Το θείο είναι ένα χημικό στοιχείο που βρίσκεται στην έκτη ομάδα και στην τρίτη περίοδο του περιοδικού πίνακα. Σε αυτό το άρθρο, θα ρίξουμε μια λεπτομερή ματιά στις χημικές και φυσικές του ιδιότητες, την παραγωγή, τη χρήση και ούτω καθεξής. Το φυσικό χαρακτηριστικό περιλαμβάνει χαρακτηριστικά όπως το χρώμα, το επίπεδο ηλεκτρικής αγωγιμότητας, το σημείο βρασμού του θείου κ.λπ. Το χημικό περιγράφει την αλληλεπίδρασή του με άλλες ουσίες.
Θείο από άποψη φυσικής
Αυτή είναι μια εύθραυστη ουσία. Υπό κανονικές συνθήκες, βρίσκεται σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης. Το θείο έχει κίτρινο χρώμα λεμονιού.
Και ως επί το πλείστον, όλες οι ενώσεις του έχουν κίτρινες αποχρώσεις. Δεν διαλύεται στο νερό. Έχει χαμηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Αυτά τα χαρακτηριστικά το χαρακτηρίζουν ως τυπικό αμέταλλο. Παρά το γεγονός ότι η χημική σύνθεση του θείου δεν είναι καθόλου περίπλοκη, αυτή η ουσία μπορεί να έχει πολλές παραλλαγές. Όλα εξαρτώνται από τη δομή του κρυσταλλικού πλέγματος, με τη βοήθεια του οποίου συνδέονται τα άτομα, αλλά δεν σχηματίζουν μόρια.
Έτσι, η πρώτη επιλογή είναι το ρομβικό θείο. Τυχαίνει να είναιτο πιο σταθερό. Το σημείο βρασμού αυτού του τύπου θείου είναι τετρακόσιοι σαράντα πέντε βαθμοί Κελσίου. Αλλά για να περάσει μια δεδομένη ουσία σε αέρια κατάσταση συσσωμάτωσης, πρέπει πρώτα να περάσει από μια υγρή κατάσταση. Έτσι, η τήξη του θείου συμβαίνει σε μια θερμοκρασία που είναι εκατόν δεκατρείς βαθμοί Κελσίου.
Η δεύτερη επιλογή είναι το μονοκλινικό θείο. Είναι κρύσταλλοι σε σχήμα βελόνας με σκούρο κίτρινο χρώμα. Η τήξη του θείου του πρώτου τύπου και στη συνέχεια η αργή ψύξη του οδηγεί στο σχηματισμό αυτού του τύπου. Αυτή η ποικιλία έχει σχεδόν τα ίδια φυσικά χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, το σημείο βρασμού του θείου αυτού του τύπου εξακολουθεί να είναι το ίδιο τετρακόσιοι σαράντα πέντε βαθμοί. Επιπλέον, υπάρχει μια τέτοια ποικιλία αυτής της ουσίας όπως το πλαστικό. Λαμβάνεται ρίχνοντας σε κρύο νερό που έχει ζεσταθεί σχεδόν σε ρόμβο. Το σημείο βρασμού του θείου αυτού του τύπου είναι το ίδιο. Αλλά η ουσία έχει την ικανότητα να τεντώνεται σαν καουτσούκ.
Ένα άλλο στοιχείο του φυσικού χαρακτηριστικού για το οποίο θα ήθελα να μιλήσω είναι η θερμοκρασία ανάφλεξης του θείου.
Αυτός ο αριθμός μπορεί να διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του υλικού και την προέλευσή του. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία ανάφλεξης του τεχνικού θείου είναι εκατόν ενενήντα βαθμοί. Αυτό είναι ένα αρκετά χαμηλό ποσοστό. Σε άλλες περιπτώσεις, το σημείο ανάφλεξης του θείου μπορεί να είναι διακόσιες σαράντα οκτώ μοίρες και ακόμη και διακόσιες πενήντα έξι. Όλα εξαρτώνται από το υλικό από το οποίο εξορύχθηκε, τι πυκνότητα έχει. Αλλά μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμαότι η θερμοκρασία καύσης του θείου είναι αρκετά χαμηλή, σε σύγκριση με άλλα χημικά στοιχεία, είναι εύφλεκτη ουσία. Επιπλέον, μερικές φορές το θείο μπορεί να συνδυαστεί σε μόρια που αποτελούνται από οκτώ, έξι, τέσσερα ή δύο άτομα. Τώρα, έχοντας εξετάσει το θείο από τη σκοπιά της φυσικής, ας προχωρήσουμε στην επόμενη ενότητα.
