Күкірттің химиялық қасиеттері. Күкірт сипаттамасы және қайнау нүктесі

Күкірт - алтыншы топта және мерзімді кестенің үшінші кезеңіндегі химиялық элемент. Бұл мақалада біз оның химиялық және физикалық қасиеттерін, оны алу, пайдалану және т.б. туралы мұқият қарастырамыз. Физикалық сипатта түс, электр өткізгіштігінің деңгейі, күкірттің қайнау нүктесі және т.б. сияқты қасиеттері бар. Химия, алайда, оның басқа заттармен өзара әрекеттесуін сипаттайды.

Физика бойынша күкірт

Бұл нәзік зат. Қалыпты жағдайда ол қатты агрегаттық күйде қалады. Күкірттің лимон-сары түсі бар. Ал оның барлық қосылыстары көбінесе сары реңктері бар. Ол суда ерітілмейді. Төмен жылу және электр өткізгіштігі бар. Бұл сипаттамалар оны металдан тән емес деп сипаттайды. Күкірттің химиялық құрамының күрделілігіне қарамастан, бұл зат бірнеше вариация болуы мүмкін. Барлығы кристалдық тордың құрылымына байланысты, атомдары қосылып, молекулалар пайда болмайды.

Осылайша, бірінші нұсқасы - ромбий күкірт. Бұл ең тұрақты. Бұл түрдегі күкірттің қайнау нүктесі - төрт жүз қырық бес градус Цельсий. Бірақ бұл зат газ тәрізді агрегаттық күйге ауысу үшін ол алдымен сұйықтықтан өтуі керек. Осылайша, күкірттің балқыуы жүз он үш градус Цельсий температурасында болады.

Екінші нұсқа - моноклиникалық күкірт. Ол қараңғы сары түспен болатын игла тәрізді кристалл. Бірінші типтегі күкірттің еруі, содан кейін оны баяу салқындату осы түрдің қалыптасуына әкеледі. Бұл әртүрлілік дерлік бірдей физикалық сипаттамаларға ие. Мысалы, күкірттің қайнау нүктесі төрт жүз қырық бес градусқа тең. Сонымен қатар, пластик тәрізді осы заттардың әртүрлілігі бар. Ол суық суда қайнаған ромбды қайнау нүктесіне дереу құю арқылы алынады. Осындай күкірттің қайнау нүктесі бірдей. Бірақ зат резеңке сияқты созылатын қасиетке ие.

Мен физикалық сипаттамалардың тағы бір құрамдас бөлігі - бұл күкірттің тұтану температурасы. Бұл көрсеткіш материалдың түріне және оның шыққан түріне байланысты әр түрлі болуы мүмкін. Мысалы, техникалық күкірттің атмосфералық температурасы жүз тоқсан градусқа тең. Бұл өте төмен мөлшерлеме. Басқа жағдайларда күкірттің тұтану нүктесі екі жүз қырық сегіз градус, тіпті екі жүз елу алты болуы мүмкін. Мұның бәрі қандай материалдан алынғандығына, ол қандай тығыздыққа байланысты. Бірақ біз басқа химиялық элементтермен салыстырғанда күкірттің жану температурасы өте төмен деп тұжырымдай аламыз, ол тұтанғыш зат болып табылады. Сонымен қатар, кейде күкіртті сегіз, алты, төрт немесе екі атомнан тұратын молекулаларға біріктіруге болады. Енді күкіртті физика тұрғысынан қарастырып, келесі бөлімге өтеміз.

Күкірттің химиялық сипаттамасы

Бұл элемент салыстырмалы төмен атом массасына ие, ол бір молекулаға отыз екі грамға тең. Күкірттің элементіне тән қасиет басқа заттардың тотығу дәрежесіне ие болу қабілеті сияқты осы заттың ерекшелігін қамтиды. Бұл, мысалы, сутегі немесе оттегіден басқаша. Күкірттің элементінің химиялық сипаттамасы туралы сұрақты қарастыра отырып, жағдайға байланысты ол азайту және тотығу қасиеттерін көрсетеді. Сонымен, осы заттың әртүрлі химиялық қосылыстармен өзара әрекеттесуін қарастырыңыз.

