Rumah / Ovulasi/ Dalam keadaan pengoksidaan pertengahan, sulfur berada dalam. Bagaimana untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom unsur kimia

Dalam keadaan pengoksidaan pertengahan, sulfur berada dalam. Bagaimana untuk menentukan keadaan pengoksidaan atom unsur kimia

Valence adalah konsep yang kompleks. Istilah ini telah mengalami transformasi yang ketara serentak dengan perkembangan teori ikatan kimia. Pada mulanya, valensi ialah keupayaan atom untuk melekatkan atau menggantikan sejumlah atom atau kumpulan atom lain untuk membentuk ikatan kimia.

Ukuran kuantitatif bagi valensi atom unsur ialah bilangan atom hidrogen atau oksigen (unsur-unsur ini dianggap mono- dan divalen, masing-masing) yang unsur itu melekat untuk membentuk hidrida formula EH x atau oksida formula E n O m.

Oleh itu, valensi atom nitrogen dalam molekul ammonia NH 3 adalah sama dengan tiga, dan atom sulfur dalam molekul H 2 S adalah sama dengan dua, kerana valens atom hidrogen adalah sama dengan satu.

Dalam sebatian Na 2 O, BaO, Al 2 O 3, SiO 2, valens natrium, barium dan silikon masing-masing ialah 1, 2, 3 dan 4.

Konsep valensi diperkenalkan ke dalam kimia sebelum struktur atom diketahui, iaitu pada tahun 1853 oleh ahli kimia Inggeris Frankland. Kini telah ditetapkan bahawa valensi unsur berkait rapat dengan bilangan elektron luar atom, kerana elektron kulit dalam atom tidak mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia.

Dalam teori elektronik ikatan kovalen dipercayai bahawa valens bagi atom ditentukan oleh bilangan elektronnya yang tidak berpasangan dalam tanah atau keadaan teruja, mengambil bahagian dalam pembentukan pasangan elektron biasa dengan elektron atom lain.

Bagi sesetengah unsur, valens ialah nilai tetap. Oleh itu, natrium atau kalium dalam semua sebatian adalah monovalen, kalsium, magnesium dan zink adalah divalen, aluminium adalah trivalen, dan lain-lain. Tetapi kebanyakan unsur kimia mempamerkan valensi berubah-ubah, yang bergantung pada sifat unsur pasangan dan keadaan proses. Oleh itu, besi boleh membentuk dua sebatian dengan klorin - FeCl 2 dan FeCl 3, di mana valens besi adalah 2 dan 3, masing-masing.

Keadaan pengoksidaan- konsep yang mencirikan keadaan unsur dalam sebatian kimia dan kelakuannya dalam tindak balas redoks; secara berangka, keadaan pengoksidaan adalah sama dengan cas formal yang boleh diberikan kepada unsur, berdasarkan andaian bahawa semua elektron dalam setiap ikatannya telah dipindahkan ke atom yang lebih elektronegatif.

Keelektronegatifan- ukuran keupayaan atom memperoleh cas negatif apabila membentuk ikatan kimia atau keupayaan atom dalam molekul untuk menarik elektron valens yang terlibat dalam pembentukan ikatan kimia. Keelektronegatifan tidak nilai mutlak dan dikira menggunakan pelbagai kaedah. Oleh itu, nilai elektronegativiti yang diberikan dalam buku teks dan buku rujukan yang berbeza mungkin berbeza.

Jadual 2 menunjukkan keelektronegatifan beberapa unsur kimia pada skala Sanderson, dan Jadual 3 menunjukkan keelektronegatifan unsur pada skala Pauling.

Nilai keelektronegatifan diberikan di bawah simbol unsur yang sepadan. Semakin tinggi nilai berangka keelektronegatifan atom, semakin elektronegatif unsur tersebut. Yang paling elektronegatif ialah atom fluorin, yang paling elektronegatif ialah atom rubidium. Dalam molekul yang dibentuk oleh atom dua unsur kimia yang berbeza, cas negatif formal akan berada pada atom yang nilai keelektronegatifan berangkanya lebih tinggi. Oleh itu, dalam molekul sulfur dioksida SO2, elektronegativiti atom sulfur ialah 2.5, dan elektronegativiti atom oksigen lebih besar - 3.5. Oleh itu, cas negatif akan berada pada atom oksigen, dan cas positif akan berada pada atom sulfur.

Dalam molekul ammonia NH 3, nilai elektronegativiti atom nitrogen ialah 3.0, dan nilai atom hidrogen ialah 2.1. Oleh itu, atom nitrogen akan mempunyai cas negatif, dan atom hidrogen akan mempunyai cas positif.

Anda harus mengetahui dengan jelas arah aliran umum dalam perubahan elektronegativiti. Oleh kerana atom bagi mana-mana unsur kimia cenderung untuk memperoleh konfigurasi yang stabil bagi lapisan elektronik luar - cangkang oktet bagi gas lengai, keelektronegatifan unsur dalam suatu tempoh meningkat, dan dalam satu kumpulan keelektronegatifan umumnya berkurangan dengan peningkatan nombor atom bagi unsur. Oleh itu, sebagai contoh, sulfur adalah lebih elektronegatif berbanding dengan fosforus dan silikon, dan karbon lebih elektronegatif berbanding silikon.