Χημικός χαρακτηρισμός του θείου
Αυτό το στοιχείο έχει σχετικά χαμηλή ατομική μάζα, είναι τριάντα δύο γραμμάρια ανά mole. Το χαρακτηριστικό του στοιχείου θείου περιλαμβάνει ένα τέτοιο χαρακτηριστικό αυτής της ουσίας όπως η ικανότητα να έχει διαφορετικούς βαθμούς οξείδωσης. Σε αυτό διαφέρει από, ας πούμε, υδρογόνο ή οξυγόνο. Λαμβάνοντας υπόψη το ερώτημα ποιο είναι το χημικό χαρακτηριστικό του θειούχου στοιχείου, είναι αδύνατο να μην αναφέρουμε ότι, ανάλογα με τις συνθήκες, εμφανίζει τόσο αναγωγικές όσο και οξειδωτικές ιδιότητες. Έτσι, με τη σειρά, εξετάστε την αλληλεπίδραση μιας δεδομένης ουσίας με διάφορες χημικές ενώσεις.
Θείο και απλές ουσίες
Απλές είναι οι ουσίες που έχουν μόνο ένα χημικό στοιχείο στη σύνθεσή τους. Τα άτομά του μπορεί να συνδυάζονται σε μόρια, όπως, για παράδειγμα, στην περίπτωση του οξυγόνου, ή μπορεί να μην συνδυάζονται, όπως συμβαίνει με τα μέταλλα. Έτσι, το θείο μπορεί να αντιδράσει με μέταλλα, άλλα αμέταλλα και αλογόνα.
Αλληλεπίδραση με μέταλλα
Αυτό το είδος διαδικασίας απαιτεί υψηλή θερμοκρασία. Υπό αυτές τις συνθήκες, εμφανίζεται μια αντίδραση προσθήκης. Δηλαδή, τα άτομα μετάλλου συνδυάζονται με άτομα θείου, σχηματίζοντας έτσι σύνθετες ουσίες σουλφίδια. Για παράδειγμα, εάν θερμαίνετεδύο mole καλίου, αναμεμειγμένα με ένα mole θείου, παίρνουμε ένα mole από το σουλφίδιο αυτού του μετάλλου. Η εξίσωση μπορεί να γραφτεί ως εξής: 2K + S=K2S.
Αντίδραση με οξυγόνο
Πρόκειται για καύση θείου. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, σχηματίζεται το οξείδιο του. Το τελευταίο μπορεί να είναι δύο τύπων. Επομένως, η καύση του θείου μπορεί να συμβεί σε δύο στάδια. Το πρώτο είναι όταν ένα mole θείου και ένα mole οξυγόνου σχηματίζουν ένα mole διοξειδίου του θείου. Μπορείτε να γράψετε την εξίσωση αυτής της χημικής αντίδρασης ως εξής: S + O2=SO2. Το δεύτερο στάδιο είναι η προσθήκη ενός ακόμη ατόμου οξυγόνου στο διοξείδιο. Αυτό συμβαίνει όταν ένα mole οξυγόνου προστίθεται σε δύο mole διοξειδίου του θείου σε υψηλές θερμοκρασίες. Το αποτέλεσμα είναι δύο γραμμομόρια τριοξειδίου του θείου. Η εξίσωση για αυτήν τη χημική αλληλεπίδραση μοιάζει με αυτό: 2SO2 + O2=2SO3. Ως αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης, σχηματίζεται θειικό οξύ. Έτσι, πραγματοποιώντας τις δύο διαδικασίες που περιγράφηκαν, είναι δυνατό να περάσει το τριοξείδιο που προκύπτει μέσω ενός πίδακα υδρατμών. Και παίρνουμε θειικό οξύ. Η εξίσωση για μια τέτοια αντίδραση γράφεται ως εξής: SO3 + H2O=H2 SO 4.