Күкірт және қарапайым заттар

Қарапайым заттар - олардың құрамында тек бір химиялық элементі бар заттар. Оның атомдары молекулаларға біріктірілуі мүмкін, мысалы, оттегі жағдайында немесе олар металдар сияқты, біріктірілмеуі мүмкін. Осылайша, күкірт металдармен, басқа металл емес және галогендермен әрекеттесуі мүмкін.

Металдармен өзара әрекеттесу

Мұндай үрдісті жүзеге асыру үшін жоғары температура қажет. Мұндай жағдайларда реакция пайда болады. Яғни, металл атомдары күкірт атомдары біріктіріп, сульфидтерді бір уақытта қалыптастырады. Мысалы, екі калий калийді қыздырғанда, оларды бір моль күкіртпен араластырсаңыз, біз осы металдан бір моль сульфид аламыз. Теңдеу келесі түрде жазылуы мүмкін: 2K + S = K ₂ S

Оттегімен реакция

Бұл күкірттің күйдірілуі. Осы процестің нәтижесінде оның оксиді пайда болады. Соңғы екі түрі болуы мүмкін. Сондықтан күкірттің жануы екі кезеңде болуы мүмкін. Біріншісі - бір моль күкірт диоксиді бір моль күкірттен және бір оттегі оттегінен тұрады. Бұл химиялық реакция теңдеуі келесідей жазылуы мүмкін: S + O ₂ = SO ₂ . Екінші кезең - диоксидке тағы бір оттегі атомы қосу. Бұл жоғары температура жағдайында екі күкірт диоксидіне бір оттегі оттегі қосылған кезде пайда болады. Нәтижесінде біз екі молекуланың үш күкірт тотығын аламыз. Осы химиялық өзара әрекеттесу теңдеуі келесідей: 2SO ₂ + O ₂ = 2SO ₃ . Осы реакцияның нәтижесінде күкірт қышқылы пайда болады. Осылайша, екі сипатталған процестерді жүргізгеннен кейін, нәтижесінде туындайтын тотығу су буларының ағыны арқылы өтуге болады. Ал біз сульфат қышқылын аламыз. Мұндай реакция теңдеуі келесідей жазылады: SO ₃ + H ₂ O = H ₂ SO ₄ .

Галогендермен өзара әрекеттесу

Күкірттің химиялық қасиеттері, басқа металдар сияқты, оған осы заттар тобымен жауап беруге мүмкіндік береді. Құрамында фтор, бром, хлор, йод сияқты қосылыстар бар. Күкірт олардың кез-келгенімен жауап береді, соңғы қоспағанда. Мысал ретінде, біз қарастырылған Менделеев кестесінің элементін фторирования үдерісін келтіре аламыз. Металл емес галогенмен қыздыру арқылы фторидтің екі нұсқасы алынуы мүмкін. Бірінші жағдай: егер біз бір күкіртті және үш фторлы фторды алсақ, онда бір фторлы фторды аламыз, оның формуласы SF ₆ болып табылады. Теңдеу келесідей: S + 3F ₂ = SF ₆ . Сонымен қатар, екінші нұсқасы бар: егер біз бір күкіртті және екі фторлы фторды алсақ, онда SF ₄ химиялық формуласымен бір моль фторид аламыз. Теңдеу келесі түрде жазылуы мүмкін: S + 2F ₂ = SF ₄ . Көріп отырғаныңыздай, бұл барлық компоненттерді араластыратын пропорцияларға байланысты. Дәл осылай, күкіртті хлорлау процесін (екі түрлі заттар да қалыптастыруға болады) немесе бромдыруды жүзеге асыруға болады.

