Svavel (lat. Svavel) är ett icke-metalliskt grundämne. Den kemiska symbolen är S, serienumret i det periodiska systemet är 16. Valensen av svavel fastställdes redan innan studien av atomens struktur. Dess värde bestämdes på grundval av egenskapen att ersätta, attrahera eller fästa ett visst antal andra atomer eller grupper. Senare kom forskare på vilken roll negativt laddade partiklar (elektroner) spelar i bildandet av en kemisk bindning.
Svavels valens: vilka egenskaper hos atomer påverkar dess värde?
När det gäller prevalens på jorden är ett kemiskt element på 16:e plats. Det förekommer som ljusgula kristaller eller pulver i stenar, nära aktiva och slocknade vulkaner. De mest kända naturliga föreningarna är sulfider och sulfater.
Funktioner hos elementet och substansen:
- Stark icke-metall.
- När det gäller elektronegativitet (EO), eller förmågan att attrahera elektroner, är svavel näst efter fluor, syre, kväve, klor och brom.
- Interagerar med metaller och icke-metaller, enkla och komplexa ämnen.
Skillnader i egenskaper beror på atomens struktur och tillstånd, skillnaden i EO-värdena. Låt oss ta reda på vad valens svavel kan ha i föreningar. Deras kemiska beteende beror på strukturen hos energiskalen, antalet och arrangemanget av yttre elektroner i atomen.
Varför varierar valensen?
Stabila är de naturliga isotoper av svavel med massnummer 32 (vanligast), 33, 34 och 36. En atom av var och en av dessa nuklider innehåller 16 positivt laddade protoner. I rymden nära kärnan rör sig 16 elektroner med stor hastighet. De är oändligt små, negativt laddade. Mindre attraherad av kärnan (mer fri) 6 yttre partiklar. Flera eller alla deltar i bildandet av olika typer av kemiska bindningar. Enligt moderna koncept bestäms svavelets valens av antalet skapade vanliga (bindande) elektronpar. Vanligtvis, i ritningar och diagram, avbildas de externa partiklarna som deltar i denna process som prickar runt det kemiska tecknet.
Hur beror valens på strukturen hos en atom?
Med hjälp av ett energidiagram kan du visa strukturen för nivåer och undernivåer (s, p, d), som svavelvalensformeln beror på. Två olika riktade pilar symboliserar parade, en - oparade elektroner. Det yttre rymden av svavelatomen bildas av orbitaler med 6 partiklar, och 8 är nödvändiga för stabilitet enligt oktettregeln. Valensskalets konfiguration återspeglas av formeln 3s23p4. Elektroner i det oavslutade lagrethar en stor tillgång på energi, vilket orsakar ett instabilt tillstånd för hela atomen. För att uppnå stabilitet kräver svavelatomen ytterligare två negativa arter. De kan erhållas genom att bilda kovalenta bindningar med andra element eller genom att absorbera två fria elektroner. I detta fall uppvisar svavel valens II (–). Samma värde kan erhållas med formeln: 8 - 6=2, där 6 är numret på gruppen där elementet finns.
Var finns föreningar där svavelvalensen är II (–)?
Ett element attraherar eller helt tar bort elektroner från atomer med ett lägre elektronegativitetsvärde på Polling-skalan. Valens II (-) manifesteras i sulfider av metaller och icke-metaller. En omfattande grupp av sådana föreningar finns i sammansättningen av stenar och mineraler av stor praktisk betydelse. Dessa inkluderar pyrit (FeS), sfalerit (ZnS), galena (PbS) och andra ämnen. Järnsulfidkristaller har en vacker gulbrun färg och lyster. Mineralet pyrit kallas ofta för "dårens guld". För att få fram metaller från malmer rostas eller reduceras de. Svavelväte H2S har samma elektroniska struktur som vatten. Ursprunget till H2S:
- frigörs när proteiner ruttnar (till exempel ett kycklingägg);
- utbrott med vulkaniska gaser;
- ackumuleras i naturliga vatten, olja;
- sticker ut i tomrum i jordskorpan.
Varför är formeln för fyrvärd svaveloxid SO2?
Formeln för dioxid visar att en svavelatom i en molekyl är bunden till två syreatomer, som var och en behöver 2 elektroner till en oktett. Den resulterande bindningen är kovalent polär till sin natur (syrens EO är större). Valensen för svavel i denna förening är IV (+), eftersom svavelatomens 4 elektroner förskjuts mot två syreatomer. Formeln kan skrivas enligt följande: S2O4, men enligt reglerna måste den reduceras med 2. Dioxid bildar, när den löses i vatten, joner av svag svavelsyra. Dess s alter - sulfiter - är starka reduktionsmedel. SO2-gas fungerar som en mellanprodukt vid produktion av svavelsyra.
I vilka ämnen uppvisar svavel sin högsta valens?
Oxide SO3 eller S2O6 är en färglös vätska som härdar vid temperaturer under 17°C. I SO3-föreningen är valensen för syre II (–), och svavel är VI (+). Den högre oxiden löses i vatten och bildar en stark tvåbasisk svavelsyra. För en stor roll i produktionsprocesserna kallades ämnet "den kemiska industrins bröd." En viktig roll i ekonomin och medicinen tillhör sura s alter - sulfater. Kalciumhydrat (gips), natrium (Glaubers s alt), magnesium (epsoms alt eller bitters alt) används.
1, 2, 3, 4, 6 externa elektroner kan delta i bildandet av olika typer av kemiska bindningar. Låt oss nämna de möjliga valenserna för svavel, med tanke på att det finns sällsynta och instabila föreningar: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Elementet får en andra positiv valens iSO-monoxid. De vanligaste värdena II (–), IV (+), VI (+) visas av svavel som en del av en grupp av ämnen av industriell, jordbruks- och medicinsk betydelse. Dess föreningar används vid tillverkning av fyrverkerier.
Fångst av avgaser är fortfarande ett stort problem, inklusive svaveloxiderna IV (+), VI (+) och vätesulfid, som är skadliga för människor och miljön. Teknik har skapats för att bearbeta dessa gasformiga avfall och erhålla svavelsyra och sulfater från dem. För detta ändamål byggs kemiska företag intill metallurgiska anläggningar eller i samma område. Som ett resultat minskar mängden föroreningar, det blir mindre "svavelsyrat regn".
