Күкірт қосылыстары. Қосылыстардағы күкірттің тотығу дәрежелері. Күкірт қосылысының формулалары

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 05:33

Халькогендердің кіші тобына күкірт кіреді - бұл көп мөлшерде рудалық шөгінді құра алатын элементтердің екіншісі. Сульфаттар, сульфидтер, оксидтер және басқа да күкірт қосылыстары өте кең таралған, өнеркәсіпте және табиғатта маңызды. Сондықтан бұл мақалада біз олардың не екенін, күкірттің өзі не екенін, оның қарапайым затын қарастырамыз.

Күкірт және оның сипаттамалары

Бұл элементтің периодтық жүйеде келесі орны бар.

1. Алтыншы топ, негізгі топша.
2. Үшінші шағын кезең.
3. Атомдық массасы - 32, 064.
4. Реттеу саны - 16, протондар мен электрондардың бірдей саны, нейтрондар да 16.
5. Металл емес элементтерге қатысты.
6. Формулаларда ол "es" деп оқылады, элементтің аты күкірт, латын күкірт.

Табиғатта массалық сандары 32, 33, 34 және 36 болатын төрт тұрақты изотоптар бар. Бұл элемент табиғатта саны бойынша алтыншы орында. Биогендік элементтерге жатады, өйткені ол маңызды органикалық заттардың бөлігі болып табыладымолекулалар.

Атомның электрондық құрылымы

Күкірт қосылыстары атомның электрондық құрылымының ерекшеліктеріне байланысты. Ол келесі конфигурация формуласымен өрнектеледі: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Берілген тәртіп элементтің стационарлық күйін ғана көрсетеді. Дегенмен, атомға қосымша энергия берілсе, онда электрондар 3p және 3s ішкі деңгейлерінде дезаффациялануы мүмкін, содан кейін бос болып қалатын 3d-ге кезекті ауысуы белгілі. Нәтижесінде атомның валенттілігі ғана өзгермейді, сонымен қатар барлық мүмкін тотығу дәрежелері де өзгереді. Олардың саны, сондай-ақ күкірттің қатысуымен әртүрлі заттардың саны айтарлықтай артып келеді.

Қосылыстардағы күкірттің тотығу күйлері

Бұл көрсеткіштің бірнеше негізгі нұсқалары бар. Күкірт үшін бұл:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Бұлардың ішінде S⁺² ең сирек, қалғандары барлық жерде шашыраңқы. Бүкіл заттың химиялық белсенділігі мен тотықтырғыш қабілеті қосылыстардағы күкірттің тотығу дәрежесіне байланысты. Мәселен, мысалы, -2 бар қосылыстар сульфидтер болып табылады. Оларда біз қарастырып отырған элемент әдеттегі тотықтырғыш болып табылады.

Қосылыстағы тотығу дәрежесінің мәні неғұрлым жоғары болса, соғұрлым заттың тотықтырғыштық қабілеті айқын болады. Күкірт түзетін екі негізгі қышқылды еске түсірсек, мұны тексеру оңай:

• H₂SO₃ - күкірт;
• H₂SO₄ - күкірт.

Бұл белгілісоңғысы жоғары концентрацияда өте күшті тотықтырғыш қабілеті бар әлдеқайда тұрақты, күшті қосылыс.

Қарапайым зат

Қарапайым зат ретінде күкірт – біркелкі, қалыпты, ұзартылған пішінді әдемі сары түсті кристалдар. Бұл оның бір ғана формасы болса да, өйткені бұл заттың екі негізгі аллотропиялық модификациясы бар. Біріншісі, моноклиникалық немесе ромбты, суда ерімейтін, тек органикалық еріткіштерде ерімейтін сары түсті кристалды дене. Тәжі түрінде ұсынылған құрылымның нәзіктігі мен әдемі формасымен ерекшеленеді. Балқу температурасы - шамамен 110⁰C.

Егер мұндай модификацияны қыздыру кезінде аралық сәтті жіберіп алмасаңыз, онда басқа күйді - пластикалық күкіртті уақытында анықтауға болады. Бұл резеңке қоңыр түсті тұтқыр ерітінді, әрі қарай қыздырғанда немесе жылдам салқындатқанда қайтадан ромб тәрізді пішінге айналады.

Қайталап сүзу арқылы алынған химиялық таза күкірт туралы айтатын болсақ, онда ол нәзік және суда толық ерімейтін ашық сары түсті ұсақ кристалдар. Ауадағы ылғалмен және оттегімен жанасқанда тұтануға қабілетті. Өте жоғары химиялық белсенділікпен ерекшеленеді.

Табиғатта болу

Табиғатта күкірт қосылыстары және қарапайым зат ретінде күкірттің өзі алынатын табиғи кен орындары бар. Оған қоса, олқұрамында:

• минералдарда, рудаларда және тау жыныстарында;
• жануарлар, өсімдіктер және адам ағзасында, өйткені ол көптеген органикалық молекулалардың бөлігі болып табылады;
• табиғи газда, мұнайда және көмірде;
• мұнайлы тақтатастарда және табиғи суларда.

