Síra (latinská síra) je nekovový prvek. Chemický symbol S, pořadové číslo v periodické tabulce - 16. Valence síry byla stanovena ještě před studiem struktury atomu. Určuje jeho hodnotu na základě vlastnosti, která má nahradit, přitahovat nebo připojit řadu dalších atomů nebo skupin. Později vědci zjistili roli negativně nabitých částic (elektronů) v původu chemické vazby.
Valence síry: jaké vlastnosti atomů ovlivňují jeho význam?
Podle prevalencí na Zemi je chemický prvek na 16. místě. Vyskytuje se ve formě jasně žlutých krystalů nebo prášku ve skalách, v blízkosti aktivních a vyhynulých sopky. Nejznámějšími přírodními sloučeninami jsou sulfidy a sulfáty.
Vlastnosti prvku a látky:
- Silné nekovové.
- Elektronegativitou (EO) nebo schopností přitahovat elektrony k sobě, síra je druhá pouze na fluor, kyslík, dusík, chlor a brom.
- Interakce s kovy a nekovy, jednoduchými a komplexními látkami.
Rozdíly ve vlastnostech závisejí na struktuře a stavu atomu, na rozdílu hodnot EO. Zjistíme, jaká valenta může být přítomna ve sloučenině síry. Jejich chemické chování závisí na struktuře energetických nábojů, počtu a umístění vnějších elektronů v atomu.
Proč je valence odlišná?
Stabilní přírodní izotopy síry s hmotnostními čísly 32 (nejběžnější), 33, 34 a 36 jsou stabilní. Atom každého z těchto nuklidů obsahuje 16 pozitivně nabitých protonů. V prostoru poblíž jádra se 16 elektronů pohybuje obrovskou rychlostí. Jsou nekonečně malé, negativně nabité. Do jádra je přitahováno méně než 6 vnějších částic (více volných). Několik z nich nebo všichni se podílejí na tvorbě různých typů chemických vazeb. Podle moderních konceptů je síla valence určována počtem vytvořených společných (vazebných) elektronových párů. Obvykle na výkresech a schématech jsou vnější částice účastnící se tohoto procesu reprezentovány tečkami kolem chemického znaménka.
Jak závisí valence na struktuře atomu?
Pomocí energetického diagramu je možné ukázat strukturu úrovní a podúrovnic (s, p, d), na kterých závisí valenční vzorec síry. Dvě odlišně směrované šipky symbolizují spárované, jednovláknové elektrony. Vnější prostor atomu síry tvoří orbitály 6 částic, ale 8 je nezbytné pro stabilitu podle pravidla oktetu. Konfigurace valence shell odráží vzorec 3s23p4. Elektrony neúplné vrstvy mají velkou energetickou rezervu, která způsobuje nestabilní stav celého atomu. Pro dosažení stability vyžaduje atom síry dvě další negativní částice. Mohou být získány vytvářením kovalentních vazeb s jinými prvky nebo absorpcí dvou volných elektronů. V tomto případě síra vykazuje valence II (-). Stejnou hodnotu lze získat pomocí vzorce: 8 - 6 = 2, kde 6 je číslo skupiny, ve které je prvek umístěn.
Kde jsou sloučeniny, ve kterých je síra valence II (-)?
Prvek přitahuje nebo úplně odstraňuje elektrony z atomů s nižší hodnotou elektrooneagnosti na stupnici Polling. Valence II (-) se projevuje v sulfidech kovů a nekovů. Rozsáhlá skupina takovýchto sloučenin se nachází ve skalách a minerálech, které mají velký praktický význam. Patří sem pyrit (FeS), sfalerit (ZnS), galena (PbS) a další látky. Krystaly sulfidu železa mají krásnou žlutohnědou barvu a lesk. Často se minerál pyrite nazývá "zlato bláznů". K získání kovů z rud jsou vypáleny nebo regenerovány. Sírovodík H2S má stejnou elektronickou strukturu jako voda. H2S Původ:
- Uvolňuje se při rozkládání bílkovin (např. Slepičí vejce);
- Ztrácí se sopečnými plyny;
- Akumuluje v přírodních vodách olej;
- Vysílá se do dutin v zemské kůře.
Proč je vzorec oxidu čtyřmocné síry SO2?
Oxidový vzorec ukazuje, že jeden atom síry v molekule je vázán na dva atomy kyslíku, z nichž každý vyžaduje 2 elektrony k oktetu. Výsledná vazba je přirozeně kovalentní (EO kyslíku je větší). Míra síry v této sloučenině má hodnotu IV (+), protože 4 elektrony atomu síry jsou přemístěny ke dvěma atomům kyslíku. Vzorec může být napsán následovně: S2O4, ale podle pravidel je nutné snížit o 2. Dioxid, když je rozpuštěn ve vodě, vytváří ionty slabé kyseliny sírové. Jeho soli - siřičitany - jsou silné redukční látky. Plyn SO2 slouží jako meziprodukt při výrobě kyseliny sírové.
V jakých látkách síra vykazuje nejvyšší míru?
Oxid SO3 nebo S2O6 je bezbarvá kapalina, při teplotách pod 17 ° C se vytvrzuje. V SO3 sloučenině je kyslíkovou valencí II (-) a síra VI (+). Vyšší oxid se rozpouští ve vodě a vytváří silnou kyselinu sírovou dibázickou. Pro větší úlohu ve výrobních procesech se látka nazvala "chléb chemického průmyslu". Důležitou roli v ekonomice a medicíně patří mezi kyselé soli - sulfáty. Krystalický hydrát vápníku (sádry), sodík (Glauberova sůl), hořčík (anglická nebo hořká sůl).
Při tvorbě různých typů chemických vazeb se mohou účastnit 1, 2, 3, 4, 6 vnějších elektronů. Nazýváme možné síly síry, berouce v úvahu, že existují vzácné a nestabilní sloučeniny: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Druhý kladný valenční prvek se získává v oxidu siřičitém. Nejběžnější hodnoty II (-), IV (+), VI (+) ukazují síru ve skupině látek, které mají průmyslový, zemědělský a lékařský význam. Jeho spojení se používá při výrobě ohňostrojů.
Velkým problémem je zachycování odpadních plynů, mezi něž patří oxidy síry IV (+), VI (+) a sirovodík škodlivé pro člověka a životní prostředí. Byly vyvinuty technologie pro zpracování těchto plynných odpadů a získání z nich kyseliny sírové a sírany. Za tímto účelem jsou chemické závody postaveny v blízkosti metalurgických závodů nebo v jedné oblasti. V důsledku toho se sníží objem kontaminujících látek, méně "deště kyseliny sírové".