Apabila membuat formula untuk sebatian yang terdiri daripada dua bukan logam, lebih elektronegatif daripadanya sentiasa diletakkan di sebelah kanan: PCl 3, NO 2. Terdapat beberapa pengecualian sejarah untuk peraturan ini, contohnya NH 3, PH 3, dsb.

Keadaan pengoksidaan biasanya dilambangkan Angka Arab(dengan tanda sebelum nombor) terletak di atas simbol elemen, contohnya:

Untuk menentukan tahap pengoksidaan atom dalam sebatian kimia, peraturan berikut diikuti:

Keadaan pengoksidaan unsur dalam bahan ringkas ialah sifar.
Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam molekul ialah sifar.
Oksigen dalam sebatian mempamerkan terutamanya keadaan pengoksidaan –2 (dalam oksigen fluorida OF 2 + 2, dalam peroksida logam seperti M 2 O 2 –1).
Hidrogen dalam sebatian menunjukkan keadaan pengoksidaan + 1, dengan pengecualian hidrida logam aktif, contohnya, alkali atau alkali tanah, di mana keadaan pengoksidaan hidrogen ialah – 1.
Untuk ion monoatomik, keadaan pengoksidaan adalah sama dengan cas ion, contohnya: K + - +1, Ba 2+ - +2, Br – - –1, S 2– - –2, dsb.
Dalam sebatian dengan ikatan polar kovalen, keadaan pengoksidaan atom yang lebih elektronegatif mempunyai tanda tolak, dan atom kurang elektronegatif mempunyai tanda tambah.
DALAM sebatian organik Keadaan pengoksidaan hidrogen ialah +1.

Mari kita jelaskan peraturan di atas dengan beberapa contoh.

Contoh 1. Tentukan tahap pengoksidaan unsur dalam oksida kalium K 2 O, selenium SeO 3 dan besi Fe 3 O 4.

Kalium oksida K 2 O. Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam molekul ialah sifar. Keadaan pengoksidaan oksigen dalam oksida ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan kalium dalam oksidanya sebagai n, kemudian 2n + (–2) = 0 atau 2n = 2, maka n = +1, iaitu, keadaan pengoksidaan kalium ialah +1.

Selenium oksida SeO 3. Molekul SeO 3 adalah neutral secara elektrik. Jumlah cas negatif bagi tiga atom oksigen ialah –2 × 3 = –6. Oleh itu, untuk mengurangkan cas negatif ini kepada sifar, keadaan pengoksidaan selenium mestilah +6.

Molekul Fe3O4 neutral secara elektrik. Jumlah cas negatif bagi empat atom oksigen ialah –2 × 4 = –8. Untuk menyamakan cas negatif ini, jumlah cas positif pada tiga atom besi mestilah +8. Oleh itu, satu atom besi mesti mempunyai cas 8/3 = +8/3.

Perlu ditekankan bahawa keadaan pengoksidaan unsur dalam sebatian boleh menjadi nombor pecahan. Keadaan pengoksidaan pecahan sedemikian tidak bermakna apabila menerangkan ikatan dalam sebatian kimia, tetapi boleh digunakan untuk membina persamaan untuk tindak balas redoks.

Contoh 2. Tentukan tahap pengoksidaan unsur dalam sebatian NaClO 3, K 2 Cr 2 O 7.

Molekul NaClO 3 adalah neutral secara elektrik. Keadaan pengoksidaan natrium ialah +1, keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan klorin sebagai n, kemudian +1 + n + 3 × (–2) = 0, atau +1 + n – 6 = 0, atau n – 5 = 0, maka n = +5. Oleh itu, keadaan pengoksidaan klorin ialah +5.

Molekul K 2 Cr 2 O 7 adalah neutral secara elektrik. Keadaan pengoksidaan kalium ialah +1, keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan kromium sebagai n, kemudian 2 × 1 + 2n + 7 × (–2) = 0, atau +2 + 2n – 14 = 0, atau 2n – 12 = 0, 2n = 12, maka n = +6. Oleh itu, keadaan pengoksidaan kromium ialah +6.

Contoh 3. Mari kita tentukan tahap pengoksidaan sulfur dalam ion sulfat SO 4 2–. Ion SO 4 2– mempunyai cas –2. Keadaan pengoksidaan oksigen ialah –2. Mari kita nyatakan keadaan pengoksidaan sulfur sebagai n, kemudian n + 4 × (–2) = –2, atau n – 8 = –2, atau n = –2 – (–8), maka n = +6. Oleh itu, keadaan pengoksidaan sulfur ialah +6.

Perlu diingat bahawa keadaan pengoksidaan kadangkala tidak sama dengan valensi unsur tertentu.

Sebagai contoh, keadaan pengoksidaan atom nitrogen dalam molekul ammonia NH 3 atau dalam molekul hidrazin N 2 H 4 ialah –3 dan –2, masing-masing, manakala valensi nitrogen dalam sebatian ini ialah tiga.

Keadaan pengoksidaan positif maksimum untuk unsur-unsur subkumpulan utama, sebagai peraturan, adalah sama dengan nombor kumpulan (pengecualian: oksigen, fluorin dan beberapa unsur lain).

