Sulphur (lat. Sulphur) és un element no metàl·lic. El símbol químic és S, el número de sèrie a la taula periòdica és 16. La valència del sofre es va establir fins i tot abans de l'estudi de l'estructura de l'àtom. El seu valor es va determinar en funció de la propietat de substituir, atreure o unir un nombre determinat d' altres àtoms o grups. Més tard, els investigadors van descobrir el paper de les partícules carregades negativament (electrons) en la formació d'un enllaç químic.
València del sofre: quines característiques dels àtoms afecten el seu valor?
En termes de prevalença a la Terra, un element químic ocupa el lloc 16è. Es presenta com a pols o cristalls grocs brillants a les roques, prop de volcans actius i extints. Els compostos naturals més famosos són els sulfurs i els sulfats.
Característiques de l'element i la substància:
- No-metall fort.
- En termes d'electronegativitat (EO), o la capacitat d'atreure electrons, el sofre només ocupa el segon lloc després del fluor, l'oxigen, el nitrogen, el clor i el brom.
- Interacciona amb metalls i no metalls, substàncies simples i complexes.
Les diferències de propietats depenen de l'estructura i l'estat de l'àtom, la diferència en els valors d'EO. Descobrim quina valència pot tenir el sofre en els compostos. El seu comportament químic depèn de l'estructura de les capes d'energia, el nombre i la disposició dels electrons exteriors a l'àtom.
Per què varia la valència?
Estables són els isòtops naturals del sofre amb nombres en massa 32 (el més habitual), 33, 34 i 36. Un àtom de cadascun d'aquests nuclids conté 16 protons carregats positivament. A l'espai prop del nucli, 16 electrons es mouen amb gran velocitat. Són infinitesimals, amb càrrega negativa. Menys atret pel nucli (més lliure) 6 partícules exteriors. Diverses o totes participen en la formació de diferents tipus d'enllaços químics. Segons els conceptes moderns, la valència del sofre està determinada pel nombre de parells d'electrons comuns (enllaços) creats. Normalment, en dibuixos i diagrames, les partícules externes que participen en aquest procés es representen com a punts al voltant del signe químic.
Com depèn la valència de l'estructura d'un àtom?
Utilitzant un diagrama d'energia, podeu mostrar l'estructura dels nivells i subnivells (s, p, d), dels quals depèn la fórmula de la valència del sofre. Dues fletxes dirigides de manera diferent simbolitzen electrons aparellats, un sol aparellats. L'espai exterior de l'àtom de sofre està format per orbitals de 6 partícules, i 8 són necessàries per a l'estabilitat segons la regla de l'octet. La configuració de la capa de valència es reflecteix amb la fórmula 3s23p4. Electrons de la capa inacabadatenen una gran aportació d'energia, la qual cosa provoca un estat inestable de tot l'àtom. Per aconseguir l'estabilitat, l'àtom de sofre requereix dues espècies negatives addicionals. Es poden obtenir formant enllaços covalents amb altres elements o absorbint dos electrons lliures. En aquest cas, el sofre presenta la valència II (–). El mateix valor es pot obtenir amb la fórmula: 8 - 6=2, on 6 és el número del grup en què es troba l'element.
On es troben els compostos en què la valència del sofre és II (–)?
Un element atreu o elimina completament els electrons dels àtoms amb un valor d'electronegativitat més baix a l'escala de sondeig. València II (-) es manifesta en sulfurs de metalls i no metalls. Un extens grup d'aquests compostos es troba en la composició de roques i minerals de gran importància pràctica. Aquests inclouen pirita (FeS), esfalerita (ZnS), galena (PbS) i altres substàncies. Els cristalls de sulfur de ferro tenen un bell color marró groguenc i brillantor. La pirita mineral sovint s'anomena "or de l'idiota". Per obtenir metalls a partir dels minerals, es torren o es redueixen. El sulfur d'hidrogen H2S té la mateixa estructura electrònica que l'aigua. Origen de H2S:
- s'allibera quan les proteïnes es podrien (per exemple, un ou de gallina);
- entra en erupció amb gasos volcànics;
- acumula en aigües naturals, petroli;
- destaca als buits de l'escorça terrestre.
Per què és la fórmula de l'òxid de sofre tetravalent SO2?
La fórmula del diòxid mostra que un àtom de sofre d'una molècula està unit a dos àtoms d'oxigen, cadascun dels quals necessita 2 electrons per a un octet. L'enllaç resultant és de naturalesa polar covalent (l'EO de l'oxigen és més gran). La valència del sofre en aquest compost és IV (+), perquè els 4 electrons de l'àtom de sofre es desplacen cap a dos àtoms d'oxigen. La fórmula es pot escriure de la següent manera: S2O4, però segons les regles s'ha de reduir en 2. El diòxid, quan es dissol a l'aigua, forma ions d'àcid sulfurós dèbil. Les seves sals -sulfits- són agents reductors forts. El gas SO2 serveix com a intermedi en la producció d'àcid sulfúric.
En quines substàncies el sofre mostra la seva valència més alta?
L'òxid SO3 o S2O6 és un líquid incolor que s'endureix a temperatures inferiors a 17 °C. En el compost SO3, la valència de l'oxigen és II (–) i el sofre és VI (+). L'òxid superior es dissol en aigua i forma un àcid sulfúric dibàsic fort. Per tenir un paper important en els processos de producció, la substància es va anomenar "pa de la indústria química". Un paper important en l'economia i la medicina pertany a les sals àcides - sulfats. S'utilitzen hidrat de calci (guix), sodi (sal de Glauber), magnesi (sal d'Epsom o sal amarga).
1, 2, 3, 4, 6 electrons externs poden participar en la formació de diferents tipus d'enllaços químics. Anomenem les possibles valències del sofre, donat que hi ha compostos rars i inestables: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). L'element adquireix una segona valència positiva enSO monòxid. Els valors més comuns II (–), IV (+), VI (+) es mostren pel sofre com a part d'un grup de substàncies d'importància industrial, agrícola i mèdica. Els seus compostos s'utilitzen en la fabricació de focs artificials.
La captura de gasos d'escapament segueix sent un gran problema, inclosos els òxids de sofre IV (+), VI (+) i el sulfur d'hidrogen, que són perjudicials per als humans i el medi ambient. S'han creat tecnologies per processar aquests residus gasosos i obtenir-ne àcid sulfúric i sulfats. Amb aquesta finalitat, s'estan construint empreses químiques al costat de plantes metal·lúrgiques o a la mateixa zona. Com a resultat, el volum de contaminació es redueix, hi ha menys "pluja d'àcid sulfúric".
