisk aktivitet.

Å være i naturen

I naturen er det naturlige forekomster som svovelforbindelser utvinnes fra og svovel i seg selv som et enkelt stoff. I tillegg har huninneholder:

• i mineraler, malmer og bergarter;
• i kroppen til dyr, planter og mennesker, siden den er en del av mange organiske molekyler;
• i naturgass, olje og kull;
• i oljeskifer og naturlig vann.

Noen av de rikeste mineralene i svovel kan nevnes:

• cinnabar;
• pyrite;
• sphalerite;
• antimonite;
• galena og andre.

Det meste av svovelet som produseres i dag går til sulfatproduksjon. En annen del brukes til medisinske formål, landbruk, industrielle prosesser for produksjon av stoffer.

Fysiske egenskaper

De kan beskrives med flere punkter.

1. Uløselig i vann, løselig i karbondisulfid eller terpentin.
2. Med langvarig friksjon, akkumulerer en negativ ladning.
3. Smeltepunktet er 110 ⁰C.
4. Kokepunkt 190 ⁰C.
5. Når den når 300 ⁰C blir til flytende, enkelt mobil.
6. Rent stoff kan antennes spontant brennbare egenskaper er veldig gode.
7. I seg selv har den praktisk t alt ingen lukt, men hydrogensvovelforbindelser avgir en skarp lukt av råtne egg. Samt noen gassformige binære representanter.

De fysiske egenskapene til det aktuelle stoffet har vært kjent for folk siden antikken. Det er for sin brennbarhet at svovel har fått navnet sitt. I kriger ble det brukt kvelende og giftige gasser, som dannes under forbrenningen av denne forbindelsen, somvåpen mot fiender. I tillegg har syrer som inneholder svovel alltid vært av stor industriell betydning.

Kjemiske egenskaper

Tema: "Svovel og dets forbindelser" i skolekjemikurset tar ikke én leksjon, men flere. Tross alt er det mange av dem. Dette skyldes den kjemiske aktiviteten til dette stoffet. Den kan oppvise både oksiderende egenskaper med sterkere reduksjonsmidler (metaller, bor og andre), og reduserende egenskaper med de fleste ikke-metaller.

Men til tross for slik aktivitet er det kun interaksjon med fluor som skjer under normale forhold. Alle andre krever oppvarming. Det er flere kategorier av stoffer som svovel kan samhandle med:

• metaller;
• ikke-metaller;
• alkali;
• sterke oksiderende syrer - svovelsyre og salpetersyre.

Svovelforbindelser: varianter

Mangfoldet deres vil bli forklart av den ulik verdien av oksidasjonstilstanden til hovedelementet - svovel. Så vi kan skille flere hovedtyper av stoffer på dette grunnlaget:

• forbindelser med oksidasjonstilstand -2;
• +4;
• +6.

Hvis vi vurderer klasser, og ikke valensindeksen, danner dette elementet molekyler som:

• acids;
• oxides;
• hydrogen svovelforbindelser;
• s alt;
• binære forbindelser med ikke-metaller (karbondisulfid, klorider);
• organisk materiale.

La oss nå se på de viktigste og gi eksempler.

Stoffer med en oksidasjonstilstand på -2

Svovelforbindelser 2 er dens konformasjoner med metaller, samt med:

• karbon;
• hydrogen;
• fosfor;
• silisium;
• arsenikk;
• bor.

I disse tilfellene fungerer det som et oksidasjonsmiddel, siden alle de oppførte elementene er mer elektropositive. La oss ta en titt på noen av de viktigste.

1. Karbondisulfid - CS₂. Gjennomsiktig væske med en karakteristisk behagelig aroma av eter. Det er giftig, brannfarlig og eksplosivt. Det brukes som løsemiddel for de fleste typer oljer, fett, ikke-metaller, sølvnitrat, harpiks og gummi. Det er også en viktig del i produksjonen av kunstsilke - viskose. I industrien syntetiseres det i store mengder.
2. Hydrogensulfid eller hydrogensulfid - H₂S. En fargeløs gass med en søt smak. Lukten er skarp, ekstremt ubehagelig, minner om et råttent egg. Giftig, trykker ned respirasjonssenteret, da det binder kobberioner. Derfor, når de blir forgiftet av dem, oppstår kvelning og død. Mye brukt i medisin, organisk syntese, svovelsyreproduksjon, og som et energieffektivt råmateriale.
3. Metalsulfider er mye brukt i medisin, i sulfatproduksjon, i produksjon av maling, i fremstilling av fosfor og andre steder. Den generelle formelen er Me_xS_y.

