ترکیبات گوگردی. حالت های اکسیداسیون گوگرد در ترکیبات. فرمول ترکیبات گوگردی

2024 نویسنده: Angel Austin | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 05:24

زیر گروه کالکوژن ها شامل گوگرد است - این دومین عنصری است که می تواند تعداد زیادی ذخایر سنگ معدنی را تشکیل دهد. سولفات ها، سولفیدها، اکسیدها و سایر ترکیبات گوگردی بسیار گسترده هستند و در صنعت و طبیعت اهمیت دارند. بنابراین، در این مقاله به این خواهیم پرداخت که آنها چیستند، گوگرد خود چیست و ماده ساده آن چیست.

گوگرد و خصوصیات آن

این عنصر در جدول تناوبی موقعیت زیر را دارد.

1. گروه ششم، زیرگروه اصلی.
2. سومین دوره کوچک.
3. جرم اتمی - 32, 064.
4. عدد ترتیبی - 16، همان تعداد پروتون و الکترون، نوترون نیز 16.
5. به عناصر غیر فلزی اشاره دارد.
6. در فرمول ها به صورت "es" خوانده می شود، نام عنصر sulfur، sulfur لاتین.

در طبیعت چهار ایزوتوپ پایدار با اعداد جرمی ۳۲، ۳۳، ۳۴ و ۳۶ وجود دارد. این عنصر ششمین عنصر فراوان در طبیعت است. به عناصر بیوژنیک اشاره دارد، زیرا بخشی از ارگانیک مهم استمولکول ها.

ساختار الکترونیکی اتم

ترکیبات گوگردی تنوع خود را مدیون ویژگی‌های ساختار الکترونیکی اتم است. با فرمول پیکربندی زیر بیان می شود: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

ترتیب داده شده فقط حالت ساکن عنصر را منعکس می کند. با این حال، مشخص است که اگر انرژی اضافی به یک اتم داده شود، الکترون ها می توانند در سطوح فرعی 3p و 3s از بین بروند و به دنبال آن انتقال دیگری به 3d انجام شود که آزاد می ماند. در نتیجه نه تنها ظرفیت اتم تغییر می کند، بلکه تمام حالت های اکسیداسیون ممکن نیز تغییر می کند. تعداد آنها و همچنین تعداد مواد مختلف با مشارکت گوگرد به طور قابل توجهی در حال افزایش است.

حالت های اکسیداسیون گوگرد در ترکیبات

چندین نوع اصلی از این شاخص وجود دارد. برای گوگرد این است:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

از اینها، S⁺² نادرترین است، بقیه در همه جا پراکنده هستند. فعالیت شیمیایی و توانایی اکسیداسیون کل ماده به درجه اکسیداسیون گوگرد در ترکیبات بستگی دارد. بنابراین، به عنوان مثال، ترکیبات با -2 سولفید هستند. در آنها، عنصر مورد نظر ما یک عامل اکسید کننده معمولی است.

هر چه مقدار حالت اکسیداسیون در ترکیب بیشتر باشد، توانایی اکسیداسیون ماده بارزتر خواهد بود. اگر دو اسید اصلی تشکیل‌دهنده گوگرد را به خاطر بیاوریم، تأیید این موضوع آسان است:

• H₂SO₃ - گوگردی؛
• H₂SO₄ - سولفوریک.

معلوم است کهدومی یک ترکیب بسیار پایدارتر و قوی تر است، با توانایی اکسیداسیون بسیار قوی در غلظت بالا.

مواد ساده

گوگرد به عنوان یک ماده ساده، بلورهای زیبای زرد رنگی است که شکلی یکنواخت، منظم و کشیده دارد. اگرچه این تنها یکی از اشکال آن است، زیرا دو تغییر اصلی آلوتروپیک این ماده وجود دارد. اولی، مونوکلینیک یا لوزی، یک جسم کریستالی زرد رنگ است که نمی تواند در آب حل شود، اما فقط در حلال های آلی حل می شود. از نظر شکنندگی و شکل زیبای ساختار که به شکل تاج ارائه شده است متفاوت است. نقطه ذوب - حدود 110⁰C.

