Compostos de sofre. Els estats d'oxidació del sofre en els compostos. Fórmules de compostos de sofre

2024 Autora: Angel Austin | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 05:19

El subgrup de calcògens inclou sofre: aquest és el segon dels elements que poden formar un gran nombre de jaciments de mineral. Els sulfats, sulfurs, òxids i altres compostos de sofre estan molt estesos, importants a la indústria i a la natura. Per tant, en aquest article considerarem què són, què és el propi sofre, la seva substància simple.

El sofre i les seves característiques

Aquest element té la posició següent a la taula periòdica.

1. Sisè grup, subgrup principal.
2. Tercer petit període.
3. Massa atòmica - 32, 064.
4. Nombre ordinal - 16, el mateix nombre de protons i electrons, neutrons també 16.
5. Fa referència a elements no metàl·lics.
6. A les fórmules es llegeix "es", el nom de l'element sofre, llatí sofre.

Hi ha quatre isòtops estables a la natura amb nombres de massa 32, 33, 34 i 36. Aquest element és el sisè més abundant a la natura. Es refereix als elements biogènics, ja que forma part d'orgànics importantsmolècules.

Estructura electrònica de l'àtom

Els compostos de sofre deuen la seva diversitat a les peculiaritats de l'estructura electrònica de l'àtom. S'expressa amb la fórmula de configuració següent: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

L'ordre donat reflecteix només l'estat estacionari de l'element. No obstant això, se sap que si s'imparteix energia addicional a un àtom, els electrons poden desaparèixer als subnivells 3p i 3s, seguit d'una altra transició a 3d, que roman lliure. Com a resultat, no només canvia la valència de l'àtom, sinó també tots els estats d'oxidació possibles. El seu nombre està augmentant significativament, així com el nombre de diverses substàncies amb la participació de sofre.

Estats d'oxidació del sofre en compostos

Hi ha diverses variants principals d'aquest indicador. Per al sofre és:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

D'aquests, S⁺² és el més rar, la resta es troben dispersos per tot arreu. L'activitat química i la capacitat oxidant de tota la substància depèn del grau d'oxidació del sofre en els compostos. Així, per exemple, els compostos amb -2 són sulfurs. En ells, l'element que estem considerant és un agent oxidant típic.

Com més gran sigui el valor de l'estat d'oxidació del compost, més pronunciada serà la capacitat oxidant de la substància. Això és fàcil de comprovar si recordem els dos àcids principals que forma el sofre:

• H₂SO₃ - sulfurós;
• H₂SO₄ - sulfúric.

Això se sapaquest últim és un compost molt més estable i fort, amb una capacitat oxidant molt forta en alta concentració.

substància simple

Com a substància senzilla, el sofre és uns bells cristalls grocs de forma uniforme, regular i allargada. Encara que aquesta és només una de les seves formes, perquè hi ha dues modificacions al·lotròpiques principals d'aquesta substància. El primer, monoclínic o ròmbic, és un cos cristal·lí groc que no es pot dissoldre en aigua, sinó només en dissolvents orgànics. Difereix en fragilitat i en una bella forma de l'estructura presentada en forma de corona. Punt de fusió: uns 110⁰C.

Si no us perdeu el moment intermedi en escalfar aquesta modificació, podeu detectar un altre estat a temps: sofre plàstic. És una solució viscosa de color marró gomoso que, després d'un escalfament addicional o un refredament ràpid, torna a tenir una forma ròmbica.

Si parlem de sofre químicament pur obtingut per filtració repetida, llavors es tracta d'uns petits cristalls de color groc brillant, fràgils i completament insolubles en aigua. Capaç d'encendre's en contacte amb la humitat i l'oxigen de l'aire. Es diferencien en una activitat química força elevada.

Estar a la natura

A la natura, hi ha dipòsits naturals dels quals s'extreuen compostos de sofre i el mateix sofre com a substància simple. A més, ellaconté:

• en minerals, minerals i roques;
• al cos dels animals, les plantes i els humans, ja que forma part de moltes molècules orgàniques;
• en gas natural, petroli i carbó;
• en esquist bituminós i aigües naturals.