Басқа қарапайым заттармен өзара әрекеттесу

Бұған күкірт элементінің сипаттамасы аяқталмайды. Зат химиялық тұрғыдан сутегі, фосфор және көміртегімен әрекеттесе алады. Сутегімен өзара байланысты сульфид қышқылы пайда болады. Металлдармен реакция нәтижесінде сульфидтерді алуға болады, олар өз кезегінде күкіртті бірдей металмен өзара тікелей байланыста алады. Күкірт атомдары сутегі атомдарының қосылуы өте жоғары температура жағдайында ғана жүреді. Фосформен күкірттің реакциясында оның фосфиды пайда болады. Ол келесі формулаға ие: P ₂ S _3. Бұл заттың бір мольді алу үшін екі молекуланы және үш моль күкіртті алу қажет. Күкіртті көміртектің өзара әрекеттесуінде металл емес карбид қарастырылады. Оның химиялық формуласы келесідей: CS ₂ . Осы заттың бір мольді алу үшін сізге бір моль көміртекті және екі моль күкіртті алуға тура келеді. Жоғарыда сипатталған барлық реакциялар реагенттер жоғары температура кезінде қызған кезде ғана пайда болады. Біз қарапайым заттармен күкірттің өзара әрекеттесуін қарастырдық, енді келесі тармаққа көшеміз.

Күкірт және күрделі қосылыстар

Кешен бұл заттар деп аталады, молекулалары екі (немесе одан да көп) түрлі элементтерден тұрады. Күкірттің химиялық қасиеттері ол қосылыстармен, мысалы, сілтілермен, сондай-ақ концентрлі сульфат қышқылымен әрекеттесуге мүмкіндік береді . Бұл заттармен реакциясы өте ерекше. Алдымен, металл емес металды сілтімен араластырғанда не болатынын қарастырайық. Мысалы, егер біз 6 моль калий гидроксиді аламыз және оларға үш күкірт күкірт қоссаңыз, біз екі молекциялы сульфидді, металдан бір моль сульфит пен үш молекуланы аламыз. Реакцияның бұл түрі мынадай теңдеу арқылы көрсетілуі мүмкін: 6KOH + 3S = 2K ₂ S + K2SO ₃ + 3H ₂ O. Сол нəтиже бойынша өзара натрий гидроксиді қосылған жағдайда пайда болады . Бұдан кейін күкірттің мінез-құлқын сульфат қышқылының концентрацияланған ерітіндісін қосқанда қарастырайық. Екінші заттың бірінші және екі молекуласынан бір моль алсақ, келесі өнімдерді аламыз: үш молекулада күкірт триоксиді, сонымен қатар су - екі мол. Бұл химиялық реакция реагенттерді жоғары температураға дейін қыздыру арқылы жүзеге асырылады.

Металл емес қарауды дайындау

Күкірт алуан түрлі заттардан алынатын бірнеше негізгі тәсілдер бар. Бірінші әдіс оны пириттен оқшаулау. Соңғы FeS ₂ химиялық формуласы. Бұл зат оттегіге қол жеткізбестен жоғары температураға дейін қызады, басқа темір сульфиді, FeS және күкірт алынуы мүмкін. Реакция теңдеуі келесі түрде жазылады: FeS ₂ = FeS + S. Өнеркәсіпте жиі қолданылатын күкіртті алудың екінші тәсілі күкіртті сульфидті аз мөлшерде оттегі жағдайында күйдіру болып табылады. Бұл жағдайда қарастырылмаған металды және суды алуға болады. Реакцияны орындау үшін компоненттерді екіден біріне молярлық қатынасында қабылдау керек. Нәтижесінде соңғы өнімді екі-екі пропорцияда аламыз. Бұл химиялық реакцияның теңдеуі мынадай түрде жазылуы мүмкін: 2H ₂ S + O ₂ = 2S + 2H ₂ O. Бұдан басқа, күкіртті түрлі металлургиялық процестерде алуға болады, мысалы, никель, мыс және басқа металдар өндірісінде.

Өнеркәсіпте қолданыңыз

Біз қарайтын металл емес кеңінен қолдану химия өнеркәсібінде кездеседі. Жоғарыда айтылғандай, мұнда ол сульфат қышқылын алу үшін қолданылады. Бұдан басқа, күкірт матаның сәйкестігі үшін құрамдас ретінде пайдаланылады, себебі ол тұтанатын материал. Жарылғыш заттар, аэробика, бенгал шамдары және т.б. өндірісінде қажет. Сонымен қатар, күкірт зиянкестермен күресудің ингредиенттерінің бірі ретінде қолданылады. Медицинада ол тері ауруларына арналған препараттарды өндіруде компонент ретінде пайдаланылады. Сондай-ақ, аталған зат түрлі бояғыштарды өндіруде қолданылады. Сонымен қатар ол фосфор өндірісінде қолданылады.