Keadaan pengoksidaan negatif maksimum ialah 8 - nombor kumpulan.

Tugas latihan

1. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan fosforus ialah +5?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 P
4) AlP

2. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan fosforus sama dengan –3?

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Li 3 PO 4
4) AlP

3. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan nitrogen sama dengan +4?

1) HNO2
2) N 2 O 4
3) N 2 O
4) HNO3

4. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan nitrogen sama dengan –2?

1) NH 3
2) N 2 H 4
3) N 2 O 5
4) HNO2

5. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan sulfur ialah +2?

1) Na 2 SO 3
2)SO2
3) SCl 2
4) H2SO4

6. Dalam sebatian yang manakah keadaan pengoksidaan sulfur ialah +6?

1) Na 2 SO 3
2) JADI 3
3) SCl 2
4) H 2 SO 3

7. Dalam bahan yang formulanya CrBr 2, K 2 Cr 2 O 7, Na 2 CrO 4, keadaan pengoksidaan kromium masing-masing sama dengan

1) +2, +3, +6
2) +3, +6, +6
3) +2, +6, +5
4) +2, +6, +6

8. Keadaan pengoksidaan negatif minimum unsur kimia biasanya sama dengan

1) nombor tempoh
3) bilangan elektron yang hilang untuk melengkapkan lapisan elektron luar

9. Keadaan pengoksidaan positif maksimum unsur kimia yang terletak dalam subkumpulan utama, sebagai peraturan, adalah sama dengan

1) nombor tempoh
2) nombor siri unsur kimia
3) nombor kumpulan
4) jumlah bilangan elektron dalam unsur

10. Fosforus mempamerkan keadaan pengoksidaan positif maksimum dalam sebatian

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na3P
4) Ca 3 P 2

11. Fosforus mempamerkan keadaan pengoksidaan yang minimum dalam sebatian

1) HPO 3
2) H3PO3
3) Na 3 PO 4
4) Ca 3 P 2

12. Atom nitrogen dalam ammonium nitrit, terletak dalam kation dan anion, masing-masing menunjukkan keadaan pengoksidaan.

1) –3, +3
2) –3, +5
3) +3, –3
4) +3, +5

13. Keadaan valens dan pengoksidaan oksigen dalam hidrogen peroksida adalah sama

1) II, –2
2) II, -1
3) Saya, +4
4) III, –2

14. Valensi dan darjah pengoksidaan sulfur dalam pirit FeS2 masing-masing adalah sama

1) IV, +5
2) II, -1
3) II, +6
4) III, +4

15. Keadaan valensi dan pengoksidaan atom nitrogen dalam ammonium bromida masing-masing sama dengan

1) IV, –3
2) III, +3
3) IV, –2
4) III, +4

16. Atom karbon mempamerkan darjah negatif pengoksidaan dalam kombinasi dengan

1) oksigen
2) natrium
3) fluorin
4) klorin

17. mempamerkan keadaan pengoksidaan yang berterusan dalam sebatiannya

1) strontium
2) besi
3) sulfur
4) klorin

18. Keadaan pengoksidaan +3 dalam sebatian mereka boleh mempamerkan

1) klorin dan fluorin
2) fosforus dan klorin
3) karbon dan sulfur
4) oksigen dan hidrogen

19. Keadaan pengoksidaan +4 dalam sebatian mereka boleh mempamerkan

1) karbon dan hidrogen
2) karbon dan fosforus
3) karbon dan kalsium
4) nitrogen dan sulfur

20. Keadaan pengoksidaan yang sama dengan nombor kumpulan dalam sebatiannya ditunjukkan

1) klorin
2) besi
3) oksigen
4) fluorin

Subkumpulan chalcogens termasuk sulfur - ini adalah unsur kedua yang boleh terbentuk bilangan yang besar deposit bijih. Sulfat, sulfida, oksida dan sebatian sulfur lain sangat meluas dan penting dalam industri dan alam semula jadi. Oleh itu, dalam artikel ini kita akan melihat apa itu, apa itu sulfur itu sendiri, bahan mudahnya.

Sulfur dan ciri-cirinya

Unsur ini mempunyai kedudukan berikut dalam jadual berkala.

Kumpulan keenam, subkumpulan utama.
Tempoh kecil ketiga.
Jisim atom - 32.064.
Nombor siri ialah 16, terdapat bilangan proton dan elektron yang sama, dan terdapat juga 16 neutron.
Merujuk kepada unsur bukan logam.
Dalam formula ia dibaca sebagai "es", nama unsur sulfur, sulfur Latin.

Terdapat empat isotop stabil yang terdapat di alam semula jadi dengan nombor jisim 32,33,34 dan 36. Unsur ini adalah yang keenam paling banyak dalam alam semula jadi. Ia tergolong dalam unsur biogenik, kerana ia adalah sebahagian daripada molekul organik yang penting.

Struktur elektronik atom

Sebatian sulfur berhutang kepelbagaian mereka kepada keanehan struktur elektronik atom. Ia dinyatakan oleh formula konfigurasi berikut: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4.

