Rikkiyhdisteet. Rikin hapetustilat yhdisteissä. Rikkiyhdisteen kaavat

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 05:25

Kalkogeenien alaryhmään kuuluu rikki – tämä on toinen niistä alkuaineista, jotka voivat muodostaa suuren määrän malmiesiintymiä. Sulfaatit, sulfidit, oksidit ja muut rikkiyhdisteet ovat hyvin yleisiä, tärkeitä teollisuudessa ja luonnossa. Siksi tässä artikkelissa pohditaan, mitä ne ovat, mikä rikki itse on, sen yksinkertainen aine.

Rikki ja sen ominaisuudet

Tällä elementillä on seuraava sijainti jaksotaulukossa.

1. Kuudes ryhmä, pääalaryhmä.
2. Kolmas pieni jakso.
3. Atomimassa - 32, 064.
4. Järjestysluku - 16, sama määrä protoneja ja elektroneja, neutroneja myös 16.
5. Viittaa ei-metallisiin elementteihin.
6. Kaavoissa se luetaan "es", elementin nimi rikki, latinalainen sulfur.

Luontossa on neljä stabiilia isotooppia, joiden massaluvut ovat 32, 33, 34 ja 36. Tämä alkuaine on kuudenneksi runsain luonnossa. Viittaa biogeenisiin elementteihin, koska se on osa tärkeää orgaanistamolekyylejä.

Atomin elektroninen rakenne

Rkkiyhdisteiden monimuotoisuus johtuu atomin elektronisen rakenteen erityispiirteistä. Se ilmaistaan seuraavalla konfigurointikaavalla: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Annettu järjestys heijastaa vain elementin paikallaan olevaa tilaa. Tiedetään kuitenkin, että jos atomille annetaan lisäenergiaa, elektronit voivat hajota 3p- ja 3s-alatasoilla, minkä jälkeen tapahtuu toinen siirtyminen 3d:hen, joka pysyy vapaana. Tämän seurauksena atomin valenssi ei muutu, vaan myös kaikki mahdolliset hapetustilat. Niiden määrä kasvaa merkittävästi, samoin kuin erilaisten aineiden määrä, joissa on rikkiä.

Rikin hapetustilat yhdisteissä

Tästä indikaattorista on useita päämuunnelmia. Rikin os alta se on:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Näistä S⁺² on harvinaisin, loput ovat hajallaan kaikkialla. Koko aineen kemiallinen aktiivisuus ja hapetuskyky riippuvat yhdisteiden rikin hapetusasteesta. Joten esimerkiksi yhdisteet, joissa on -2, ovat sulfideja. Niissä tarkastelemamme alkuaine on tyypillinen hapetin.

Mitä korkeampi yhdisteen hapetusaste on, sitä selvempi aineen hapetuskyky on. Tämä on helppo varmistaa, jos muistamme kaksi pääasiallista happoa, joita rikki muodostaa:

• H₂SO₃ - rikkipitoinen;
• H₂SO₄ - rikki.

Se tiedetäänjälkimmäinen on paljon vakaampi, vahvempi yhdiste, jolla on erittäin vahva hapetuskyky korkeassa pitoisuudessa.

Yksinkertainen aine

Yksinkertaisena aineena rikki on keltaisia kauniita kiteitä, joilla on tasainen, säännöllinen, pitkänomainen muoto. Vaikka tämä on vain yksi sen muodoista, koska tällä aineella on kaksi pääasiallista allotrooppista modifikaatiota. Ensimmäinen, monokliininen tai rombinen, on keltainen kiteinen kappale, joka ei voi liueta veteen, vaan vain orgaanisiin liuottimiin. Se eroaa hauraudesta ja kauniista rakenteen muodosta, joka esitetään kruunun muodossa. Sulamispiste - noin 110⁰C.

Jos et missaa välihetkeä lämmitettäessä tällaista modifikaatiota, voit havaita toisen tilan ajoissa - muovisen rikin. Se on kumimaisen ruskea viskoosi liuos, joka edelleen kuumennettaessa tai nopeasti jäähtyessään muuttuu jälleen rombisen muotoiseksi.

Jos puhumme toistuvalla suodatuksella saadusta kemiallisesti puhtaasta rikistä, se on kirkkaan keltaisia pieniä kiteitä, hauraita ja täysin veteen liukenemattomia. Pystyy syttymään joutuessaan kosketuksiin ilman kosteuden ja hapen kanssa. Eroavat melko korkeassa kemiallisessa aktiivisuudessa.

Luonnossa oleminen

Luonnossa on luonnollisia esiintymiä, joista uutetaan rikkiyhdisteitä ja itse rikki yksinkertaisena aineena. Lisäksi hänsisältää:

• mineraaleissa, malmeissa ja kivissä;
• eläinten, kasvien ja ihmisten kehossa, koska se on osa monia orgaanisia molekyylejä;
• maakaasussa, öljyssä ja hiilessä;
• öljyliuskeessa ja luonnonvesissä.