اگر لحظه میانی را هنگام گرم کردن چنین اصلاحی از دست ندهید، می توانید حالت دیگری را در زمان تشخیص دهید - گوگرد پلاستیکی. این یک محلول چسبناک قهوه ای لاستیکی است که پس از گرم شدن بیشتر یا سرد شدن سریع، دوباره به شکل لوزی در می آید.

اگر از گوگرد خالص شیمیایی که با فیلتراسیون مکرر به دست می آید صحبت کنیم، آنگاه بلورهای کوچک زرد روشن، شکننده و کاملاً نامحلول در آب است. قابلیت اشتعال در تماس با رطوبت و اکسیژن موجود در هوا. از نظر فعالیت شیمیایی نسبتاً بالا متفاوت است.

بودن در طبیعت

در طبیعت، ذخایر طبیعی وجود دارد که از آنها ترکیبات گوگرد و خود گوگرد به عنوان یک ماده ساده استخراج می شود. علاوه بر این، اوشامل:

• در مواد معدنی، سنگ معدن و سنگ؛
• در بدن حیوانات، گیاهان و انسان ها، زیرا بخشی از بسیاری از مولکول های آلی است؛
• در گاز طبیعی، نفت و زغال سنگ؛
• در شیل نفتی و آبهای طبیعی.

برخی از غنی ترین مواد معدنی در گوگرد را می توان نام برد:

• cinnabar;
• پیریت؛
• اسفالریت؛
• آنتیمونیت;
• galena و دیگران.

بیشتر گوگرد تولید شده امروز به تولید سولفات می رسد. بخشی دیگر برای مصارف پزشکی، کشاورزی، فرآیندهای صنعتی برای تولید مواد استفاده می شود.

خواص فیزیکی

می توان آنها را با چندین نکته توصیف کرد.

1. نامحلول در آب، محلول در دی سولفید کربن یا سقز.
2. با اصطکاک طولانی مدت، بار منفی جمع می کند.
3. نقطه ذوب 110 است ⁰C.
4. نقطه جوش 190 ⁰C.
5. وقتی به 300 رسید ⁰C به مایع تبدیل می شود و به راحتی متحرک می شود.
6. ماده خالص می تواند به طور خود به خود مشتعل شود خواص قابل احتراق بسیار خوب است.
7. به خودی خود، عملاً هیچ بویی ندارد، با این حال، ترکیبات گوگرد هیدروژن بوی تند تخم مرغ فاسد منتشر می کنند. و همچنین برخی از نمایندگان دوتایی گازی.

خواص فیزیکی ماده مورد بحث از دوران باستان برای مردم شناخته شده بود. نام گوگرد به دلیل قابلیت احتراق آن است. در جنگ ها از بخارات خفه کننده و سمی استفاده می شد که در هنگام احتراق این ترکیب ایجاد می شود.سلاح در برابر دشمنان علاوه بر این، اسیدهای حاوی گوگرد نیز همیشه از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار بوده اند.

خواص شیمیایی

موضوع: "گوگرد و ترکیبات آن" در درس شیمی مدرسه نه یک درس، بلکه چندین درس می گیرد. پس از همه، تعداد زیادی از آنها وجود دارد. این به دلیل فعالیت شیمیایی این ماده است. این می تواند هم خواص اکسید کننده با عوامل احیا کننده قوی تر (فلزات، بور و سایرین) و هم خواص کاهنده با اکثر غیرفلزها از خود نشان دهد.

با این حال، با وجود چنین فعالیتی، تنها برهمکنش با فلوئور در شرایط عادی رخ می دهد. بقیه نیاز به گرمایش دارند. چندین دسته از مواد وجود دارد که گوگرد می تواند با آنها تعامل داشته باشد:

• فلزات;
• غیر فلزات;
• قلیایی؛
• اسیدهای اکسید کننده قوی - سولفوریک و نیتریک.

