Rikki (lat. Rikki) on ei-metallinen alkuaine. Kemiallinen symboli on S, sarjanumero jaksollisessa taulukossa on 16. Rikin valenssi määritettiin jo ennen atomin rakenteen tutkimista. Sen arvo määritettiin sen ominaisuuden perusteella, jolla se voi korvata, houkutella tai kiinnittää tietty määrä muita atomeja tai ryhmiä. Myöhemmin tutkijat selvittivät negatiivisesti varautuneiden hiukkasten (elektronien) roolin kemiallisen sidoksen muodostumisessa.
Rikin valenssi: mitkä atomien ominaisuudet vaikuttavat sen arvoon?
Kemiallinen alkuaine on maan päällä esiintyvyyden perusteella 16. sijalla. Se esiintyy kirkkaankeltaisina kiteinä tai jauheena kivissä, lähellä aktiivisia ja sammuneita tulivuoria. Tunnetuimpia luonnonyhdisteitä ovat sulfidit ja sulfaatit.
Elementin ja aineen ominaisuudet:
- Vahva ei-metalli.
- Elektronegatiivisuuden (EO) eli kyvyn houkutella elektroneja rikki on toisella sijalla fluorin, hapen, typen, kloorin ja bromin jälkeen.
- Vuorovaikuttaa metallien ja ei-metallien, yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kanssa.
Ominaisuuksien erot riippuvat atomin rakenteesta ja tilasta, EO:n arvojen erosta. Selvitetään, mitä valenssirikillä voi olla yhdisteissä. Niiden kemiallinen käyttäytyminen riippuu energiakuorten rakenteesta, atomin ulkoisten elektronien lukumäärästä ja sijoittelusta.
Miksi valenssi vaihtelee?
Vakaat ovat rikin luonnolliset isotoopit, joiden massaluvut ovat 32 (yleisin), 33, 34 ja 36. Jokaisen nuklidin atomi sisältää 16 positiivisesti varautunutta protonia. Avaruudessa lähellä ydintä 16 elektronia liikkuu suurella nopeudella. Ne ovat äärettömän pieniä, negatiivisesti varautuneita. Vähemmän vetää ytimeen (enemmän vapaata) 6 ulkopartikkelia. Useat tai kaikki niistä osallistuvat erityyppisten kemiallisten sidosten muodostukseen. Nykyaikaisten käsitteiden mukaan rikin valenssi määräytyy luotujen yhteisten (sidos)elektroniparien lukumäärän perusteella. Yleensä piirustuksissa ja kaavioissa ulkoiset hiukkaset, jotka osallistuvat tähän prosessiin, on kuvattu pisteinä kemiallisen merkin ympärillä.
Miten valenssi riippuu atomin rakenteesta?
Käyttämällä energiakaaviota voit näyttää tasojen ja alatasojen (s, p, d) rakenteen, josta rikin valenssikaava riippuu. Kaksi eri suunnattua nuolta symboloivat parillisia, yksi - parittomia elektroneja. Rikkiatomin ulkoavaruuden muodostavat 6 hiukkasen kiertoradat, ja 8 ovat välttämättömiä stabiiliudelle oktettisäännön mukaan. Valenssikuoren konfiguraatio näkyy kaavalla 3s23p4. Keskeneräisen kerroksen elektronitniillä on suuri energiavarasto, mikä aiheuttaa koko atomin epävakaan tilan. Stabiilin saavuttamiseksi rikkiatomi vaatii kaksi negatiivista lisälajia. Ne voidaan saada muodostamalla kovalenttisia sidoksia muiden alkuaineiden kanssa tai absorboimalla kaksi vapaata elektronia. Tässä tapauksessa rikillä on valenssi II (–). Sama arvo saadaan kaavalla: 8 - 6=2, missä 6 on sen ryhmän numero, jossa elementti sijaitsee.
Mistä löytyy yhdisteitä, joissa rikin valenssi on II (–)?