Joitakin rikin rikkaimmista mineraaleista voidaan nimetä:

• cinnabar;
• pyriitti;
• sfaleriitti;
• antimonite;
• galena ja muut.

Suurin osa nykyään tuotetusta rikistä menee sulfaattien tuotantoon. Toista osaa käytetään lääketieteellisiin tarkoituksiin, maataloudessa, teollisissa prosesseissa aineiden tuotantoon.

Fysikaaliset ominaisuudet

Ne voidaan kuvata useilla kohdista.

1. Veteen liukenematon, hiilidisulfidiin tai tärpättiin liukeneva.
2. Pitkittyneen kitkan aikana kertyy negatiivista varausta.
3. Sulamispiste on 110 ⁰C.
4. Keehumispiste 190 ⁰C.
5. Kun se saavuttaa 300 ⁰C muuttuu nestemäiseksi, helposti liikkuvaksi.
6. Puhdas aine voi syttyä itsestään palavat ominaisuudet ovat erittäin hyvät.
7. Sillä itsessään ei käytännössä ole hajua, mutta rikkivetyyhdisteet tuottavat terävän mätämunan hajun. Sekä jotkin kaasumaiset binääriedustajat.

Kyseisen aineen fysikaaliset ominaisuudet ovat olleet ihmisten tiedossa antiikista lähtien. Rikki sai nimensä syttyvyydestään. Sodissa käytettiin tukehduttavia ja myrkyllisiä huuruja, joita muodostuu tämän yhdisteen palaessa, mm.aseita vihollisia vastaan. Lisäksi rikkipitoisilla hapoilla on aina ollut suuri teollinen merkitys.

Kemialliset ominaisuudet

Teema: "Rkki ja sen yhdisteet" koulun kemian kurssilla ei kestä yhtä oppituntia, vaan useita. Loppujen lopuksi niitä on paljon. Tämä johtuu tämän aineen kemiallisesta aktiivisuudesta. Sillä voi olla sekä hapettavia ominaisuuksia vahvemmilla pelkistysaineilla (metallit, boori ja muut) että pelkistäviä ominaisuuksia useimmilla ei-metalleilla.

Tällaisesta aktiivisuudesta huolimatta normaaleissa olosuhteissa tapahtuu vain vuorovaikutusta fluorin kanssa. Kaikki muut vaativat lämmitystä. On olemassa useita aineluokkia, joiden kanssa rikki voi olla vuorovaikutuksessa:

• metallit;
• epämetallit;
• alkali;
• voimakkaasti hapettavat hapot - rikki- ja typpihappo.

Rkkiyhdisteet: lajikkeet

Niiden monimuotoisuus selittyy pääalkuaineen - rikin - hapetustilan epätasaisella arvolla. Voimme siis erottaa useita päätyyppejä aineista tällä perusteella:

• yhdisteet, joiden hapetusaste on -2;
• +4;
• +6.

Jos tarkastelemme luokkia valenssiindeksin sijaan, tämä elementti muodostaa molekyylejä, kuten:

• hapot;
• oksidit;
• rikkivetyyhdisteet;
• suola;
• binääriyhdisteet ei-metallien kanssa (hiilidisulfidi, kloridit);
• orgaaninen aine.

Katsotaan nyt tärkeimpiä ja annetaan esimerkkejä.

Aineet, joiden hapetusaste on -2

Rikkiyhdisteet 2 ovat sen konformaatioita metallien kanssa sekä:

• hiili;
• vety;
• fosfori;
• pii;
• arseeni;
• boori.

Näissä tapauksissa se toimii hapettavana aineena, koska kaikki luetellut alkuaineet ovat sähköpositiivisempia. Katsotaanpa joitain tärkeimmistä.

1. Hiilidisulfidi - CS₂. Läpinäkyvä neste, jolla on tyypillinen miellyttävä eetterin aromi. Se on myrkyllistä, syttyvää ja räjähtävää. Sitä käytetään useimpien öljyjen, rasvojen, ei-metallien, hopeanitraatin, hartsien ja kumien liuottimena. Se on myös tärkeä osa keinosilkin - viskoosin - tuotannossa. Teollisuudessa sitä syntetisoidaan suuria määriä.
2. Rikkivety tai rikkivety - H₂S. Väritön kaasu, jolla on makea maku. Haju on terävä, erittäin epämiellyttävä, muistuttaa mädäntynyttä munaa. Myrkyllinen, painaa hengityskeskusta, koska se sitoo kupari-ioneja. Siksi, kun ne myrkytetään, tapahtuu tukehtuminen ja kuolema. Laaj alti käytetty lääketieteessä, orgaanisessa synteesissä, rikkihapon tuotannossa ja energiatehokkaana raaka-aineena.
3. Metallisulfideja käytetään laaj alti lääketieteessä, sulfaattituotannossa, maalien valmistuksessa, fosforien valmistuksessa ja muissa paikoissa. Yleinen kaava on Me_xS_y.