ترکیبات گوگردی: انواع

تنوع آنها با مقدار نابرابر حالت اکسیداسیون عنصر اصلی - گوگرد توضیح داده می شود. بنابراین، ما می توانیم چندین نوع اصلی از مواد را بر این اساس تشخیص دهیم:

• ترکیبات با حالت اکسیداسیون -2;
• +4;
• +6.

اگر کلاس ها را در نظر بگیریم، نه شاخص ظرفیت، آنگاه این عنصر مولکول هایی مانند:

را تشکیل می دهد.

• اسیدها;
• اکسیدها;
• ترکیبات سولفور هیدروژن؛
• نمک؛
• ترکیبات دوتایی با غیر فلزات (دی سولفید کربن، کلرید)؛
• مواد آلی.

حالا بیایید به موارد اصلی نگاه کنیم و مثال بزنیم.

مواد با حالت اکسیداسیون -2

ترکیبات گوگردی 2 ترکیبات آن با فلزات و همچنین با:

است

• کربن؛
• هیدروژن;
• فسفر؛
• سیلیکون;
• آرسنیک؛
• boron.

در این موارد، به عنوان یک عامل اکسید کننده عمل می کند، زیرا همه عناصر ذکر شده الکترومثبت تر هستند. بیایید به برخی از موارد مهمتر نگاهی بیندازیم.

1. دی سولفید کربن - CS₂. مایع شفاف با رایحه دلپذیر مشخصه اتر. سمی، قابل اشتعال و انفجاری است. به عنوان حلال برای اکثر انواع روغن ها، چربی ها، غیر فلزات، نیترات نقره، رزین ها و لاستیک ها استفاده می شود. همچنین بخش مهمی در تولید ابریشم مصنوعی - ویسکوز است. در صنعت، در مقادیر زیادی سنتز می شود.
2. سولفید هیدروژن یا سولفید هیدروژن - H₂S. گازی بی رنگ با طعمی شیرین. بوی تند، بسیار ناخوشایند، یادآور یک تخم مرغ فاسد است. سمی است، مرکز تنفس را تحت فشار قرار می دهد، زیرا یون های مس را متصل می کند. بنابراین در صورت مسموم شدن توسط آنها، خفگی و مرگ رخ می دهد. به طور گسترده در پزشکی، سنتز آلی، تولید اسید سولفوریک، و به عنوان یک ماده خام کارآمد انرژی استفاده می شود.
3. سولفیدهای فلزات به طور گسترده در پزشکی، در تولید سولفات، در تولید رنگ، در ساخت فسفر و جاهای دیگر استفاده می شود. فرمول کلی Me_xS_y است.

ترکیبات با حالت اکسیداسیون +4

ترکیبات گوگردی 4 -این عمدتا یک اکسید و نمک های مربوط به آن و یک اسید است. همه آنها ترکیبات نسبتاً رایجی هستند که ارزش خاصی در صنعت دارند. آنها همچنین می توانند به عنوان عوامل اکسید کننده عمل کنند، اما اغلب آنها خواص کاهشی را نشان می دهند.

فرمول ترکیبات گوگردی با حالت اکسیداسیون +4 به شرح زیر است:

• اکسید - دی اکسید گوگرد SO₂;
• اسید - H₂SO₃;
• نمک ها دارای فرمول کلی Me_x(SO₃)_y.

یکی از رایج ترین آنها دی اکسید گوگرد یا انیدرید است. ماده ای بی رنگ با بوی کبریت سوخته است. در طول فوران‌های آتشفشانی در خوشه‌های بزرگ تشکیل شده است و در این لحظه به راحتی می‌توان آن را از طریق بو تشخیص داد.

با تشکیل اسید گوگردی که به راحتی تجزیه می شود در آب حل می شود. مانند یک اکسید اسید معمولی رفتار می کند، نمک هایی را تشکیل می دهد که شامل SO₃^2- به عنوان یون سولفیت است. این انیدرید گاز اصلی است که بر آلودگی جو اطراف اثر می گذارد. این همان چیزی است که باعث باران اسیدی می شود. در صنعت از آن در تولید سولفات استفاده می شود.