Күкірттегі ең бай минералдардың кейбірін атауға болады:

• киннабар;
• пирит;
• сфалерит;
• антимонит;
• галена және басқалар.

Қазір өндірілетін күкірттің көп бөлігі сульфат өндірісіне кетеді. Тағы бір бөлігі медициналық мақсатта, ауыл шаруашылығында, заттарды өндіру үшін өнеркәсіптік процестерде қолданылады.

Физикалық қасиеттері

Оларды бірнеше тармақпен сипаттауға болады.

1. Суда ерімейді, күкірт көміртегіде немесе скипидарда ериді.
2. Ұзақ үйкеліс кезінде теріс заряд жиналады.
3. Балу температурасы 110 ⁰C.
4. Қайнау температурасы 190 ⁰C.
5. 300-ге жеткенде ⁰C сұйықтыққа айналады, оңай қозғалады.
6. Таза зат өздігінен жанғыштық қасиеті өте жақсы.
7. Өздігінен оның іс жүзінде иісі жоқ, дегенмен күкірт сутегі қосылыстары шіріген жұмыртқаның өткір иісін шығарады. Сондай-ақ кейбір газ тәрізді екілік өкілдер.

Қарастырылып отырған заттың физикалық қасиеттері адамдарға ерте заманнан белгілі. Күкірт өзінің жанғыштығына байланысты осылай аталды. Соғыстарда тұншықтырғыш және улы түтіндер пайдаланылды, олар осы қосылыстың жануы кезінде пайда болады, өйткеніжауларға қарсы қару. Сонымен қатар, құрамында күкірті бар қышқылдар да әрқашан үлкен өнеркәсіптік маңызға ие болды.

Химиялық қасиеттері

Тақырыбы: Мектептегі химия курсындағы «Күкірт және оның қосылыстары» бір сабақ емес, бірнеше сабақ алады. Өйткені, олардың саны өте көп. Бұл осы заттың химиялық белсенділігіне байланысты. Ол күшті тотықсыздандырғыштармен (металдар, бор және т.б.) тотықтырғыш қасиеттерді де, көптеген бейметалдармен тотықсыздандырғыш қасиеттерді де көрсете алады.

Алайда мұндай белсенділікке қарамастан, қалыпты жағдайда фтормен әрекеттесу ғана болады. Барлық қалғандары жылытуды қажет етеді. Күкірт өзара әрекеттесе алатын заттардың бірнеше санаты бар:

• металдар;
• металдар емес;
• сілті;
• күшті тотықтырғыш қышқылдар – күкірт және азот.

Күкірт қосылыстары: сорттар

Олардың әртүрлілігі негізгі элемент – күкірттің тотығу дәрежесінің тең емес мәнімен түсіндірілетін болады. Сонымен, осы негізде заттардың бірнеше негізгі түрлерін ажыратуға болады:

• тотығу дәрежесі -2 қосылыстар;
• +4;
• +6.

Егер валенттілік көрсеткішін емес, сыныптарды қарастыратын болсақ, онда бұл элемент келесідей молекулаларды құрайды:

• қышқылдар;
• оксидтер;
• күкірт сутегі қосылыстары;
• тұз;
• метал еместермен екілік қосылыстар (күкірт көміртегі, хлоридтер);
• органикалық зат.

Енді негізгілеріне тоқталып, мысалдар келтірейік.

Тотығу дәрежесі -2 болатын заттар

Күкірт қосылыстары 2 оның металдармен конформациясы, сонымен қатар:

• көміртек;
• сутегі;
• фосфор;
• кремний;
• мышьяк;
• бор.

Бұл жағдайларда ол тотықтырғыш ретінде әрекет етеді, өйткені аталған элементтердің барлығы электропозитивті. Кейбір маңыздыларын қарастырайық.

1. Күкірт көміртегі - CS₂. Эфирдің өзіне тән жағымды хош иісі бар мөлдір сұйықтық. Ол улы, жанғыш және жарылғыш. Ол майлардың, майлардың, бейметалдардың, күміс нитраттарының, шайырлардың және каучуктардың көпшілігі үшін еріткіш ретінде қолданылады. Ол сондай-ақ жасанды жібек – вискоза өндірісінің маңызды бөлігі болып табылады. Өнеркәсіпте ол көп мөлшерде синтезделеді.
2. Күкіртсутек немесе күкіртсутек - H₂S. Тәтті дәмі бар түссіз газ. Иісі өткір, өте жағымсыз, шіріген жұмыртқаны еске түсіреді. Улы, тыныс алу орталығын басады, өйткені мыс иондарын байланыстырады. Сондықтан олармен уланған кезде тұншығу және өлім орын алады. Медицинада, органикалық синтезде, күкірт қышқылын өндіруде және энергияны үнемдейтін шикізат ретінде кеңінен қолданылады.
3. Металл сульфидтері медицинада, сульфат өндірісінде, бояу өндірісінде, люминофор өндірісінде және басқа жерлерде кеңінен қолданылады. Жалпы формула: Мен_xS_y.

