Күкірт – периодтық жүйенің алтыншы тобы мен үшінші периодындағы химиялық элемент. Бұл мақалада біз оның химиялық және физикалық қасиеттерін, өндірісін, қолданылуын және т.б. егжей-тегжейлі қарастырамыз. Физикалық сипаттама түс, электр өткізгіштік деңгейі, күкірттің қайнау температурасы және т.б. сияқты белгілерді қамтиды. Химиялық оның басқа заттармен әрекеттесуін сипаттайды.
Физика тұрғысынан күкірт
Бұл нәзік зат. Қалыпты жағдайда ол тұтас агрегаттық күйде болады. Күкірттің лимон сары түсі бар.
Және көп жағдайда оның барлық қосылыстарында сары реңктер бар. Суда ерімейді. Оның жылу және электр өткізгіштігі төмен. Бұл белгілер оны әдеттегі бейметал ретінде сипаттайды. Күкірттің химиялық құрамы мүлдем күрделі емес екеніне қарамастан, бұл зат бірнеше вариацияға ие болуы мүмкін. Мұның бәрі кристалдық тордың құрылымына байланысты, оның көмегімен атомдар қосылады, бірақ олар молекула түзбейді.
Сонымен, бірінші нұсқа – ромб тәрізді күкірт. Ол боладыең тұрақты. Күкірттің бұл түрінің қайнау температурасы Цельсий бойынша төрт жүз қырық бес градус. Бірақ берілген зат агрегацияның газ тәрізді күйіне өтуі үшін алдымен сұйық күйден өтуі керек. Сонымен, күкірттің балқуы Цельсий бойынша жүз он үш градус температурада жүреді.
Екінші нұсқа - моноклиникалық күкірт. Бұл қою сары түсті ине тәрізді кристалдар. Бірінші түрдегі күкірттің балқуы, содан кейін оның баяу салқындауы осы түрдің пайда болуына әкеледі. Бұл әртүрлілік бірдей физикалық сипаттамаларға ие. Мысалы, бұл түрдегі күкірттің қайнау температурасы бұрынғысынша төрт жүз қырық бес градус. Сонымен қатар, бұл заттың пластик сияқты алуан түрі бар. Ол ромб тәрізді қайнағанға дейін қыздырылған суық суға құю арқылы алынады. Бұл түрдегі күкірттің қайнау температурасы бірдей. Бірақ заттың резеңке сияқты созылу қасиеті бар.
Мен айтқым келетін физикалық сипаттаманың тағы бір құрамдас бөлігі - күкірттің тұтану температурасы.
Бұл көрсеткіш материал түріне және оның шыққан жеріне байланысты өзгеруі мүмкін. Мысалы, техникалық күкірттің тұтану температурасы жүз тоқсан градус. Бұл біршама төмен көрсеткіш. Басқа жағдайларда күкірттің тұтану температурасы екі жүз қырық сегіз градус, тіпті екі жүз елу алты болуы мүмкін. Мұның бәрі оның қандай материалдан өндірілгеніне, оның тығыздығына байланысты. Бірақ қорытынды жасауға боладыкүкірттің жану температурасы басқа химиялық элементтермен салыстырғанда өте төмен, ол тез тұтанғыш зат болып табылады. Сонымен қатар, кейде күкірт сегіз, алты, төрт немесе екі атомнан тұратын молекулаларға қосыла алады. Енді күкіртті физика тұрғысынан қарастырып, келесі бөлімге көшейік.
Күкірттің химиялық сипаттамасы
Бұл элементтің атомдық массасы салыстырмалы түрде төмен, ол бір мольге отыз екі грамм. Күкірт элементінің сипаттамасы осы заттың әртүрлі тотығу дәрежесіне ие болу мүмкіндігін қамтиды. Бұл, айталық, сутегі немесе оттегінен ерекшеленеді. Күкірт элементінің химиялық сипаттамасы қандай деген сұрақты қарастыра отырып, оның жағдайға байланысты тотықсыздандырғыш және тотықтырғыш қасиеттерін көрсететінін айтпай кетуге болмайды. Сонымен, ретімен берілген заттың әртүрлі химиялық қосылыстармен әрекеттесуін қарастырыңыз.