Αλληλεπίδραση με αλογόνα
Οι χημικές ιδιότητες του θείου, όπως και άλλων μη μετάλλων, του επιτρέπουν να αντιδρά με αυτήν την ομάδα ουσιών. Περιλαμβάνει ενώσεις όπως φθόριο, βρώμιο, χλώριο, ιώδιο. Το θείο αντιδρά με οποιοδήποτε από αυτά, εκτός από το τελευταίο. Ένα παράδειγμα είναι η διαδικασία φθορίωσης του εξεταζόμενουμας ένα στοιχείο του περιοδικού πίνακα. Με θέρμανση του αναφερόμενου αμέταλλου με ένα αλογόνο, μπορούν να ληφθούν δύο παραλλαγές φθορίου. Η πρώτη περίπτωση: αν πάρουμε ένα mole θείου και τρία mole φθορίου, θα έχουμε ένα mole φθόριο, ο τύπος του οποίου είναι SF6. Η εξίσωση μοιάζει με αυτό: S + 3F2=SF6. Επιπλέον, υπάρχει και μια δεύτερη επιλογή: αν πάρουμε ένα mole θείου και δύο mole φθορίου, θα πάρουμε ένα mole φθορίου με τον χημικό τύπο SF4. Η εξίσωση γράφεται ως εξής: S + 2F2=SF4. Όπως μπορείτε να δείτε, όλα εξαρτώνται από τις αναλογίες στις οποίες αναμειγνύονται τα συστατικά. Με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η διαδικασία χλωρίωσης του θείου (μπορούν επίσης να σχηματιστούν δύο διαφορετικές ουσίες) ή βρωμίωσης.
Αλληλεπίδραση με άλλες απλές ουσίες
Ο χαρακτηρισμός του θειούχου στοιχείου δεν τελειώνει εκεί. Η ουσία μπορεί επίσης να εισέλθει σε χημική αντίδραση με υδρογόνο, φώσφορο και άνθρακα. Λόγω της αλληλεπίδρασης με το υδρογόνο, σχηματίζεται θειούχο οξύ. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασής του με μέταλλα, μπορούν να ληφθούν τα σουλφίδια τους, τα οποία, με τη σειρά τους, λαμβάνονται επίσης με άμεση αντίδραση του θείου με το ίδιο μέταλλο. Η προσθήκη ατόμων υδρογόνου σε άτομα θείου συμβαίνει μόνο σε συνθήκες πολύ υψηλής θερμοκρασίας. Όταν το θείο αντιδρά με τον φώσφορο, σχηματίζεται το φωσφίδιο του. Έχει τον ακόλουθο τύπο: P2S3. Για να πάρετε ένα mole αυτής της ουσίας, πρέπει να πάρετε δύο mol φωσφόρου και τρεις γραμμομόρια θείου. Όταν το θείο αλληλεπιδρά με τον άνθρακα, σχηματίζεται το καρβίδιο του θεωρούμενου μη μετάλλου. Ο χημικός τύπος του μοιάζει με αυτό: CS2. Για να πάρετε ένα mole αυτής της ουσίας, πρέπει να πάρετε ένα mole άνθρακα και δύο mole θείου. Όλες οι αντιδράσεις προσθήκης που περιγράφονται παραπάνω συμβαίνουν μόνο όταν τα αντιδρώντα θερμαίνονται σε υψηλές θερμοκρασίες. Εξετάσαμε την αλληλεπίδραση του θείου με απλές ουσίες, τώρα ας περάσουμε στην επόμενη παράγραφο.
Θείο και σύνθετες ενώσεις
Σύνθετες είναι εκείνες οι ουσίες των οποίων τα μόρια αποτελούνται από δύο (ή περισσότερα) διαφορετικά στοιχεία. Οι χημικές ιδιότητες του θείου του επιτρέπουν να αντιδρά με ενώσεις όπως τα αλκάλια, καθώς και με συμπυκνωμένο θειικό οξύ. Οι αντιδράσεις του με αυτές τις ουσίες είναι μάλλον περίεργες. Αρχικά, σκεφτείτε τι συμβαίνει όταν το εν λόγω αμέταλλο αναμειγνύεται με αλκάλια. Για παράδειγμα, αν πάρετε έξι γραμμομόρια υδροξειδίου του καλίου και προσθέσετε τρία γραμμομόρια θείου σε αυτά, θα λάβετε δύο γραμμομόρια θειούχου καλίου, ένα γραμμομόριο από αυτό το θειώδες μέταλλο και τρία γραμμομόρια νερού. Αυτό το είδος αντίδρασης μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη εξίσωση: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 Ο. Με την ίδια αρχή, η αλληλεπίδραση λαμβάνει χώρα εάν προστεθεί υδροξείδιο του νατρίου. Στη συνέχεια, εξετάστε τη συμπεριφορά του θείου όταν προστίθεται σε αυτό πυκνό διάλυμα θειικού οξέος. Εάν πάρουμε ένα mole της πρώτης και δύο mole της δεύτερης ουσίας, παίρνουμε τα ακόλουθα προϊόντα: τριοξείδιο του θείου σε ποσότητα τριών moles, και επίσης νερό - δύο mole. Αυτή η χημική αντίδραση μπορεί να λάβει χώρα μόνο όταν τα αντιδρώντα θερμαίνονται σε υψηλή θερμοκρασία.
