Яка валентність сірки? Можливі валентності сірки

Сірка (лат. Sulfur) - елемент-неметал. Хімічний символ S, порядковий номер у таблиці Менделєєва - 16. Валентність сірки була встановлена ще до вивчення будови атома. Визначили її значення на підставі властивості заміщати, притягувати або приєднувати деяка кількість інших атомів або груп. Пізніше дослідники з`ясували роль негативно заряджених частинок (електронів) у виникненні хімічного зв`язку.

Валентність сірки: які особливості атомів впливають на її значення?

За поширеністю на Землі хімічний елемент знаходиться на 16-му місці. Зустрічається у вигляді яскраво-жовтих кристалів або порошку в гірських породах, поблизу діючих і вимерлих вулканів. Найбільш відомі природні сполуки - сульфіди і сульфати.

Особливості елемента і речовини:

1. Сильний неметал.
2. За електронегативності (ЕО) або здатності притягувати до себе електрони сірка поступається лише фтору, кисню, азоту, хлору і брому.
3. Взаємодіє з металами і неметалами, простими і складними речовинами.

Відмінності у властивостях залежать від будови і стану атома, різниці в значеннях ЕО. З`ясуємо, яка валентність може бути у сірки в з`єднаннях. Їх хімічна поведінка залежить від будови енергетичних оболонок, числа і розташування зовнішніх електронів в атомі.

Чому валентність буває різною?

Стабільними є природні ізотопи сірки з масовими числами 32 (найбільш поширений), 33, 34 і 36. Атом кожного з цих нуклідів містить 16 позитивно заряджених протонів. У просторі поблизу ядра пересуваються з величезною швидкістю 16 електронів. Вони нескінченно малі, негативно заряджені. Менше притягуються до ядра (більш вільні) 6 зовнішніх часток. Декілька з них або всі приймають участь в утворенні різних типів хімічного зв`язку. За сучасними уявленнями валентність сірки визначається числом створених загальних (зв`язують) електронних пар. Зазвичай на малюнках і схемах зовнішні частинки, що беруть участь в цьому процесі, зображують точками навколо хімічного знака.

Як валентність залежить від будови атома?

За допомогою енергетичної діаграми можна показати будову рівнів і підрівнів (s, p, d), від яких залежить формула валентності сірки. Дві різноспрямовані стрілочки символізують спарені, одна - неспарені електрони. Зовнішній простір атома сірки утворюють орбіталі 6 часток, а необхідно 8 для стійкості за правилом октету. Конфігурацію валентної оболонки відображає формула 3s23p4. Електрони незавершеного шару володіють великим запасом енергії, що викликає нестійкий стан всього атома. Для досягнення стабільності атому сірки потрібні дві додаткові негативні частинки. Вони можуть бути отримані при утворенні ковалентних зв`язків з іншими елементами або за рахунок поглинання двох вільних електронів. У цьому випадку сірка виявляє валентність II (-). Таке ж значення можна отримати, використовуючи формулу: 8 - 6 = 2, де 6 - це номер групи, в якій знаходиться елемент.

Де зустрічаються сполуки, в яких валентність сірки дорівнює II (-)?

Елемент притягує або повністю забирає електрони в атомів з меншим значенням електронегативності за шкалою Поллінга. Валентність II (-) проявляється в сульфіду металів і неметалів. Обширна група подібних сполук зустрічається у складі гірських порід та мінералів, що мають величезне практичне значення. До них відносяться пірит (FeS), сфалерит (ZnS), галеніт (PbS) та інші речовини. Кристали сульфіду заліза мають гарний жовтувато-коричневий колір і блиск. Часто мінерал пірит називають «золотом дурнів». Для отримання металів з руд проводять їх випал або відновлення. Сульфід водню H2S має таку ж електронну структуру, як вода. Походження H2S:

• виділяється при гнитті білків (наприклад, курячого яйця) ;
• вивергається з вулканічними газамі;
• накопичується в природних водах, нафти;
• виділяється в порожнечі в земній корі.

Чому формула оксиду чотиривалентної сірки SO2?

Формула діоксиду показує, що один атом сірки в молекулі пов`язаний з двома атомами кисню, кожному з яких необхідно 2 електрона до октету. Виникла зв`язок є за своєю природою ковалентного полярної (ЕО кисню більше). Валентність сірки в цьому з`єднанні має значення IV (+), тому що 4 електрона атома сірки зміщуються у бік двох атомів кисню. Формулу можна записати так: S2O4, але за правилами потрібно скоротити на 2. Діоксид при розчиненні у воді утворює іони слабкої сірчистої кислоти. Її солі - сульфіти - сильні відновники. Газ SO2 служить проміжним продуктом в виробництві сірчаної кислоти.

У яких речовинах сірка виявляє свою вищу валентність?

Оксид SO3 або S2O6 - безбарвна рідина, при температурах нижче 17 ° С вона твердне. У з`єднанні SO3 валентність кисню дорівнює II (-), а сірки VI (+). Вищий оксид розчиняється у воді і утворює сильну двухосновную сірчану кислоту. За велику роль у виробничих процесах речовина назвали «хлібом хімічної промисловості». Важлива роль у господарстві та медицині належить солям кислоти - сульфатів. Використовуються кристаллогидрат кальцію (гіпс), натрію (глауберової сіль), магнію (англійська або гірка сіль).

В освіті різних типів хімічного зв`язку можуть брати участь 1, 2, 3, 4, 6 зовнішніх електронів. Назвемо можливі валентності сірки, враховуючи, що є рідкісні і нестабільні з`єднання: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Другу позитивну валентність елемент набуває в монооксиду SO. Найбільш поширені значення II (-), IV (+), VI (+) проявляє сірка в складі групи речовин, що мають промислове, сільськогосподарське і медичне значення. Її сполуки використовуються у виробництві феєрверків.

Великою проблемою залишається уловлювання газів, що відходять, серед яких шкідливі для людини і навколишнього середовища оксиди сірки IV (+), VI (+) і сірководень. Створені технології для переробки цих газоподібних відходів і отримання з них сірчаної кислоти, сульфатів. З цією метою хімічні підприємства зводять поряд з металургійними комбінатами або в одному районі. У результаті обсяг забруднень скорочується, менше виникає «сірчанокислотних дощів».