Perintah yang diberikan hanya mencerminkan keadaan pegun unsur. Walau bagaimanapun, diketahui bahawa jika tenaga tambahan diberikan kepada atom, maka pasangan elektron pada subperingkat 3p dan 3s adalah mungkin, diikuti dengan peralihan seterusnya kepada 3d, yang kekal bebas. Akibatnya, bukan sahaja valensi atom berubah, tetapi juga semua keadaan pengoksidaan yang mungkin. Bilangan mereka meningkat dengan ketara, begitu juga bilangannya pelbagai bahan dengan penyertaan sulfur.

Keadaan pengoksidaan sulfur dalam sebatian

Terdapat beberapa pilihan utama untuk penunjuk ini. Untuk sulfur ialah:

Daripada jumlah ini, S +2 adalah yang paling jarang berlaku, selebihnya bertaburan di mana-mana. Aktiviti kimia dan keupayaan pengoksidaan keseluruhan bahan bergantung pada tahap pengoksidaan sulfur dalam sebatian. Sebagai contoh, sebatian dengan -2 ialah sulfida. Di dalamnya, unsur yang kita pertimbangkan adalah agen pengoksidaan biasa.

Semakin tinggi keadaan pengoksidaan dalam sebatian, semakin ketara kebolehan pengoksidaan bahan itu. Ini mudah dilihat jika anda mengingati dua asid utama yang membentuk sulfur:

H 2 SO 3 - sulfur;
H 2 SO 4 - sulfur.

Adalah diketahui bahawa yang terakhir adalah sebatian yang lebih stabil, kuat, yang dalam kepekatan tinggi mempunyai keupayaan yang sangat serius untuk mengoksida.

Bahan mudah

Sebagai bahan ringkas, sulfur kelihatan sebagai kristal kuning yang cantik dengan bentuk licin, teratur dan memanjang. Walaupun ini hanya salah satu bentuknya, kerana terdapat dua jenis utama bahan ini. Yang pertama, monoklinik atau rombik, berwarna kuning dan tidak boleh larut dalam air, tetapi hanya dalam pelarut organik. Ia rapuh dan bentuk yang cantik struktur yang dipersembahkan dalam bentuk mahkota. Takat lebur adalah kira-kira 110 0 C.

Jika anda tidak terlepas momen perantaraan apabila memanaskan pengubahsuaian sedemikian, maka anda boleh mengesan keadaan lain dalam masa - sulfur plastik. Ia adalah larutan likat seperti getah coklat, yang apabila dipanaskan lagi atau disejukkan secara tiba-tiba sekali lagi berubah menjadi bentuk rombik.

Jika kita bercakap tentang sulfur tulen secara kimia yang diperoleh melalui penapisan berulang, maka ia adalah kristal kecil kuning terang, rapuh dan tidak larut sepenuhnya dalam air. Boleh menyala apabila terkena lembapan dan oksigen di udara. Mereka dibezakan oleh aktiviti kimia yang agak tinggi.

Berada di alam semula jadi

Secara semula jadi terdapat endapan semula jadi dari mana sebatian sulfur dan sulfur itu sendiri diekstrak sebagai bahan mudah. Di samping itu, ia mengandungi:

dalam mineral, bijih dan batu;
dalam badan haiwan, tumbuhan dan manusia, kerana ia adalah sebahagian daripada banyak molekul organik;
V gas asli, minyak dan arang batu;
dalam syal minyak dan perairan semula jadi.

Berikut adalah beberapa mineral yang paling kaya dengan sulfur:

kayu manis;
pirit;
sphalerit;
stibnit;
galena dan lain-lain.

Kebanyakan sulfur yang dihasilkan hari ini pergi ke pengeluaran asid sulfurik. Bahagian lain digunakan untuk tujuan perubatan, pertanian, proses perindustrian untuk penghasilan bahan.

Sifat fizikal

Mereka boleh diterangkan dalam beberapa perkara.

Ia tidak larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida atau turpentin.
Dengan geseran yang berpanjangan, ia mengumpul cas negatif.
Takat lebur ialah 110 0 C.
Takat didih 190 0 C.
Apabila ia mencapai 300 0 C ia bertukar menjadi cecair, mudah bergerak.
Bahan tulen mampu melakukan pembakaran spontan dan mempunyai sifat mudah terbakar yang sangat baik.
Bau itu sendiri hampir tidak berbau, tetapi sebatian hidrogen sulfur mengeluarkan bau pedas telur busuk. Sama seperti beberapa wakil binari gas.

Sifat fizikal bahan yang dimaksudkan telah diketahui orang sejak zaman dahulu. Ia adalah untuk kemudahbakaran bahawa sulfur menerima namanya. Dalam peperangan, asap yang menyesakkan dan beracun yang terbentuk semasa pembakaran sebatian ini digunakan sebagai senjata menentang musuh. Selain itu, asid yang mengandungi sulfur juga sentiasa mempunyai kepentingan industri yang penting.

Sifat kimia

Topik: "Sulfur dan sebatiannya" dalam kursus kimia sekolah tidak mengambil satu pelajaran, tetapi beberapa. Lagipun, terdapat banyak daripada mereka. Ini disebabkan oleh aktiviti kimia bahan ini. Ia boleh mempamerkan kedua-dua sifat pengoksidaan dengan agen penurun yang lebih kuat (logam, boron dan lain-lain), dan sifat mengurangkan dengan kebanyakan bukan logam.