ترکیباتی که گوگرد در آنها حالت اکسیداسیون +6

دارد

اینها، اول از همه، انیدرید سولفوریک و اسید سولفوریک با نمک هایشان را شامل می شود:

• سولفاتها;
• هیدرسولفاتها.

از آنجایی که اتم گوگرد در آنها در بالاترین درجه اکسیداسیون قرار دارد، خواص این ترکیبات کاملاً قابل درک است. آنها اکسید کننده قوی هستند.

اکسید گوگرد (VI) - انیدرید سولفوریک - یکمایع بی رنگ فرار یک ویژگی بارز ظرفیت جذب رطوبت قوی است. در فضای باز سیگار می کشد. هنگامی که در آب حل می شود، یکی از قوی ترین اسیدهای معدنی - سولفوریک را می دهد. محلول غلیظ آن یک مایع سنگین روغنی و کمی مایل به زرد است. اگر انیدرید در اسید سولفوریک حل شود، ترکیب خاصی به نام اولئوم به دست می آید. به صورت صنعتی در تولید اسید استفاده می شود.

در میان نمک ها - سولفات ها - ترکیباتی مانند:

• گچ CaSO₄ 2H₂O;
• باریت BaSO₄;
• mirabilite;
• سولفات سرب و دیگران.

آنها در ساخت و ساز، سنتز شیمیایی، پزشکی، ساخت ابزارهای نوری و عینک ها و حتی صنایع غذایی استفاده می شوند.

هیدروسولفات ها به طور گسترده در متالورژی استفاده می شوند، جایی که آنها به عنوان شار مورد استفاده قرار می گیرند. و همچنین به تبدیل بسیاری از اکسیدهای پیچیده به اشکال سولفات محلول کمک می کنند که در صنایع مربوطه استفاده می شود.

بررسی گوگرد در درس شیمی مدرسه

بهترین زمان برای دانش آموزان برای یادگیری در مورد چیستی گوگرد، چه خواصی، یک ترکیب گوگرد چیست؟ کلاس نهم بهترین دوره است. این همان آغاز نیست، زمانی که همه چیز برای کودکان جدید و غیرقابل درک است. این حد وسط در مطالعه علوم شیمی است، زمانی که پایه های اولیه گذاشته شده به درک کامل موضوع کمک می کند. بنابراین، نیمه دوم سال فارغ التحصیلی است که برای رسیدگی به این موارد اختصاص داده شده است.کلاس در همان زمان، کل مبحث به چندین بلوک تقسیم می شود که در آن یک درس جداگانه "ترکیبات گوگرد. درجه 9" وجود دارد.

این به دلیل فراوانی آنهاست. موضوع تولید صنعتی اسید سولفوریک نیز به صورت جداگانه مورد توجه قرار می گیرد. به طور کلی، به طور متوسط 3 ساعت برای این موضوع اختصاص داده شده است.

اما ترکیبات سولفور آلی فقط در کلاس دهم، زمانی که مسائل آلی در نظر گرفته می شود، برای مطالعه خارج می شوند. آنها همچنین در زیست شناسی در دبیرستان تحت تأثیر قرار می گیرند. از این گذشته، گوگرد بخشی از مولکول های آلی است مانند:

• تیو الکل ها (تیول ها)؛
• پروتئین ها (ساختار سوم که روی آن پل های دی سولفیدی تشکیل می شود)؛
• thioaldehydes;
• تیوفنول؛
• thioethers;
• سولفونیک اسید؛
• سولفوکسیدها و دیگران.

آنها به عنوان گروه خاصی از ترکیبات آلی گوگرد طبقه بندی می شوند. آنها نه تنها در فرآیندهای بیولوژیکی موجودات زنده، بلکه در صنعت نیز مهم هستند. به عنوان مثال، اسیدهای سولفونیک اساس بسیاری از داروها (آسپرین، سولفانیل آمید یا استرپتوسید) هستند.

علاوه بر این، گوگرد جزء ثابت ترکیباتی است مانند:

• اسیدهای آمینه؛
• آنزیم;
• ویتامین;
• هورمون.