Yhdisteet, joiden hapetusaste on +4

Rikkiyhdisteet 4 -se on pääasiassa oksidi ja sitä vastaavat suolat ja happo. Kaikki ne ovat melko yleisiä yhdisteitä, joilla on tietty arvo teollisuudessa. Ne voivat toimia myös hapettimina, mutta useammin niillä on pelkistäviä ominaisuuksia.

Kaavat rikkiyhdisteille, joiden hapetusaste on +4, ovat seuraavat:

• oksidi - rikkidioksidi SO₂;
• happo - rikkipitoinen H₂SO₃;
• suoloilla on yleinen kaava Me_x(SO₃)_y.

Yksi yleisimmistä on rikkidioksidi tai anhydridi. Se on väritön aine, jolla on palaneen tulitikkujen tuoksu. Muodostunut suuriksi klusteiksi tulivuorenpurkausten aikana, se on helppo tunnistaa hajulla tällä hetkellä.

Liukenee veteen muodostaen helposti hajoavaa happoa - rikkipitoista. Se käyttäytyy kuin tyypillinen happooksidi, muodostaa suoloja, jotka sisältävät SO₃^2- sulfiitti-ioneina. Tämä anhydridi on tärkein kaasu, joka vaikuttaa ympäröivän ilmakehän saastumiseen. Tämä aiheuttaa happosadetta. Teollisuudessa sitä käytetään sulfaattituotannossa.

Yhdisteet, joissa rikin hapetusaste on +6

Näitä ovat ennen kaikkea rikkihappoanhydridi ja rikkihappo suolaineen:

• sulfaatit;
• hydrosulfaatit.

Koska niissä oleva rikkiatomi on korkeimmassa hapetusasteessa, näiden yhdisteiden ominaisuudet ovat varsin ymmärrettäviä. Ne ovat vahvoja hapettimia.

Rikkioksidi (VI) - rikkihappoanhydridi - onhaihtuva väritön neste. Tyypillinen ominaisuus on vahva kosteudenimukyky. Tupakoi ulkona. Veteen liuotettuna se antaa yhden vahvimmista mineraalihapoista - rikkihaposta. Sen tiivistetty liuos on raskas öljyinen, hieman kellertävä neste. Jos anhydridi liuotetaan rikkihappoon, saadaan erityinen yhdiste, nimeltään oleum. Sitä käytetään teollisesti hapon tuotannossa.

Suolojen joukossa - sulfaatit - yhdisteet, kuten:

• kipsi CaSO₄ 2H₂O;
• bariitti BaSO₄;
• mirabilite;
• lyijysulfaatti ja muut.

Neitä käytetään rakentamisessa, kemiallisessa synteesissä, lääketieteessä, optisten instrumenttien ja lasien valmistuksessa sekä jopa elintarviketeollisuudessa.

Hydrosulfaatteja käytetään laaj alti metallurgiassa, jossa niitä käytetään juoksutteena. Ja ne myös auttavat muuttamaan monia monimutkaisia oksideja liukoisiksi sulfaattimuodoiksi, joita käytetään vastaavilla teollisuudenaloilla.

Rikin tutkimus koulun kemian kurssilla

Milloin opiskelijoille on paras aika oppia mitä rikki on, mitkä ovat sen ominaisuudet, mikä on rikkiyhdiste? 9. luokka on parasta aikaa. Tämä ei ole aivan alkua, kun kaikki on lapsille uutta ja käsittämätöntä. Tämä on kemiantutkimuksen keskitie, jolloin aiemmin luotu perusta auttaa ymmärtämään aihetta täysin. Siksi valmistumisvuoden toinen puolisko on varattu näiden asioiden pohtimiseen.luokkaa. Samalla koko aihe on jaettu useisiin lohkoihin, joissa on erillinen oppitunti "Rikkiyhdisteet. Arvosana 9".

Tämä johtuu niiden runsaudesta. Myös rikkihapon teollista tuotantoa tarkastellaan erikseen. Yleensä tälle aiheelle on varattu keskimäärin 3 tuntia.

Mutta orgaaniset rikkiyhdisteet otetaan tutkimukseen vasta 10. luokalla, kun orgaanisia asioita pohditaan. Heihin vaikuttaa myös biologia lukiossa. Loppujen lopuksi rikki on osa sellaisia orgaanisia molekyylejä kuin:

• tioalkoholit (tiolit);
• proteiinit (tertiäärinen rakenne, johon muodostuu disulfidisiltoja);
• tioaldehydit;
• tiofenolit;
• tioeetterit;
• sulfonihapot;
• sulfoksidit ja muut.

Ne luokitellaan orgaanisten rikkiyhdisteiden erityisryhmään. Ne ovat tärkeitä elävien olentojen biologisten prosessien lisäksi myös teollisuudessa. Esimerkiksi sulfonihapot ovat monien lääkkeiden (aspiriini, sulfanilamidi tai streptosidi) perusta.

Lisäksi rikki on vakiokomponentti yhdisteissä, kuten joissakin:

• aminohapot;
• entsyymit;
• vitamiinit;
• hormonit.