Walau bagaimanapun, walaupun aktiviti ini, interaksi berlaku hanya dengan fluorin pada keadaan biasa. Semua yang lain memerlukan pemanasan. Terdapat beberapa kategori bahan yang boleh berinteraksi dengan sulfur:

logam;
bukan logam;
alkali;
asid pengoksidaan kuat - sulfurik dan nitrik.

Sebatian sulfur: jenis

Kepelbagaian mereka akan dijelaskan oleh nilai yang tidak sama bagi keadaan pengoksidaan unsur utama - sulfur. Jadi, kita boleh membezakan beberapa jenis bahan utama berdasarkan ini:

sebatian dengan keadaan pengoksidaan -2;

Jika kita menganggap kelas, dan bukan penunjuk valensi, maka unsur ini membentuk molekul seperti:

asid;
oksida;
garam;
sebatian binari dengan bukan logam (karbon disulfida, klorida);
bahan organik.

Sekarang mari kita lihat yang utama dan berikan contoh.

Bahan dengan keadaan pengoksidaan -2

Sebatian sulfur 2 ialah konformasinya dengan logam, serta dengan:

karbon;
hidrogen;
fosforus;
silikon;
arsenik;
boron

Dalam kes ini, ia bertindak sebagai agen pengoksidaan, kerana semua unsur yang disenaraikan adalah lebih elektropositif. Mari lihat beberapa yang paling penting.

Karbon disulfida - CS 2. Cecair telus dengan ciri aroma eter yang menyenangkan. Beracun, mudah terbakar dan mudah meletup. Ia digunakan sebagai pelarut untuk kebanyakan jenis minyak, lemak, bukan logam, perak nitrat, resin dan getah. Juga adalah bahagian penting dalam pengeluaran sutera buatan - viscose. Ia disintesis dalam kuantiti yang banyak dalam industri.
Hidrogen sulfida atau hidrogen sulfida - H 2 S. Gas yang tidak berwarna dan manis rasanya. Baunya tajam, sangat tidak menyenangkan, mengingatkan telur busuk. Beracun, menekan pusat pernafasan kerana ia mengikat ion kuprum. Oleh itu, apabila diracun, sesak nafas dan kematian berlaku. Digunakan secara meluas dalam perubatan, sintesis organik, pengeluaran asid sulfurik, dan juga sebagai bahan mentah yang bermanfaat secara bertenaga.
Sulfida logam digunakan secara meluas dalam perubatan, dalam pengeluaran asid sulfurik, dalam pengeluaran cat, dalam pengeluaran fosfor dan tempat-tempat lain. Formula am ialah Me x S y.

Sebatian dengan keadaan pengoksidaan +4

Sebatian sulfur 4 kebanyakannya adalah oksida dan garam dan asid yang sepadan dengannya. Kesemuanya adalah sebatian yang agak biasa yang mempunyai beberapa kepentingan dalam industri. Mereka juga boleh bertindak sebagai agen pengoksidaan, tetapi lebih kerap ia mempamerkan sifat pengurangan.

Formula untuk sebatian sulfur dengan keadaan pengoksidaan +4 adalah seperti berikut:

oksida - sulfur dioksida SO 2;
asid - sulfur H 2 SO 3;
garam mempunyai formula am Saya x (SO 3) y.

Salah satu yang paling biasa ialah atau anhidrida. Ia adalah bahan tidak berwarna dengan bau mancis hangus. Dalam pengumpulan besar ia terbentuk semasa letusan gunung berapi pada masa ini ia mudah dikenal pasti oleh baunya.

Ia larut dalam air untuk membentuk asid mudah reput - sulfur. Ia berkelakuan sebagai bentuk garam biasa, yang ia masuk dalam bentuk ion SO 3 2- sulfit. Anhidrida ini merupakan gas utama yang menjejaskan pencemaran atmosfera sekeliling. Bahan inilah yang mempengaruhi pembentukan Dalam industri, ia digunakan dalam pengeluaran asid sulfurik.

Sebatian di mana sulfur mempunyai keadaan pengoksidaan +6

Ini termasuk, pertama sekali, anhidrida sulfurik dan asid sulfurik dengan garam anda:

sulfat;
hidrosulfat.

Oleh kerana atom sulfur di dalamnya berada dalam tahap pengoksidaan tertinggi, sifat-sifat sebatian ini agak boleh dijelaskan. Mereka adalah agen pengoksidaan yang kuat.

Sulfur oksida (VI) - anhidrida sulfurik - ialah cecair yang tidak menentu dan tidak berwarna. Ciri ciri- keupayaan penyerapan lembapan yang kuat. Ia merokok di udara terbuka. Apabila dilarutkan dalam air ia memberikan salah satu asid mineral terkuat - asid sulfurik. Larutan pekatnya ialah cecair berat, berminyak, sedikit kekuningan. Jika anhidrida dibubarkan dalam asid sulfurik, sebatian khas yang dipanggil oleum diperolehi. Ia digunakan secara industri dalam pengeluaran asid.