Λήψη του εν λόγω στοιχείουμη μεταλλικό
Υπάρχουν αρκετοί βασικοί τρόποι με τους οποίους μπορείτε να εξαγάγετε θείο από μια ποικιλία ουσιών. Η πρώτη μέθοδος είναι να απομονωθεί από τον πυρίτη. Ο χημικός τύπος του τελευταίου είναι FeS2. Όταν αυτή η ουσία θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, μπορεί να ληφθεί άλλο θειούχο σίδηρο - FeS - και θείο. Η εξίσωση της αντίδρασης γράφεται ως εξής: FeS2=FeS + S. Η δεύτερη μέθοδος λήψης θείου, που χρησιμοποιείται συχνά στη βιομηχανία, είναι η καύση του θείου υπό την προϋπόθεση μικρή ποσότητα οξυγόνου. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να πάρετε το θεωρούμενο μη μέταλλο και νερό. Για να πραγματοποιήσετε την αντίδραση, πρέπει να πάρετε τα συστατικά σε μοριακή αναλογία δύο προς ένα. Ως αποτέλεσμα, παίρνουμε τα τελικά προϊόντα σε αναλογίες δύο προς δύο. Η εξίσωση αυτής της χημικής αντίδρασης μπορεί να γραφτεί ως εξής: Ο. Επιπλέον, το θείο μπορεί να ληφθεί κατά τη διάρκεια διαφόρων μεταλλουργικών διεργασιών, για παράδειγμα, στην παραγωγή μετάλλων όπως το νικέλιο, ο χαλκός και άλλα.
Βιομηχανική χρήση
Το μη μέταλλο που εξετάζουμε έχει βρει την ευρύτερη εφαρμογή του στη χημική βιομηχανία. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, εδώ χρησιμοποιείται για τη λήψη θειικού οξέος από αυτό. Επιπλέον, το θείο χρησιμοποιείται ως συστατικό για την κατασκευή σπίρτων, λόγω του ότι είναι εύφλεκτο υλικό. Είναι επίσης απαραίτητο στην παραγωγή εκρηκτικών, πυρίτιδας, βεγγαλικών κ.λπ. Επιπλέον, το θείο χρησιμοποιείται ως ένα από τα συστατικά των προϊόντων ελέγχου παρασίτων. ΣΤΟφάρμακο, χρησιμοποιείται ως συστατικό στην παρασκευή φαρμάκων για δερματικές παθήσεις. Επίσης, η εν λόγω ουσία χρησιμοποιείται στην παραγωγή διαφόρων βαφών. Επιπλέον, χρησιμοποιείται στην παρασκευή φωσφόρων.
Ηλεκτρονική δομή του θείου
Όπως γνωρίζετε, όλα τα άτομα αποτελούνται από έναν πυρήνα, ο οποίος περιέχει πρωτόνια -θετικά φορτισμένα σωματίδια- και νετρόνια, δηλαδή σωματίδια με μηδενικό φορτίο. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα με αρνητικό φορτίο. Για να είναι ένα άτομο ουδέτερο, πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων στη δομή του. Εάν υπάρχουν περισσότερα από τα τελευταία, αυτό είναι ήδη ένα αρνητικό ιόν - ένα ανιόν. Αν, αντίθετα, ο αριθμός των πρωτονίων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των ηλεκτρονίων, αυτό είναι θετικό ιόν ή κατιόν. Το ανιόν θείου μπορεί να δράσει ως υπόλειμμα οξέος. Αποτελεί μέρος των μορίων ουσιών όπως το θειούχο οξύ (υδρόθειο) και τα θειούχα μετάλλων. Ένα ανιόν σχηματίζεται κατά την ηλεκτρολυτική διάσταση, η οποία συμβαίνει όταν μια ουσία διαλύεται στο νερό. Σε αυτή την περίπτωση, το μόριο αποσυντίθεται σε ένα κατιόν, το οποίο μπορεί να αναπαρασταθεί ως ιόν μετάλλου ή υδρογόνου, καθώς και ως κατιόν - ένα ιόν ενός υπολείμματος οξέος ή μια ομάδα υδροξυλίου (ΟΗ-).