Күкірт және жай заттар
Қарапайым деп құрамында бір ғана химиялық элементі бар заттарды айтады. Оның атомдары, мысалы, оттегі жағдайында молекулаларға бірігуі мүмкін немесе металдардағыдай қосылмауы мүмкін. Демек, күкірт металдармен, басқа бейметалдармен және галогендермен әрекеттесе алады.
Металдармен әрекеттесу
Бұл процесс жоғары температураны қажет етеді. Бұл жағдайда қосу реакциясы жүреді. Яғни, металл атомдары күкірт атомдарымен қосылып, күрделі заттар сульфидтерін түзеді. Мысалы, егер сіз қыздырсаңызекі моль калий, бір моль күкіртпен араласқанда, біз осы металдың сульфидінің бір мольін аламыз. Теңдеуді келесідей жазуға болады: 2K + S=K2S.
Оттегімен реакция
Бұл күкіртті жағу. Осы процестің нәтижесінде оның оксиді түзіледі. Соңғысы екі түрлі болуы мүмкін. Сондықтан күкірттің жануы екі кезеңде болуы мүмкін. Біріншісі – бір моль күкірт пен бір моль оттегі бір моль күкірт диоксиді түзеді. Бұл химиялық реакция теңдеуін келесідей жазуға болады: S + O2=SO2. Екінші кезең - диоксидке тағы бір оттегі атомының қосылуы. Бұл жоғары температурада екі моль күкірт диоксидіне бір моль оттегі қосылғанда болады. Нәтижесінде екі моль күкірт триоксиді пайда болады. Бұл химиялық әрекеттесу теңдеуі келесідей: 2SO2 + O2=2SO3. Осы реакция нәтижесінде күкірт қышқылы түзіледі. Сонымен, сипатталған екі процесті орындау арқылы алынған триоксидті су буының ағыны арқылы өткізуге болады. Ал біз сульфат қышқылын аламыз. Мұндай реакцияның теңдеуі келесідей жазылады: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Галогендермен әрекеттесу
Күкірттің химиялық қасиеттері басқа бейметалдар сияқты оның осы заттар тобымен әрекеттесуіне мүмкіндік береді. Оның құрамына фтор, бром, хлор, йод сияқты қосылыстар кіреді. Күкірт соңғысын қоспағанда, олардың кез келгенімен әрекеттеседі. Мысал ретінде қарастырылатын фторлау процесіПериодтық жүйенің элементі. Аталған бейметалды галогенмен қыздыру арқылы фторидтің екі нұсқасын алуға болады. Бірінші жағдай: егер бір моль күкірт пен үш моль фтор алсақ, формуласы SF6 болатын бір моль фторид аламыз. Теңдеу келесідей: S + 3F2=SF6. Сонымен қатар, екінші нұсқа бар: егер бір моль күкірт пен екі моль фтор алсақ, SF4 химиялық формуласы бар бір моль фторид аламыз. Теңдеу келесідей жазылады: S + 2F2=SF4. Көріп отырғаныңыздай, бәрі компоненттер араласатын пропорцияларға байланысты. Дәл осылай күкіртті хлорлау (екі түрлі зат түзілуі де мүмкін) немесе бромдау процесін жүргізуге болады.
Басқа қарапайым заттармен әрекеттесу
Күкірт элементінің сипаттамасы мұнымен бітпейді. Сондай-ақ зат сутегімен, фосформен және көміртегімен химиялық реакцияға түсе алады. Сутекпен әрекеттесу нәтижесінде сульфид қышқылы түзіледі. Оның металдармен әрекеттесуі нәтижесінде олардың сульфидтерін алуға болады, олар өз кезегінде күкірттің сол металмен тікелей әрекеттесуі арқылы да алынады. Күкірт атомдарына сутегі атомдарының қосылуы өте жоғары температура жағдайында ғана жүреді. Күкірт фосформен әрекеттескенде оның фосфиді түзіледі. Оның келесі формуласы бар: P2S3. Бұл заттың бір мольін алу үшін екі моль фосфор және үш моль күкірт. Күкірт көміртекпен әрекеттескенде қарастырылатын бейметалдың карбиді түзіледі. Оның химиялық формуласы келесідей: CS2. Бұл заттың бір мольін алу үшін бір моль көміртегі мен екі моль күкірт алу керек. Жоғарыда сипатталған барлық қосу реакциялары әрекеттесуші заттарды жоғары температураға дейін қыздырғанда ғана жүреді. Біз күкірттің қарапайым заттармен әрекеттесуін қарастырдық, енді келесі абзацқа көшейік.