Alguns dels minerals més rics en sofre es poden anomenar:

• cinabri;
• pirita;
• esfalerita;
• antimonit;
• galena i altres.

La major part del sofre produït avui es destina a la producció de sulfat. Una altra part s'utilitza amb finalitats mèdiques, agricultura, processos industrials per a la producció de substàncies.

Propietats físiques

Es poden descriure amb diversos punts.

1. Insoluble en aigua, soluble en disulfur de carboni o trementina.
2. Amb una fricció prolongada, acumula una càrrega negativa.
3. El punt de fusió és 110 ⁰C.
4. Punt d'ebullició 190 ⁰C.
5. Quan arriba als 300 ⁰C es converteix en líquid, fàcilment mòbil.
6. La substància pura pot encendre espontàniament les propietats combustibles són molt bones.
7. Per si mateix, pràcticament no fa olor, però, els compostos de sofre d'hidrogen emeten una forta olor d'ous podrits. Així com alguns representants binaris gasosos.

Les propietats físiques de la substància en qüestió són conegudes per la gent des de l'antiguitat. És per la seva combustibilitat que el sofre va rebre el seu nom. En les guerres s'utilitzaven fums asfixiants i verinosos, que es formen durant la combustió d'aquest compost, comarmes contra els enemics. A més, els àcids que contenen sofre també han tingut sempre una gran importància industrial.

Propietats químiques

Tema: "El sofre i els seus compostos" al curs de química de l'escola no té una lliçó, sinó diverses. Després de tot, n'hi ha molts. Això es deu a l'activitat química d'aquesta substància. Pot mostrar propietats oxidants amb agents reductors més forts (metalls, bor i altres) i propietats reductores amb la majoria dels no metalls.

No obstant això, malgrat aquesta activitat, només la interacció amb el fluor es produeix en condicions normals. Tots els altres requereixen calefacció. Hi ha diverses categories de substàncies amb les quals el sofre pot interactuar:

• metalls;
• no-metalls;
• àlcali;
• àcids oxidants forts: sulfúric i nítric.

Compostos de sofre: varietats

La seva diversitat s'explicarà pel valor desigual de l'estat d'oxidació de l'element principal, el sofre. Per tant, podem distingir diversos tipus principals de substàncies sobre aquesta base:

• compostos amb estat d'oxidació -2;
• +4;
• +6.

Si considerem les classes, i no l'índex de valència, aleshores aquest element forma molècules com ara:

• àcids;
• òxids;
• compostos de sofre d'hidrogen;
• sal;
• compostos binaris amb no metalls (disulfur de carboni, clorurs);
• matèria orgànica.

Ara mirem els principals i donem exemples.

Substàncies amb un estat d'oxidació de -2

Els compostos de sofre 2 són les seves conformacions amb metalls, així com amb:

• carboni;
• hidrogen;
• fòsfor;
• silici;
• arsènic;
• bor.

En aquests casos, actua com a agent oxidant, ja que tots els elements enumerats són més electropositius. Fem una ullada a algunes de les més importants.

1. Disulfur de carboni - CS₂. Líquid transparent amb un agradable aroma d'èter característic. És tòxic, inflamable i explosiu. S'utilitza com a dissolvent per a la majoria dels tipus d'olis, greixos, no metalls, nitrat de plata, resines i cautxús. També és una part important en la producció de seda artificial - viscosa. A la indústria, es sintetitza en grans quantitats.
2. Sulfur d'hidrogen o sulfur d'hidrogen - H₂S. Un gas incolor amb un gust dolç. L'olor és aguda, extremadament desagradable, que recorda a un ou podrit. Verinós, deprimeix el centre respiratori, ja que uneix ions de coure. Per tant, quan són enverinats per ells, es produeix l'ofec i la mort. Àmpliament utilitzat en medicina, síntesi orgànica, producció d'àcid sulfúric i com a matèria primera energèticament eficient.
3. Els sulfurs metàl·lics s'utilitzen àmpliament en medicina, en la producció de sulfats, en la producció de pintures, en la fabricació de fòsfors i altres llocs. La fórmula general és Me_xS_y.