Antara garam - sulfat - nilai hebat mempunyai hubungan seperti:

gipsum CaSO 4 ·2H 2 O;
barit BaSO 4 ;
mirabilite;
plumbum sulfat dan lain-lain.

Mereka menemui aplikasi dalam pembinaan, sintesis kimia, perubatan, pembuatan alat optik dan kaca, dan juga industri makanan.

Hidrogen sulfat digunakan secara meluas dalam metalurgi, di mana ia digunakan sebagai fluks. Dan ia juga membantu menukarkan banyak oksida kompleks kepada bentuk sulfat larut, yang digunakan dalam industri yang berkaitan.

Mempelajari sulfur dalam kursus kimia sekolah

Bilakah masa terbaik untuk pelajar belajar tentang apa itu sulfur, apakah sifatnya, apakah itu sebatian sulfur? Darjah 9 adalah tempoh terbaik. Ini bukan permulaan, apabila semuanya baru dan tidak dapat difahami oleh kanak-kanak. Ini adalah titik tengah dalam kajian sains kimia, apabila asas yang diletakkan lebih awal akan membantu anda memahami sepenuhnya topik tersebut. Oleh itu, separuh kedua kelas tamat pengajian diperuntukkan untuk mempertimbangkan isu-isu ini. Dalam kes ini, keseluruhan topik dibahagikan kepada beberapa blok, di mana terdapat pelajaran berasingan "Sebatian sulfur Gred 9".

Ini dijelaskan oleh bilangan mereka yang besar. Isu pengeluaran asid sulfurik dalam industri juga dipertimbangkan secara berasingan. Secara keseluruhan pada topik ini Purata 3 jam diperuntukkan.

Tetapi sulfur dibesarkan untuk belajar hanya dalam gred 10, apabila isu organik dibincangkan. Mereka juga disentuh dalam biologi di sekolah menengah. Lagipun, sulfur adalah sebahagian daripada molekul organik seperti:

tioalkohol (tiol);
protein (struktur tertier di mana pembentukan jambatan disulfida berlaku);
tioaldehid;
tiofenol;
thioester;
asid sulfonik;
sulfoksida dan lain-lain.

Mereka dikelaskan ke dalam kumpulan khas sebatian organosulfur. Mereka ada penting bukan sahaja dalam proses biologi makhluk hidup, tetapi juga dalam industri. Sebagai contoh, asid sulfonik adalah asas kepada banyak ubat (aspirin, sulfonamide atau streptocide).

Di samping itu, sulfur adalah komponen tetap bagi sebatian seperti beberapa:

asid amino;
enzim;
vitamin;
hormon.

Caj formal atom dalam sebatian adalah kuantiti tambahan ia biasanya digunakan dalam perihalan sifat unsur dalam kimia. Caj elektrik konvensional ini ialah keadaan pengoksidaan. Nilainya berubah akibat daripada banyak proses kimia. Walaupun cas adalah formal, ia jelas mencirikan sifat dan tingkah laku atom dalam tindak balas redoks (ORR).

Pengoksidaan dan pengurangan

Pada masa lalu, ahli kimia menggunakan istilah "pengoksidaan" untuk menggambarkan interaksi oksigen dengan unsur lain. Nama tindak balas berasal dari nama Latin untuk oksigen - Oxygenium. Kemudian ternyata unsur-unsur lain juga teroksida. Dalam kes ini, mereka dikurangkan - mereka mendapat elektron. Setiap atom, apabila membentuk molekul, mengubah struktur kulit elektron valensnya. Dalam kes ini, caj formal muncul, magnitudnya bergantung pada bilangan elektron yang diberikan atau diterima secara konvensional. Untuk mencirikan nilai ini, istilah kimia Inggeris "nombor pengoksidaan" telah digunakan sebelum ini, yang diterjemahkan bermaksud "nombor pengoksidaan". Apabila menggunakannya, ia adalah berdasarkan andaian bahawa elektron ikatan dalam molekul atau ion tergolong dalam atom dengan nilai elektronegativiti (EO) yang lebih tinggi. Keupayaan untuk mengekalkan elektronnya dan menariknya daripada atom lain dinyatakan dengan baik dalam bukan logam yang kuat (halogen, oksigen). Logam kuat (natrium, kalium, litium, kalsium, unsur alkali dan alkali tanah yang lain) mempunyai sifat yang bertentangan.

Penentuan keadaan pengoksidaan

Keadaan pengoksidaan ialah caj yang akan diperolehi oleh atom jika elektron yang mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan dipindahkan sepenuhnya kepada unsur yang lebih elektronegatif. Terdapat bahan yang tidak mempunyai struktur molekul (halida logam alkali dan sebatian lain). Dalam kes ini, keadaan pengoksidaan bertepatan dengan cas ion. Caj konvensional atau nyata menunjukkan proses yang berlaku sebelum atom memperoleh keadaan semasanya. Keadaan pengoksidaan positif ialah jumlah kuantiti elektron yang telah dikeluarkan daripada atom. Nilai negatif keadaan pengoksidaan adalah sama dengan bilangan elektron yang diperoleh. Dengan menukar keadaan pengoksidaan unsur kimia, seseorang menilai apa yang berlaku kepada atomnya semasa tindak balas (dan sebaliknya). Warna sesuatu bahan menentukan perubahan yang telah berlaku dalam keadaan pengoksidaan. Sebatian kromium, besi dan beberapa unsur lain, di mana ia mempamerkan valensi yang berbeza, diwarnakan secara berbeza.

