Công thức hóa học của lưu huỳnh là gì
|
- Nguyên tử lưu huỳnh có số hiệu nguyên tử là 16, thuộc nhóm VIA, chu kì 3 của bảng tuần hoan các nguyên tố hóa học Show
Nguyên tử lưu huỳnh có cấu hình electron 1 1s22s22p63s23p4. Lớp ngoài cùng có 6e1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh  2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh Thí nghiệm: Cho một mẩu nhỏ lưu huỳnh vào ống nghiệm rồi đun trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát hiện tượng ta thấy: Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy (dưới 1130C), Sα và Sβ là chất rắn, màu vàng. Phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhau tạo thành mạch vòng: Ở nhiệt độ 1190C, lưu huỳnh nóng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Ở nhiệt độ này, các phân tử S8 chuyển động trượt trên nhau rất dễ dàng. Ở nhiệt độ 1870C, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, có màu nâu đỏ. Ở nhiệt độ này, mạch vòng của phân tử S8 bị đứt gẫy tạo thành những chuỗi có 8 nguyên tử S. Những chuỗi này liên kết với nhau tạo thành phân tử lớn, chứa tới hàng triệu nguyên tử (Sn). Những phân tử Sn chuyển động rất khó khăn: Ở nhiệt độ 4450C, lưu huỳnh sôi. Ở nhiệt độ này các phân tử lớn Sn bị đứt gẫy thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi. Thí dụ, ở 14000C hơi lưu huỳnh là những phân tử S2, ở nhiệt độ 17000C hơi lưu huỳnh là những nguyên tử S. Để đơn giản, người ta dùng kí hiệu S mà không dùng công thức phân tử S8 trong các phản ứng hóa học. Nguyên tử S có cấu hình electron là 1s22s22p63s23p4. Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử S có 2 electron độc thân. Ở trạng thái kích thích, nguyên tử S có 4 hoặc 6 electron độc thân. Trong những thí dụ trên, số oxi hóa của các nguyên tố S giảm từ 0 xuống −2. S thể hiện tính oxi hóa. 2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng được với một số phi kim như oxi, clo, flo: Trong những phản ứng trên, số oxi hóa của nguyên tố S tăng từ 0 đến +4 hoặc +6. S thể hiện tính khử. Lưu huỳnh còn có tên gọi khác là Sulfur, là một nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn, có ký hiệu là S và có số nguyên tử là 16.
ĐẶC TRƯNG NỔI BẬT CỦA LƯU HUỲNH– Ở điều kiện nhiệt độ phòng, lưu huỳnh ở trạng thái rắn xốp và có màu vàng nhạt và ở trạng thái đơn chất không có mùi. Phi kim này khi cháy có ngọn lửa màu xanh lam và toả ra đioxit lưu huỳnh có mùi ngột ngạt, khác thường và tạo cảm giác khó chịu. Sulfur không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong đisulfua cacbon và các dung môi không phân cực khác. Một số trạng thái ôxi hóa phổ biến của Sulfur là -2, -1(pirit sắt…), +2, +4 và +6. Sulfur tạo thành các hợp chất ổn định với gần như mọi nguyên tố, chỉ ngoại trừ các khí trơ. – Ở trạng thái rắn, Sulfur tồn tại như các phân tử vòng dạng vòng hoa S8 và bên cạnh đó nó cũng có nhiều hình thù khác. Màu vàng đặc trưng của lưu huỳnh được tạo nên từ việc loại một nguyên tử từ vòng S7. Ngược lại, nguyên tố oxy cùng phân nhóm nhưng lại nhẹ hơn về cơ bản chỉ tổn tại trong 2 dạng là: O2 và O3 – Sulfur có tinh thể rất phức tạp, phục thuộc vào các điều kiện cụ thể, các thù hình của chúng tạo thành các cấu trúc tinh thể khác nhau, các dạng hình thoi và xiên đơn S8 là các dạng được nghiên cứu tỉ mỉ nhất. – Sulfur nóng chảy có độ nhớt, đây cũng là tính chất nổi bật của phi kim này, độ nhớt này tăng lên theo nhiệt độ do sự hình thành các chuỗi polyme. Tuy nhiên, sau khi đã đạt được một khoảng nhiệt độ nhất định thì độ nhớt lại bị giảm do đã đủ năng lượng để phá vỡ chuỗi polymer. – Sulfur vô định hình hay còn gọi là “dẻo” có thể tạo ra khi làm nguội nhanh Sulfur nóng chảy. Theo nghiên cứu tinh thể bằng tia X, dạng vô định hình có thể có cấu trúc xoắn ốc với 8 nguyên tử trên một vòng. Đây là dạng ổn định ở nhiệt độ phòng và dần chuyển thành dạng kết tinh. Quá trình này diễn ra trong vài giờ hoặc vài ngày nhưng có thể tăng tốc nếu có xúc tác. ỨNG DỤNG CỦA LƯU HUỲNHỨng dụng chủ yếu của lưu huỳnhLưu huỳnh được dùng nhiều trong công nghiệp với các ứng dụng khác nhau. Sulfur có dẫn xuất chính là axít sulfuric (H2SO4), được đánh giá là một trong những nguyên tố quan trọng nhất được dùng như nguyên liệu công nghiệp và được xem là quan trọng bậc nhất với mọi lĩnh vực của kinh tế thế giới. Một số ứng dụng chủ yếu của lưu huỳnh:
Vai trò sinh học
Ảnh hưởng môi trường
TÍNH CHẤT CỦA LƯU HUỲNHTính chất vật lýDạng thù hình:
Hai dạng này khác nhau về cấu tạo tinh thể cùng một số tính chất vật lý nhưng có tính chất hoá học giống nhau. Hai dạng này có thể biến đổi qua lại với nhau tuỳ theo điều kiện nhiệt độ. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tính chất vật lý:
Tính chất hoá họcNguyên tử S có 6e lớp ngoài cùng, trong đó có 2e độc thân. Trong phản ứng hoá học thì số oxi hóa của lưu huỳnh có thể giảm hoặc tăng: −2; 0; +4; +6. Tính oxi hoá Khi tác dụng với các kim loại hoặc hidro, số oxi hoá của Sulfur giảm từ 0 xuống -2.