Alkuaine vetää puoleensa tai poistaa kokonaan elektroneja atomeista, joiden elektronegatiivisuusarvo Polling-asteikolla on pienempi. Valenssi II (-) ilmenee metallien ja ei-metallien sulfideissa. Laaja joukko tällaisia yhdisteitä löytyy kivien ja mineraalien koostumuksesta, joilla on suuri käytännön merkitys. Näitä ovat rikkikiisu (FeS), sfaleriitti (ZnS), galenia (PbS) ja muut aineet. Rautasulfidikiteillä on kaunis kellertävänruskea väri ja kiilto. Mineraalipyriittiä kutsutaan usein "tyhmän kullaksi". Metallien saamiseksi malmeista ne paahdetaan tai pelkistetään. Vetysulfidilla H2S on sama elektroninen rakenne kuin vedellä. H2S:n alkuperä:
- vapautuu, kun proteiinit mätänevät (esimerkiksi kananmuna);
- purkautuu vulkaanisista kaasuista;
- kertyy luonnonvesiin, öljyyn;
- erottuu maankuoren tyhjiöistä.
Miksi neliarvoisen rikkioksidin kaava on SO2?
Dioksidin kaava osoittaa, että yksi rikkiatomi molekyylissä on sitoutunut kahteen happiatomiin, joista kukin tarvitsee 2 elektronia oktettiin. Tuloksena oleva sidos on luonteeltaan kovalenttinen polaarinen (hapen EO on suurempi). Tämän yhdisteen rikin valenssi on IV (+), koska rikkiatomin 4 elektronia on siirtynyt kahta happiatomia kohti. Kaava voidaan kirjoittaa seuraavasti: S2O4, mutta sääntöjen mukaan se on pelkistettävä 2:lla. Dioksidi muodostaa veteen liuenneena heikon rikkihapon ioneja. Sen suolat - sulfiitit - ovat vahvoja pelkistäviä aineita. SO2-kaasu toimii välituotteena rikkihapon tuotannossa.
Missä aineissa rikki on korkein valenssi?
Oxide SO3 tai S2O6 on väritön neste, joka kovettuu alle 17°C:n lämpötiloissa. SO3-yhdisteessä hapen valenssi on II (–) ja rikin valenssi on VI (+). Korkeampi oksidi liukenee veteen ja muodostaa vahvan kaksiemäksisen rikkihapon. Suuresta roolista tuotantoprosesseissa ainetta kutsuttiin "kemianteollisuuden leipäksi". Tärkeä rooli taloudessa ja lääketieteessä kuuluu happamille suoloille - sulfaateille. Käytetään kalsiumhydraattia (kipsi), natriumia (Glauberin suola), magnesiumia (epsom-suolaa tai karvasuolaa).
1, 2, 3, 4, 6 ulkoista elektronia voivat osallistua erityyppisten kemiallisten sidosten muodostukseen. Nimetään mahdolliset rikin valenssit, koska on olemassa harvinaisia ja epästabiileja yhdisteitä: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Elementti saa toisen positiivisen valenssinSO monooksidia. Yleisimmät arvot II (–), IV (+), VI (+) esitetään rikin avulla osana teollisesti, maatalouden ja lääketieteellisesti tärkeitä aineita. Sen yhdisteitä käytetään ilotulitteiden valmistuksessa.
Pakokaasujen t alteenotto on edelleen suuri ongelma, mukaan lukien rikkioksidit IV (+), VI (+) ja rikkivety, jotka ovat haitallisia ihmisille ja ympäristölle. Näiden kaasumaisten jätteiden käsittelyyn ja rikkihapon ja sulfaattien saamiseksi niistä on luotu tekniikoita. Tätä tarkoitusta varten kemian yrityksiä rakennetaan metallurgisten tehtaiden viereen tai samalle alueelle. Tämän seurauksena saasteiden määrä vähenee, "rikkihapposateita" on vähemmän.