Nilai keadaan pengoksidaan negatif, sifar dan positif

Bahan mudah dibentuk oleh unsur kimia dengan nilai EO yang sama. Dalam kes ini, elektron ikatan tergolong dalam semua zarah struktur sama-sama. Akibatnya, dalam bahan ringkas unsur-unsur tidak dicirikan oleh keadaan pengoksidaan (H 0 2, O 0 2, C 0). Apabila atom menerima elektron atau awan kongsi beralih ke arahnya, caj biasanya ditulis dengan tanda tolak. Contohnya, F -1, O -2, C -4. Dengan menderma elektron, atom memperoleh cas positif sebenar atau formal. Dalam oksida OF2, atom oksigen memberikan satu elektron setiap satu kepada dua atom fluorin dan berada dalam keadaan pengoksidaan O +2. Dalam molekul atau ion poliatomik, lebih banyak atom elektronegatif dikatakan menerima semua elektron ikatan.

Sulfur ialah unsur yang mempamerkan keadaan valens dan pengoksidaan yang berbeza

Unsur kimia subkumpulan utama selalunya menunjukkan valensi yang lebih rendah sama dengan VIII. Sebagai contoh, valens sulfur dalam hidrogen sulfida dan logam sulfida ialah II. Unsur dicirikan oleh valensi pertengahan dan tertinggi dalam keadaan teruja, apabila atom melepaskan satu, dua, empat atau kesemua enam elektron dan masing-masing mempamerkan valens I, II, IV, VI. Nilai yang sama, hanya dengan tanda tolak atau tambah, mempunyai keadaan pengoksidaan sulfur:

dalam fluorin sulfida menderma satu elektron: -1;
dalam hidrogen sulfida nilai terendah: -2;
dalam keadaan perantaraan dioksida: +4;
dalam trioksida, asid sulfurik dan sulfat: +6.

Dalam keadaan pengoksidaan tertinggi, sulfur hanya menerima elektron dalam keadaan lebih rendah, ia mempamerkan sifat pengurangan yang kuat. Atom S+4 boleh bertindak sebagai agen penurunan atau agen pengoksidaan dalam sebatian, bergantung kepada keadaan.

Pemindahan elektron dalam tindak balas kimia

Apabila kristal terbentuk garam meja natrium menderma elektron kepada klorin yang lebih elektronegatif. Keadaan pengoksidaan unsur bertepatan dengan caj ion: Na +1 Cl -1. Untuk molekul yang dicipta dengan berkongsi dan mengalihkan pasangan elektron kepada atom yang lebih elektronegatif, hanya konsep cas formal yang boleh digunakan. Tetapi kita boleh mengandaikan bahawa semua sebatian terdiri daripada ion. Kemudian atom, dengan menarik elektron, memperoleh cas negatif bersyarat, dan dengan memberikannya, yang positif. Dalam tindak balas mereka menunjukkan berapa banyak elektron yang disesarkan. Sebagai contoh, dalam molekul karbon dioksida C +4 O - 2 2, indeks yang ditunjukkan di sudut kanan atas simbol kimia untuk karbon mencerminkan bilangan elektron yang dikeluarkan daripada atom. Oksigen dalam bahan ini dicirikan oleh keadaan pengoksidaan -2. Indeks yang sepadan untuk tanda kimia O ialah bilangan elektron tambahan dalam atom.

Bagaimana untuk mengira keadaan pengoksidaan

Mengira bilangan elektron yang didermakan dan diperolehi oleh atom boleh memakan masa. Peraturan berikut memudahkan tugas ini:

Dalam bahan mudah, keadaan pengoksidaan adalah sifar.
Jumlah pengoksidaan semua atom atau ion dalam bahan neutral ialah sifar.
Dalam ion kompleks, jumlah keadaan pengoksidaan semua unsur mesti sepadan dengan cas keseluruhan zarah.
Atom yang lebih elektronegatif memperoleh keadaan pengoksidaan negatif, yang ditulis dengan tanda tolak.
Unsur elektronegatif yang kurang menerima keadaan pengoksidaan positif dan ditulis dengan tanda tambah.
Oksigen secara amnya menunjukkan keadaan pengoksidaan -2.
Untuk hidrogen makna ciri: +1, terdapat dalam hidrida logam: H-1.
Fluorin adalah yang paling elektronegatif daripada semua unsur, dan keadaan pengoksidaannya sentiasa -4.
Bagi kebanyakan logam, nombor pengoksidaan dan valensi adalah sama.