Δεδομένου ότι ο τακτικός αριθμός του θείου στον περιοδικό πίνακα είναι δεκαέξι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτός είναι ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα του. Με βάση αυτό, μπορούμε να πούμε ότι υπάρχουν επίσης δεκαέξι ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω. Ο αριθμός των νετρονίων μπορεί να βρεθεί αφαιρώντας τον αύξοντα αριθμό του χημικού στοιχείου από τη μοριακή μάζα: 32- 16=16. Κάθε ηλεκτρόνιο δεν περιστρέφεται τυχαία, αλλά σε μια συγκεκριμένη τροχιά. Δεδομένου ότι το θείο είναι ένα χημικό στοιχείο που ανήκει στην τρίτη περίοδο του περιοδικού πίνακα, υπάρχουν τρεις τροχιές γύρω από τον πυρήνα. Το πρώτο έχει δύο ηλεκτρόνια, το δεύτερο έχει οκτώ και το τρίτο έχει έξι. Ο ηλεκτρονικός τύπος του ατόμου του θείου γράφεται ως εξής: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
Επιπολασμός στη φύση
Βασικά, το θεωρούμενο χημικό στοιχείο βρίσκεται στη σύνθεση ορυκτών, τα οποία είναι σουλφίδια διαφόρων μετάλλων. Πρώτα απ 'όλα, είναι πυρίτης - αλάτι σιδήρου. Είναι επίσης μόλυβδος, ασήμι, λάμψη χαλκού, μείγμα ψευδαργύρου, θειούχος κιννάβαρος - υδράργυρος. Επιπλέον, το θείο μπορεί επίσης να είναι μέρος ορυκτών, η δομή των οποίων αντιπροσωπεύεται από τρία ή περισσότερα χημικά στοιχεία.
Για παράδειγμα, χαλκοπυρίτης, μιραμπιλίτης, κισερίτης, γύψος. Μπορείτε να εξετάσετε το καθένα από αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες. Ο πυρίτης είναι ένα σουλφίδιο σιδήρου ή FeS2. Έχει ανοιχτό κίτρινο χρώμα με χρυσαφένια γυαλάδα. Αυτό το ορυκτό μπορεί συχνά να βρεθεί ως ακαθαρσία στο λάπις λάζουλι, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή κοσμημάτων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι αυτά τα δύο ορυκτά έχουν συχνά ένα κοινό κοίτασμα. Η λάμψη του χαλκού - χαλκοσίτης, ή χαλκοζίνη - είναι μια γαλαζωπό γκρι ουσία, παρόμοια με το μέταλλο. Η λάμψη του μολύβδου (γαλένα) και η ασημένια λάμψη (αργεντίτης) έχουν παρόμοιες ιδιότητες: και τα δύο μοιάζουν με μέταλλα και έχουν γκρι χρώμα. Η κιννάβαρη είναι ένα καφέ-κόκκινο θαμπό ορυκτό με γκρι μπαλώματα. Χαλκοπυρίτης, χημικόςτου οποίου ο τύπος είναι CuFeS2, - χρυσοκίτρινο, ονομάζεται επίσης χρυσό blende. Το μείγμα ψευδαργύρου (σφαληρίτης) μπορεί να έχει χρώμα από κεχριμπαρένιο έως φλογερό πορτοκαλί. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - διαφανείς ή λευκοί κρύσταλλοι. Ονομάζεται επίσης αλάτι του Glauber, που χρησιμοποιείται στην ιατρική. Ο χημικός τύπος του κισερίτη είναι MgSO4xH2O. Εμφανίζεται ως λευκή ή άχρωμη σκόνη. Ο χημικός τύπος του γύψου είναι CaSO4x2H2O. Επιπλέον, αυτό το χημικό στοιχείο αποτελεί μέρος των κυττάρων των ζωντανών οργανισμών και αποτελεί σημαντικό ιχνοστοιχείο.