Күкірт және күрделі қосылыстар
Кешен деп молекулалары екі (немесе одан да көп) әртүрлі элементтерден тұратын заттарды айтады. Күкірттің химиялық қасиеттері оның сілтілер сияқты қосылыстармен, сондай-ақ концентрлі сульфат қышқылымен әрекеттесуге мүмкіндік береді. Оның бұл заттармен реакциялары өте ерекше. Алдымен, қарастырылып отырған бейметал сілтімен араласқанда не болатынын қарастырыңыз. Мысалы, алты моль калий гидроксидін алып, оларға үш моль күкірт қоссаңыз, екі моль калий сульфиді, осы металл сульфитінің бір мольі және үш моль су шығады. Мұндай реакцияны келесі теңдеу арқылы көрсетуге болады: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 О. Дәл сол принцип бойынша, егер натрий гидроксиді қосылса, өзара әрекеттесу жүреді. Әрі қарай, оған сульфат қышқылының концентрлі ерітіндісін қосқанда күкірттің әрекетін қарастырыңыз. Бірінші заттың бір мольін және екінші заттың екі мольін алсақ, келесі өнімдерді аламыз: үш моль мөлшерінде күкірт триоксиді, сонымен қатар су - екі моль. Бұл химиялық реакция әрекеттесуші заттар жоғары температураға дейін қызған кезде ғана жүруі мүмкін.
Қарастырылған элемент алынудаметалл емес
Әртүрлі заттардан күкіртті алудың бірнеше негізгі жолы бар. Бірінші әдіс - оны пириттен оқшаулау. Соңғысының химиялық формуласы FeS2. Бұл зат оттегіге қол жеткізбестен жоғары температураға дейін қыздырылған кезде басқа темір сульфиді - FeS - және күкірт алуға болады. Реакция теңдеуі келесідей жазылады: FeS2=FeS + S. Өнеркәсіпте жиі қолданылатын күкіртті алудың екінші әдісі – күкіртті күкіртті күйде жағу. аз мөлшерде оттегі. Бұл жағдайда сіз қаралған металл емес және суды ала аласыз. Реакцияны жүзеге асыру үшін компоненттерді екі-бір молярлық қатынаста алу керек. Нәтижесінде біз соңғы өнімдерді екіден екіге дейінгі пропорцияда аламыз. Бұл химиялық реакцияның теңдеуін былай жазуға болады: О. Сонымен қатар, күкіртті әртүрлі металлургиялық процестер кезінде, мысалы, никель, мыс және басқалары сияқты металдарды өндіру кезінде алуға болады.
Өнеркәсіптік пайдалану
Біз қарастырып отырған бейметал химия өнеркәсібінде өзінің ең кең қолданылуын тапты. Жоғарыда айтылғандай, мұнда одан сульфат қышқылын алу үшін қолданылады. Сонымен қатар күкірт жанғыш материал болғандықтан сіріңке жасау үшін компонент ретінде пайдаланылады. Ол сондай-ақ жарылғыш заттарды, мылтықтарды, от жағуды және т.б. өндірісте таптырмас. Сонымен қатар, күкірт зиянкестермен күресетін өнімдердің ингредиенттерінің бірі ретінде қолданылады. ATмедицина, ол тері ауруларына арналған препараттарды өндіруде компонент ретінде қолданылады. Сондай-ақ, қарастырылып отырған зат әртүрлі бояғыштар өндірісінде қолданылады. Сонымен қатар, ол фосфор өндірісінде қолданылады.