Keadaan pengoksidaan dan valens

Kebanyakan sebatian terbentuk hasil daripada proses redoks. Peralihan atau anjakan elektron daripada satu unsur ke unsur yang lain membawa kepada perubahan dalam keadaan pengoksidaan dan valensnya. Selalunya nilai ini bertepatan. Frasa "valensi elektrokimia" boleh digunakan sebagai sinonim untuk istilah "keadaan pengoksidaan". Tetapi terdapat pengecualian, sebagai contoh, dalam ion ammonium, nitrogen adalah tetravalen. Pada masa yang sama, atom unsur ini berada dalam keadaan pengoksidaan -3. Dalam bahan organik, karbon sentiasa tetravalen, tetapi keadaan pengoksidaan atom C dalam metana CH 4, alkohol formik CH 3 OH dan asid HCOOH mempunyai nilai yang berbeza: -4, -2 dan +2.

Reaksi redoks

Proses redoks merangkumi banyak proses terpenting dalam industri, teknologi, kehidupan dan alam yang tidak bernyawa: pembakaran, kakisan, penapaian, respirasi intrasel, fotosintesis dan fenomena lain.

Apabila menyusun persamaan OVR, pekali dipilih menggunakan kaedah imbangan elektronik, yang beroperasi dengan kategori berikut:

keadaan pengoksidaan;
agen penurunan melepaskan elektron dan teroksida;
agen pengoksidaan menerima elektron dan dikurangkan;
bilangan elektron yang diserahkan mestilah sama dengan bilangan elektron yang ditambah.

Pemerolehan elektron oleh atom membawa kepada penurunan dalam keadaan pengoksidaan (pengurangan). Kehilangan satu atau lebih elektron oleh atom disertai dengan peningkatan nombor pengoksidaan unsur akibat tindak balas. Untuk ORR yang mengalir antara ion elektrolit kuat masuk larutan akueus, lebih kerap mereka tidak menggunakan neraca elektronik, tetapi kaedah separuh tindak balas.

Keadaan pengoksidaan ialah caj bersyarat bagi atom dalam sebatian, dikira dengan andaian bahawa ia hanya terdiri daripada ion. Apabila mentakrifkan konsep ini, secara konvensional diandaikan bahawa elektron ikatan (valens) bergerak ke lebih banyak atom elektronegatif (lihat Keelektronegatifan), dan oleh itu sebatian terdiri daripada ion bercas positif dan negatif. Nombor pengoksidaan boleh mempunyai nilai sifar, negatif dan positif, yang biasanya diletakkan di atas simbol unsur: .

Keadaan pengoksidaan sifar diberikan kepada atom unsur dalam keadaan bebas, contohnya: . Atom-atom ke arah mana awan elektron penghubung (pasangan elektron) beralih mempunyai nilai keadaan pengoksidaan negatif. Untuk fluorin dalam semua sebatiannya ia adalah sama dengan -1. Atom yang menderma elektron valens kepada atom lain mempunyai keadaan pengoksidaan positif. Sebagai contoh, dalam logam alkali dan alkali tanah ia masing-masing sama dengan dan dalam ion mudah seperti K, ia sama dengan cas ion. Dalam kebanyakan sebatian, keadaan pengoksidaan atom hidrogen adalah sama dengan , tetapi dalam hidrida logam (sebatian mereka dengan hidrogen) - dan lain-lain - ia sama dengan -1. Oksigen dicirikan oleh keadaan pengoksidaan -2, tetapi, sebagai contoh, dalam kombinasi dengan fluorin ia akan menjadi, dan dalam sebatian peroksida, dll.) -1. Dalam sesetengah kes, nilai ini boleh dinyatakan sebagai pecahan: untuk besi dalam besi (II, III) oksida ia sama dengan .

Jumlah algebra bagi keadaan pengoksidaan atom dalam sebatian ialah sifar, dan dalam ion kompleks ia adalah cas ion. Menggunakan peraturan ini, kami mengira, sebagai contoh, keadaan pengoksidaan fosforus dalam asid ortofosforik. Menandakannya dengan dan mendarabkan keadaan pengoksidaan untuk hidrogen dan oksigen dengan bilangan atomnya dalam sebatian, kita memperoleh persamaan: dari mana . Begitu juga, kita mengira keadaan pengoksidaan kromium dalam ion -.

Dalam sebatian, keadaan pengoksidaan mangan akan sesuai.

Keadaan pengoksidaan tertinggi ialah nilai positifnya yang terbesar. Bagi kebanyakan unsur, ia adalah sama dengan nombor kumpulan dalam jadual berkala dan merupakan ciri kuantitatif penting bagi unsur dalam sebatiannya. Nilai terendah Keadaan pengoksidaan unsur yang berlaku dalam sebatiannya biasanya dipanggil keadaan pengoksidaan terendah; semua yang lain adalah pertengahan. Ya, untuk sulfur darjat tertinggi pengoksidaan adalah sama dengan, rendah -2, perantaraan.

Perubahan dalam keadaan pengoksidaan unsur mengikut kumpulan jadual berkala mencerminkan kekerapan perubahannya sifat kimia dengan peningkatan nombor siri.

Konsep keadaan pengoksidaan unsur digunakan dalam klasifikasi bahan, perihalan sifatnya, penyusunan formula sebatian dan nama antarabangsanya. Tetapi ia digunakan secara meluas dalam kajian tindak balas redoks. Konsep "keadaan pengoksidaan" sering digunakan dalam kimia tak organik bukannya konsep "valensi" (lihat Valence).