硫
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硫(S),也拼作硫,非金属化学元素属于氧组(元素周期表第16族[VIa]),是反应性最强的元素之一。纯硫是一种无味、无味、易碎的物质固体那是淡黄色的颜色,一个不良导体电,且不溶于水.它能与除金属以外的所有金属反应黄金而且铂,形成硫化物;它也会形成化合物有几种非金属元素。每年生产数百万吨硫,主要用于制造硫酸,在工业上应用广泛。
在宇宙丰度中,硫在元素,只占1个原子每2万到3万人。硫以未化合状态存在,也以与广泛分布的岩石和矿物中的其他元素结合的形式存在,尽管它属于微量元素成分的地球在地壳中,它的比例估计在0.03%到0.06%之间。基于这一发现,某些陨石含有约12%的硫,有人认为地球的深层含有更大的比例。海水含有约0.09%的硫的形式硫酸.在圆顶状地质结构中存在的非常纯硫的地下沉积物中,硫被认为是由火山的作用形成的细菌在矿物无水石膏,其中硫与氧结合钙.火山地区的硫沉积很可能是气态的硫化氢在地球表面以下产生,与空气中的氧气反应转化为硫。
原子序数 | 16 |
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原子量 | 32.064 |
熔点 | |
菱形 | 112.8℃(235°f) |
单斜晶体的 | 119℃(246℉) |
沸点 | 444.6°c(832°f) |
密度(20°C[68°F]) | |
菱形 | 2.07克/厘米3. |
单斜晶体的 | 1.96克/厘米3. |
氧化态 | −2,+4,+6 |
电子构型 | 1年代22年代22p63.年代23.p4 |
历史
硫磺的历史是古代.这个名字本身可能是从拉丁语中找到的奥斯这是一个居住在该地区的古代民族,包括维苏威火山在美国,硫矿床分布广泛。史前人类用硫磺作为洞穴绘画的颜料;最早有记录的药物治疗艺术的实例之一是使用硫磺作为补药。
早在4000年前,硫磺的燃烧就在埃及的宗教仪式中发挥了作用。"火与硫磺"的引用圣经与硫有关,这表明“地狱之火”是由硫作为燃料的。硫磺的实际和工业用途始于认为埃及人使用二氧化硫对漂白棉花早在1600年公元前.希腊神话中包括硫化学:荷马讲述了奥德修斯用二氧化硫熏蒸他杀死妻子追求者的房间。硫磺在炸药和火焰展示中的使用可以追溯到大约500年公元前以及战争中使用的火焰产生剂(希腊火)是用硫磺制成的中世纪.老普林尼在50ce据报道,他多次使用硫磺,具有讽刺意味的是,他自己很可能在维苏威火山大喷发时死于硫磺烟雾(79ce).硫磺被认为是炼金术士作为可燃性的原则。安东尼·拉瓦锡它在1777年被确认为一种元素,尽管它被一些人认为是一种复合氢和氧的;它的元素性质是由法国化学家确定的约瑟夫·吕萨克而且路易Thenard.
自然发生和分布
许多重要的金属矿石也是硫的化合物硫化物或硫酸盐.一些重要的例子是方铅矿(硫化铅,PbS),闪锌矿(硫化锌,ZnS),黄铁矿(二硫化铁,FeS2),黄铜矿(铜铁硫化,财经2),石膏(二水合硫酸钙,CaSO4∙2 h2O)和重晶石硫酸钡,BaSO4).硫化物矿石的价值主要在于其金属含量,尽管18世纪开发的一种工艺是利用燃烧黄铁矿得到的二氧化硫来制造硫酸。煤炭、石油,天然气含硫化合物。
同素异形
在硫,同素异形产生的原因有两个:(1)原子结合成单个分子的不同模式;(2)多原子硫分子包装成不同的晶体和非晶形式。约有30种同素异形体的硫已被报道,但其中一些可能是混合物。30个中只有8个似乎是独特的;五种含有硫原子环,其他含有链。
在菱面体同素异形体(ρ-硫)中,分子由六个硫原子组成的环组成。这种形式是通过处理制备的钠硫代硫酸盐与冷,浓缩盐酸,提取残渣用甲苯,蒸发得到六角形晶体。ρ-硫不稳定,最终回到正交硫(α-硫)。
硫的第二类同素异构体是八元环分子,其中三种晶体形式已被很好地研究特征.一种是正交型(通常不恰当地称为菱形),α-硫。它在低于96°C(204.8°F)的温度下是稳定的。另一种晶体S8环同素异形体是单斜或β型,其中两个轴水晶是垂直的,但第三个与前两个形成一个斜角。其结构仍有一些不确定性;这种改性从96°C到熔点118.9°C(246°F)是稳定的。第二种单斜环硫同素异形体是γ型,在任何温度下都不稳定,迅速转变为α-硫。
正交修正,S12环分子,还有一个不稳定的S10报道了环同素异形体。后者恢复聚合硫和硫8.在高于96°C(204.8°F)的温度下,α-同素异形体转变为β-同素异形体。如果有足够的时间让这个转变完全发生,进一步加热会导致熔化发生在118.9°C(246°F);但如果α型被迅速加热到没有时间转变为β型,α型在112.8°C(235°F)熔化。
就在它的上面熔点硫是一种黄色、透明、可流动的液体。在进一步加热后粘度在157°C(314.6°F)时,液体的浓度逐渐下降到最小值,但随后迅速增加,达到最大值价值约187°C(368.6°F);在这个温度和沸点444.6°C(832.3°F)时,粘度下降。颜色也会发生变化,从黄色加深到暗红色,最后在大约250°C(482°F)时变成黑色。颜色和粘度的变化被认为是由分子结构的变化引起的。粘度随温度升高而降低是液体的典型特征,但硫在157℃以上粘度的增加可能是由于硫原子的八元环破裂形成反应性S引起的8以含有数千个原子的长链连接在一起的单元。然后液体就具有高粘度特征这种结构的。在足够高的温度下,所有的环分子都被打破,链的长度达到最大值。超过这个温度,铁链就会分解成小碎片。蒸发后,循环分子(S8和S6)重新形成;大约900°C(1652°F), S2是主要形式;最后,单原子硫在1800°C(3272°F)以上的温度下形成。