Тотығу дәрежесі +4

қосылыстар

Күкірт қосылыстары 4 -ол негізінен оксид және оған сәйкес тұздар және қышқыл. Олардың барлығы өнеркәсіпте белгілі бір мәнге ие жеткілікті кең таралған қосылыстар. Олар тотықтырғыш ретінде де әрекет ете алады, бірақ көбінесе қалпына келтіретін қасиет көрсетеді.

Тотығу дәрежесі +4 болатын күкірт қосылыстарының формулалары келесідей:

• оксиді - күкірт диоксиді SO₂;
• қышқыл - күкіртті H₂SO₃;
• тұздардың жалпы формуласы бар Me_x(SO₃)_y.

Ең көп таралғандардың бірі – күкірт диоксиді немесе ангидрид. Бұл күйдірілген сіріңкенің иісі бар түссіз зат. Жанартау атқылауы кезінде үлкен шоғырларда пайда болған оны қазіргі уақытта иісі арқылы анықтау оңай.

Оңай ыдырайтын қышқыл – күкіртті түзу арқылы суда ериді. Ол әдеттегі қышқыл оксиді сияқты әрекет етеді, сульфит ионы ретінде SO₃^2- кіретін тұздар түзеді. Бұл ангидрид қоршаған атмосфераның ластануына әсер ететін негізгі газ болып табылады. Қышқыл жаңбырдың пайда болуының себебі осы. Өнеркәсіпте сульфат өндірісінде қолданылады.

Күкірттің тотығу дәрежесі +6

болатын қосылыстар

Оларға, ең алдымен, күкірт ангидриді және олардың тұздары бар күкірт қышқылы жатады:

• сульфаттар;
• гидросульфаттар.

Олардағы күкірт атомы тотығудың ең жоғары дәрежесінде болғандықтан, бұл қосылыстардың қасиеттері әбден түсінікті. Олар күшті тотықтырғыштар.

Күкірт оксиді (VI) - күкірт ангидриді - бұлұшқыш түссіз сұйықтық. Тән ерекшелігі - күшті ылғал сіңіру қабілеті. Сыртта темекі шегеді. Суда еріген кезде ол ең күшті минералды қышқылдардың бірі – күкіртті береді. Оның концентрлі ерітіндісі ауыр майлы сәл сарғыш түсті сұйықтық болып табылады. Егер ангидрид күкірт қышқылында ерітілген болса, онда олеум деп аталатын арнайы қосылыс алынады. Ол өнеркәсіпте қышқыл өндірісінде қолданылады.

Тұздардың ішінде - сульфаттар - қосылыстар, мысалы:

• гипс CaSO₄ 2H₂O;
• барит BaSO₄;
• mirabilite;
• қорғасын сульфаты және т.б.

Олар құрылыста, химиялық синтезде, медицинада, оптикалық аспаптар мен көзілдірік жасауда, тіпті тамақ өнеркәсібінде қолданылады.

Гидросульфаттар металлургияда кеңінен қолданылады, олар флюс ретінде қолданылады. Сондай-ақ олар көптеген күрделі оксидтерді еритін сульфат түрлеріне айналдыруға көмектеседі, олар сәйкес салаларда қолданылады.

Мектептегі химия курсында күкіртті зерттеу

Оқушылар күкірттің не екенін, оның қасиеттерін, күкірт қосылысы дегенді білуге қай уақытта қолайлы? 9-сынып – ең жақсы кезең. Бұл балалар үшін бәрі жаңа және түсініксіз болған кездегі бастама емес. Бұл химия ғылымын зерттеудің орта тұсы, бұрын қаланған іргетастар тақырыпты толық түсінуге көмектеседі. Сондықтан бұл мәселелерді қарастыруға мектеп бітіру жылының екінші жартысы берілген.сынып. Бұл ретте бүкіл тақырып бірнеше блоктарға бөлінген, онда «Күкірт қосылыстары. 9-сынып» жеке сабағы бар.

Бұл олардың көптігіне байланысты. Күкірт қышқылын өнеркәсіптік өндіру мәселесі де бөлек қарастырылады. Жалпы бұл тақырыпқа орта есеппен 3 сағат бөлінеді.

Бірақ органикалық күкірт қосылыстары 10-сыныпта, органикалық мәселелер қарастырылғанда ғана оқуға алынады. Олар орта мектепте биологиядан да әсер етеді. Өйткені, күкірт келесідей органикалық молекулалардың бөлігі болып табылады:

• тиоспирттер (тиолдар);
• белоктар (дисульфидті көпірлер түзілетін үшінші реттік құрылым);
• тиоальдегидтер;
• тиофенолдар;
• тиоэфирлер;
• сульфоқышқылдары;
• сульфоксидтер және басқалар.

Олар күкірт органикалық қосылыстардың ерекше тобына жатады. Олардың тірі организмдердің биологиялық процестерінде ғана емес, өнеркәсіпте де маңызы зор. Мысалы, сульфон қышқылдары көптеген препараттардың (аспирин, сульфаниламид немесе стрептоцид) негізі болып табылады.

Сонымен қатар күкірт қосылыстардың тұрақты құрамдас бөлігі болып табылады, мысалы:

• амин қышқылдары;
• ферменттер;
• витаминдер;
• гормондар.