Күкірттің электрондық құрылымы

Белгілі болғандай, барлық атомдар протондар орналасқан ядродан тұрады - оң зарядталған бөлшектер - және нейтрондар, яғни нөлдік зарядталған бөлшектер. Ядроның айналасында электрондар айналады, заряды теріс. Атомның бейтарап болуы үшін оның құрылымында протон мен электрондардың саны бірдей болуы керек. Егер соңғы мөлшері үлкен болса, ол теріс ион-анион болып табылады. Егер керісінше - протон саны электрондардың санынан көп болса - бұл оң ион немесе катион. Күкірт анионы қышқыл қалдық ретінде әрекет етуі мүмкін. Бұл сульфид қышқылы (сутегі сульфиді) және металл сульфидтері сияқты заттардың молекулаларының бір бөлігі. Анион электролиттік диссоциация кезінде пайда болады, ол кезде зат суда ерітілгенде пайда болады. Бұл жағдайда молекула металл иондары немесе сутегі, сондай-ақ қышқыл қалдықтарының немесе гидроксил топ (OH-) катион-ионы ретінде ұсынылуы мүмкін катионға ыдырайды. Периодтық кестедегі күкірттің сериялық нөмірі он алты болғандықтан, оның ядросында осындай протондардың бар екендігі туралы қорытынды жасауға болады. Бұдан шығатын болсақ, онда он алты электрон айналасында айналады деп айтуға болады. Нейтрондардың саны химиялық элементтің реттік санын молярлық массасынан алу арқылы анықталуы мүмкін: 32-16 = 16. Әрбір электрон хаотически емес айналады, бірақ белгілі бір орбитада. Күкірт кезеңдік кестенің үшінші кезеңіне жататын химиялық элемент болғандықтан, ядро айналасында үш орбита бар. Біріншісі - екі электрон, екінші - сегіз, үшінші - алты. Күкірт атомының электронды формуласы келесідей жазылған: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.

Табиғаттың таралуы

Тұтастай алғанда, аталған химиялық элемент түрлі металдардың сульфидтері болып табылатын минералдарда кездеседі. Ең алдымен, бұл пирит темірдің тұзы; Сондай-ақ қорғасын, күміс, мыс жылтырлығы, мырыш блендері, киннабар - сынап сульфиді. Бұдан басқа, күкірт минералдар құрамына кіре алады, олардың құрылымы үш немесе одан көп химиялық элементтермен ұсынылған. Мысалы, халькопирит, мирабилит, кисерит, гипс. Олардың әрқайсысын егжей-тегжейлі қарастыруыңызға болады. Пирит - темірдің сульфиді немесе FeS ₂ . Ол алтын түсті мөлдір сары түске ие. Бұл минерал жиі зергерлік бұйымдарды жасау үшін кеңінен қолданылатын лапис лазуидегі қоспамен кездеседі. Бұл екі минералдың жиі ортақ депозитке ие екендігіне байланысты. Мыстың жылтырлығы - халькокит немесе халькозин - бұл металға ұқсас көкшіл сұр түсті зат. Жарқыраған жылтыр (гален) және күміс жалтыратқыш (аркантит) ұқсас қасиеттерге ие: олар екі жағынан да металдарды ұқсайды, сұр түсті. Киннабар - сұр сіңімділігі бар қоңыр-қызыл түтікті минерал. CuFeS ₂ химиялық формуласы - алтын сары, халькопирит, ол сондай-ақ алтын қоспасы деп аталады. Мырыш бленд (сфальерит) амбрадан қызғылт сарыға дейін түсі болуы мүмкін. Мирабилит - Na ₂ SO ₄ x 10H 2O - мөлдір немесе ақ кристалдар. Ол сондай-ақ медицинада қолданылатын глаубердің тұзы деп аталады. Кисериттың химиялық формуласы MgSO ₄ xH 2O болып табылады. Ол ақ немесе түссіз ұнтаққа ұқсайды. Гипстің химиялық формуласы CaSO ₄ x 2H ₂ O. Сонымен қатар, бұл химиялық элемент тірі организмдердің жасушаларының бөлігі болып табылады және маңызды микроэлементтер болып табылады.