Khi tác dụng với kim loại: Sulfur tác tụng với kim loại tạo thành muối Sunfua.
Khi tác dụng với hydro tạo thành khí hiđro sunfua.
Lưu huỳnh tác dụng với phi kim hoạt động mạnh hơn, số oxi hoá tăng lên từ 0 lên +4 hoặc +6.
Lưu huỳnh phản ứng với phi kim khi ở nhiệt độ thích hợp.
Tác dụng với chất oxi hoá mạnh.
SẢN XUẤT LƯU HUỲNHLưu huỳnh được sản xuất chủ yếu theo 2 phương pháp sau: Phương pháp vật lý:
Phương pháp hoá học:
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH CỦA LƯU HUỲNHLưu huỳnh có tên tiếng Phạn là: sulvere và tiếng Latinh là: sulpur, còn được gọi là lưu hoàng, sinh diêm vàng và diêm sinh. Trong tiếng Ả Rập sufra có nghĩa là màu vàng, có từ màu sáng của dạng tự nhiên của lưu huỳnh và được cho rằng nó là nguyên tử của các tên gọi để chỉ lưu huỳnh trong ngôn ngữ của một số quốc gia châu Âu hiện nay. Homer đã đề cập tới “lưu huỳnh ngăn ngừa các loài phá hoại” từ thế kỷ 9 TCN và năm 424 TCN thì bộ tộc ở Boeotia đã tiêu hủy các bức tường của thành phố bằng cách đốt hỗn hợp than, lưu huỳnh và hắc ín dưới chân tường. Vào khoảng thế kỷ 12, người Trung Quốc đã phát minh ra thuốc súng, là hỗn hợp của nitrat kali (KNO3), cacbon và lưu huỳnh. Năm 1867 lưu huỳnh đã được phát hiện trong các mỏ ở Louisiana và Texas. SỰ PHỔ BIẾN CỦA LƯU HUỲNHỞ dạng đơn chất, Sulfur được tìm thấy ở gần các suối nước nóng và các khu vực núi lửa tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là dọc theo vành đai lửa Thái Bình Dương. Các mỏ đáng kể của lưu huỳnh đơn chất cũng tồn tại trong các mỏ muối dọc theo bờ biển thuộc vịnh Mexico và trong các evaporit ở Đông Âu và Tây Á. Lưu huỳnh thu được từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu Athabasca đã trở thành nguồn cung cấp lớn trên thị trường, với các kho dự trữ lớn dọc theo Alberta. Các hợp chất chứa lưu huỳnh nguồn gốc tự nhiên phổ biến nhất là các sulfua kim loại, như pyrit (sulfua sắt), cinnabar hay chu sa (sulfua thủy ngân), galen (sulfua chì), sphalerit (sulfua kẽm) và stibnit (sulfua antimon) cũng như các sulfat kim loại, như thạch cao (sulfat canxi), alunit (sulfat nhôm kali) và barit (sulfat bari).
HỢP CHẤT CỦA LƯU HUỲNHHợp chất của lưu huỳnh là Sulfua Hydro, có mùi trứng thối đặc trưng, khi hoà tan trong nước thì có tính axit và phản ứng với nhiều kim loại để tạo ra các sulfua kim loại. Sulfua kim loại khá phổ biến, phổ biến nhất là của sắt, sulfua của sắt còn được gọi là pyrit. Lưu huỳnh còn có nhiều hợp chất khác như êtyl và mêtyl mecaptan có mùi khó ngửi và được dùng làm chất tạo mùi cho khí đốt nhằm dễ dàng phát hiện rò rỉ. Nitrua lưu huỳnh polyme hóa có các tính chất của kim loại mặc dù chúng không chứa bất kỳ một nguyên tử kim loại nào. Chúng có các tính chất điện và quang học bất thường và polyme này có thể tạo ra từ têtranitrua têtra lưu huỳnh S4N4. Một số hợp chất quan trọng khác của lưu huỳnhHợp chất vô cơ Một số hợp chất vô cơ của lưu huỳnh là:
Hợp chất hữu cơ Một số hợp chất hữu cơ:
Đồng vị
Lưu ý với các hợp chất của lưu huỳnhCần cẩn thận khi tiếp xúc với: đisulfua cacbon, ôxysulfua cacbon, sulfua hiđrô và điôxít lưu huỳnh.
|