Forbindelser med en oksidasjonstilstand på +4

Svovelforbindelser 4 -det er hovedsakelig et oksid og dets tilsvarende s alter og en syre. Alle er ganske vanlige forbindelser som har en viss verdi i industrien. De kan også fungere som oksidasjonsmidler, men oftere har de reduserende egenskaper.

Formlene for svovelforbindelser med en oksidasjonstilstand på +4 er som følger:

• oksid - svoveldioksid SO₂;
• syre - svovelholdig H₂SO₃;
• s alter har den generelle formelen Me_x(SO₃)_y.

En av de vanligste er svoveldioksid, eller anhydrid. Det er et fargeløst stoff med lukten av en brent fyrstikk. Dannet i store klynger under vulkanutbrudd, er det lett å identifisere ved lukt i øyeblikket.

Løses opp i vann med dannelse av lett nedbrytende syre - svovelholdig. Det oppfører seg som et typisk surt oksid, danner s alter, som inkluderer SO₃^2- som et sulfittion. Dette anhydridet er hovedgassen som påvirker forurensningen av atmosfæren rundt. Det er dette som forårsaker sur nedbør. I industrien brukes det i sulfatproduksjon.

Forbindelser der svovel har en oksidasjonstilstand på +6

Disse inkluderer først og fremst svovelsyreanhydrid og svovelsyre med deres s alter:

• sulfater;
• hydrosulfater.

Siden svovelatomet i dem er i høyeste grad av oksidasjon, er egenskapene til disse forbindelsene ganske forståelige. De er sterke oksidasjonsmidler.

Svoveloksid (VI) - svovelsyreanhydrid - er enflyktig fargeløs væske. Et karakteristisk trekk er en sterk fuktabsorpsjonsevne. Røyker utendørs. Når det er oppløst i vann, gir det en av de sterkeste mineralsyrene - svovelsyre. Dens konsentrerte løsning er en tung oljeaktig lett gulaktig væske. Hvis anhydridet er oppløst i svovelsyre, vil en spesiell forbindelse som kalles oleum bli oppnådd. Den brukes industrielt i produksjon av syre.

Blant s alter - sulfater - forbindelser som:

• gips CaSO₄ 2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• blysulfat og andre.

De brukes i konstruksjon, kjemisk syntese, medisin, produksjon av optiske instrumenter og briller, og til og med næringsmiddelindustrien.

Hydrosulfater er mye brukt i metallurgi, hvor de brukes som flussmiddel. Og de bidrar også til å omdanne mange komplekse oksider til løselige sulfatformer, som brukes i tilsvarende industrier.

Svovelstudiet i skolens kjemikurs

Når er den beste tiden for elevene å lære om hva svovel er, hva er dets egenskaper, hva er en svovelforbindelse? 9. klasse er den beste perioden. Dette er ikke helt begynnelsen, når alt er nytt og uforståelig for barn. Dette er middelveien i studiet av kjemisk vitenskap, når grunnlaget som ble lagt tidligere vil bidra til å forstå emnet fullt ut. Derfor er det andre halvdel av eksamensåret som er avsatt til behandling av disse spørsmålene.klasse. Samtidig er hele temaet delt inn i flere blokker, hvor det er en egen leksjon "Svovelforbindelser. Karakter 9".

Dette er på grunn av deres overflod. Spørsmålet om industriell produksjon av svovelsyre vurderes også separat. Generelt er det tildelt et gjennomsnitt på 3 timer til dette emnet.

Men organiske svovelforbindelser tas ut til studier først i 10. klasse, når organiske problemer vurderes. De er også berørt i biologi på videregående. Tross alt er svovel en del av slike organiske molekyler som:

• tioalkoholer (tioler);
• proteiner (tertiær struktur som disulfidbroer dannes på);
• tioaldehyder;
• tiofenoler;
• thioethers;
• sulfonsyrer;
• sulfoksider og andre.

De er klassifisert som en spesiell gruppe organiske svovelforbindelser. De er viktige ikke bare i de biologiske prosessene til levende vesener, men også i industrien. For eksempel er sulfonsyrer grunnlaget for mange legemidler (aspirin, sulfanilamid eller streptocid).

I tillegg er svovel en konstant komponent i forbindelser som noen:

• aminosyrer;
• enzymer;
• vitaminer;
• hormoner.