Күкірттің электрондық құрылымы
Өздеріңіз білетіндей, барлық атомдар ядродан тұрады, оның құрамында протондар – оң зарядталған бөлшектер – және нейтрондар, яғни заряды нөлдік бөлшектер бар. Электрондар теріс зарядты ядроның айналасында айналады. Атом бейтарап болуы үшін оның құрылымында протондар мен электрондардың саны бірдей болуы керек. Егер соңғысы көбірек болса, бұл қазірдің өзінде теріс ион - анион. Егер, керісінше, протондар саны электрондар санынан көп болса, бұл оң ион немесе катион. Күкірт анионы қышқыл қалдығы ретінде әрекет ете алады. Ол сульфид қышқылы (күкіртсутек) және металл сульфидтері сияқты заттардың молекулаларының құрамына кіреді. Анион электролиттік диссоциация кезінде түзіледі, ол зат суда еріген кезде пайда болады. Бұл жағдайда молекула катионға ыдырайды, оны металл немесе сутегі ионы, сонымен қатар катион – қышқыл қалдығының ионы немесе гидроксил тобы (ОН-) түрінде көрсетуге болады.
Периодтық жүйедегі күкірттің реттік саны он алты болғандықтан, бұл оның ядросындағы протондар саны деп қорытынды жасауға болады. Осыған сүйене отырып, айнала айналатын он алты электрон бар деп айта аламыз. Мольдік массасынан химиялық элементтің реттік нөмірін шегеру арқылы нейтрондардың санын табуға болады: 32- 16=16. Әрбір электрон кездейсоқ емес, белгілі бір орбитада айналады. Күкірт периодтық жүйенің үшінші периодына жататын химиялық элемент болғандықтан, ядроның айналасында үш орбита бар. Біріншісінде екі электрон, екіншісінде сегіз, үшіншісінде алты электрон бар. Күкірт атомының электрондық формуласы былай жазылады: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Табиғатта таралу
Негізінде қарастырылатын химиялық элемент әртүрлі металдардың сульфидтері болып табылатын минералдардың құрамында кездеседі. Ең алдымен, бұл пирит - темір тұзы; бұл сонымен қатар қорғасын, күміс, мыс жылтыры, мырыш қоспасы, кинабар - сынап сульфиді. Сонымен қатар, күкірт құрылымы үш немесе одан да көп химиялық элементтермен ұсынылған минералдардың бөлігі болуы мүмкін.
Мысалы, халькопирит, мирабилит, кизерит, гипс. Олардың әрқайсысын толығырақ қарастыруға болады. Пирит - темір сульфиді немесе FeS2. Оның алтын түсті жылтырлығы бар ашық сары түсі бар. Бұл минералды жиі зергерлік бұйымдар жасау үшін кеңінен қолданылатын лапис лазулидің қоспасы ретінде табуға болады. Себебі бұл екі пайдалы қазбаның жиі ортақ кен орны бар. Мыс жылтыры - халькоцит, немесе халькозин - металға ұқсас көкшіл-сұр зат. Қорғасын жылтырлығы (галена) мен күміс жылтырлығы (аргентит) ұқсас қасиеттерге ие: екеуі де металға ұқсайды және сұр түсті болады. Циннабар - сұр дақтары бар қоңыр-қызыл түссіз минерал. Халькопирит, химиялықформуласы CuFeS2, - алтын сары, оны алтын блендер деп те атайды. Мырыш қоспасы (сфалерит) кәріптастан қызғылт сарыға дейін түске ие болуы мүмкін. Мирабилит - Na2SO4x10H2O - мөлдір немесе ақ кристалдар. Оны медицинада қолданылатын Глаубер тұзы деп те атайды. Кизериттің химиялық формуласы MgSO4xH2O. Ол ақ немесе түссіз ұнтақ түрінде көрінеді. Гипстің химиялық формуласы: CaSO4x2H2O. Сонымен қатар, бұл химиялық элемент тірі организмдер жасушаларының бөлігі болып табылады және маңызды микроэлемент болып табылады.