Compostos amb un estat d'oxidació de +4

Compostos de sofre 4 -és predominantment un òxid i les seves sals corresponents i un àcid. Tots ells són compostos força comuns que tenen un cert valor a la indústria. També poden actuar com a agents oxidants, però més sovint presenten propietats reductores.

Les fórmules per als compostos de sofre amb un estat d'oxidació de +4 són les següents:

• òxid - diòxid de sofre SO₂;
• àcid - sulfurós H₂SO₃;

Les

• sals tenen la fórmula general Me_x(SO₃)_y.

Un dels més comuns és el diòxid de sofre, o anhídrid. És una substància incolora amb olor de llumins cremat. Format en grans cúmuls durant les erupcions volcàniques, és fàcil d'identificar per l'olor en aquest moment.

Es dissol en aigua amb la formació d'àcids sulfurosos de fàcil descomposició. Es comporta com un òxid àcid típic, forma sals, que inclouen SO₃^2- com a ió sulfit. Aquest anhídrid és el principal gas que afecta la contaminació de l'atmosfera circumdant. Això és el que provoca la pluja àcida. A la indústria, s'utilitza en la producció de sulfats.

Compostos en què el sofre té un estat d'oxidació de +6

Aquests inclouen, en primer lloc, l'anhídrid sulfúric i l'àcid sulfúric amb les seves sals:

• sulfats;
• hidrosulfats.

Com que l'àtom de sofre que contenen es troba en el grau més alt d'oxidació, les propietats d'aquests compostos són força comprensibles. Són oxidants forts.

L'òxid de sofre (VI) - anhídrid sulfúric - és unlíquid incolor volàtil. Una característica característica és una forta capacitat d'absorció d'humitat. Fuma a l'aire lliure. Quan es dissol a l'aigua, dóna un dels àcids minerals més forts: el sulfúric. La seva solució concentrada és un líquid greixós lleugerament groguenc. Si l'anhídrid es dissol en àcid sulfúric, s'obtindrà un compost especial anomenat oleum. S'utilitza industrialment en la producció d'àcid.

Entre sals - sulfats - compostos com ara:

• guix CaSO₄ 2H₂O;
• barita BaSO₄;
• mirabilite;
• sulfat de plom i altres.

S'utilitzen en la construcció, la síntesi química, la medicina, la fabricació d'instruments òptics i ulleres, i fins i tot la indústria alimentària.

Els hidrosulfats s'utilitzen àmpliament en la metal·lúrgia, on s'utilitzen com a flux. I també ajuden a convertir molts òxids complexos en formes de sulfat solubles, que s'utilitzen en les indústries corresponents.

L'estudi del sofre al curs de química escolar

Quan és el millor moment perquè els estudiants aprenguin què és el sofre, quines són les seves propietats, què és un compost de sofre? 9è grau és el millor període. Aquest no és el principi, quan tot és nou i incomprensible per als nens. Aquest és el punt mitjà en l'estudi de la ciència química, quan les bases establertes anteriorment ajudaran a entendre completament el tema. Per tant, és la segona meitat del curs de graduació la que es destina a la consideració d'aquestes qüestions.classe. Al mateix temps, tot el tema es divideix en diversos blocs, en els quals hi ha una lliçó separada "Compostos de sofre. Grau 9".

Això es deu a la seva abundància. La qüestió de la producció industrial d'àcid sulfúric també es considera per separat. En general, s'assigna una mitjana de 3 hores per a aquest tema.

Però els compostos orgànics de sofre es treuen per estudiar només al 10è grau, quan es tenen en compte els problemes orgànics. També es veuen afectats en biologia a l'institut. Després de tot, el sofre forma part de molècules orgàniques com:

• tioalcohols (tiols);
• proteïnes (estructura terciària sobre la qual es formen ponts disulfur);
• tioaldehids;
• tiofenols;
• thioethers;
• àcids sulfònics;
• sulfòxids i altres.

Es classifiquen com un grup especial de compostos organosulfurats. Són importants no només en els processos biològics dels éssers vius, sinó també en la indústria. Per exemple, els àcids sulfònics són la base de molts fàrmacs (aspirina, sulfanilamida o estreptocides).

A més, el sofre és un component constant de compostos com alguns:

• aminoàcids;
• enzims;
• vitamines;
• hormones.