Composés soufrés. Les états d'oxydation du soufre dans les composés. Formules de composés soufrés

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 05:26

Le sous-groupe des chalcogènes comprend le soufre - c'est le deuxième des éléments qui peuvent former un grand nombre de gisements de minerai. Les sulfates, sulfures, oxydes et autres composés soufrés sont très répandus, importants dans l'industrie et dans la nature. Par conséquent, dans cet article, nous examinerons ce qu'ils sont, ce qu'est le soufre lui-même, sa substance simple.

Le soufre et ses caractéristiques

Cet élément a la position suivante dans le tableau périodique.

1. Sixième groupe, sous-groupe principal.
2. Troisième petite période.
3. Masse atomique - 32 064.
4. Nombre ordinal - 16, le même nombre de protons et d'électrons, les neutrons aussi 16.
5. Fait référence aux éléments non métalliques.
6. Dans les formules, il est lu comme "es", le nom de l'élément soufre, du latin soufre.

Il existe quatre isotopes stables dans la nature avec des nombres de masse 32, 33, 34 et 36. Cet élément est le sixième plus abondant dans la nature. Fait référence aux éléments biogéniques, car ils font partie d'importantsmolécules.

Structure électronique de l'atome

Les composés soufrés doivent leur diversité aux particularités de la structure électronique de l'atome. Il est exprimé par la formule de configuration suivante: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

L'ordre donné reflète uniquement l'état stationnaire de l'élément. Cependant, on sait que si de l'énergie supplémentaire est conférée à un atome, alors les électrons peuvent être désappariés aux sous-niveaux 3p et 3s, suivis d'une autre transition vers 3d, qui reste libre. En conséquence, non seulement la valence de l'atome change, mais également tous les états d'oxydation possibles. Leur nombre augmente considérablement, ainsi que le nombre de substances diverses avec la participation de soufre.

États d'oxydation du soufre dans les composés

Il existe plusieurs variantes principales de cet indicateur. Pour le soufre c'est:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Parmi ceux-ci, S⁺² est le plus rare, les autres sont éparpillés partout. L'activité chimique et la capacité oxydante de la substance entière dépendent du degré d'oxydation du soufre dans les composés. Ainsi, par exemple, les composés avec -2 sont des sulfures. En eux, l'élément que nous considérons est un agent oxydant typique.

Plus la valeur de l'état d'oxydation dans le composé est élevée, plus la capacité oxydante de la substance sera prononcée. Ceci est facile à vérifier si l'on se rappelle les deux principaux acides que forme le soufre:

• H₂SO₃ - sulfureux;
• H₂SO₄ - sulfurique.

On sait quece dernier est un composé beaucoup plus stable et fort, avec une très forte capacité oxydante à haute concentration.

Substance simple

En tant que substance simple, le soufre est de beaux cristaux jaunes de forme uniforme, régulière et allongée. Bien que ce ne soit qu'une de ses formes, car il existe deux principales modifications allotropiques de cette substance. Le premier, monoclinique ou rhombique, est un corps cristallin jaune qui ne peut pas se dissoudre dans l'eau, mais uniquement dans les solvants organiques. Diffère par la fragilité et une belle forme de la structure présentée sous la forme d'une couronne. Point de fusion - environ 110⁰C.

Si vous ne manquez pas le moment intermédiaire lors du chauffage d'une telle modification, vous pouvez détecter un autre état dans le temps - le soufre plastique. Il s'agit d'une solution visqueuse brune caoutchouteuse qui, après un chauffage supplémentaire ou un refroidissement rapide, se transforme à nouveau en une forme rhombique.

Si l'on parle de soufre chimiquement pur obtenu par filtration répétée, il s'agit alors de petits cristaux jaune vif, fragiles et totalement insolubles dans l'eau. Capable de s'enflammer au contact de l'humidité et de l'oxygène de l'air. Diffèrent par une activité chimique plutôt élevée.

Être dans la nature

Dans la nature, il existe des dépôts naturels à partir desquels les composés soufrés sont extraits et le soufre lui-même en tant que substance simple. De plus, ellecontient:

• dans les minéraux, les minerais et les roches;
• dans le corps des animaux, des plantes et des humains, car il fait partie de nombreuses molécules organiques;
• dans le gaz naturel, le pétrole et le charbon;
• dans les schistes bitumineux et les eaux naturelles.

Certains des minéraux les plus riches en soufre peuvent être nommés:

• cinabre;
• pyrite;
• sphalérite;
• antimonite;
• galène et autres.

La majeure partie du soufre produit aujourd'hui est destinée à la production de sulfate. Une autre partie est utilisée à des fins médicales, agricoles, industrielles pour la production de substances.

Propriétés physiques

Ils peuvent être décrits en plusieurs points.

1. Insoluble dans l'eau, soluble dans le sulfure de carbone ou la térébenthine.
2. Avec un frottement prolongé, accumule une charge négative.
3. Le point de fusion est de 110 ⁰C.
4. Point d'ébullition 190 ⁰C.
5. Quand il atteint 300 ⁰C se transforme en liquide, facilement mobile.
6. La substance pure peut s'enflammer spontanément les propriétés combustibles sont très bonnes.
7. En soi, il n'a pratiquement pas d'odeur, cependant, les composés d'hydrogène sulfuré dégagent une forte odeur d'œufs pourris. Ainsi que quelques représentants binaires gazeux.

Les propriétés physiques de la substance en question sont connues depuis l'Antiquité. C'est pour sa combustibilité que le soufre tire son nom. Pendant les guerres, des fumées asphyxiantes et toxiques ont été utilisées, qui se forment lors de la combustion de ce composé, commearmes contre les ennemis. De plus, les acides contenant du soufre ont également toujours eu une grande importance industrielle.

Propriétés chimiques

Thème: "Le soufre et ses composés" dans le cours de chimie de l'école ne prend pas une leçon, mais plusieurs. Après tout, il y en a beaucoup. Cela est dû à l'activité chimique de cette substance. Il peut présenter à la fois des propriétés oxydantes avec des agents réducteurs plus puissants (métaux, bore et autres) et des propriétés réductrices avec la plupart des non-métaux.

Cependant, malgré une telle activité, seule une interaction avec le fluor se produit dans des conditions normales. Tous les autres nécessitent un chauffage. Il existe plusieurs catégories de substances avec lesquelles le soufre peut interagir:

• métaux;
• non-métaux;
• alcali;
• acides oxydants forts - sulfurique et nitrique.

Composés soufrés: variétés

Leur diversité s'expliquera par la valeur inégale de l'état d'oxydation de l'élément principal - le soufre. Ainsi, nous pouvons distinguer plusieurs types principaux de substances sur cette base:

• composés avec degré d'oxydation -2;
• +4;
• +6.

Si l'on considère les classes, et non l'indice de valence, alors cet élément forme des molécules telles que:

• acides;
• oxydes;
• composés sulfurés d'hydrogène;
• sel;
• composés binaires avec des non-métaux (disulfure de carbone, chlorures);
• matière organique.

Regardons maintenant les principales et donnons des exemples.

Substances avec un état d'oxydation de -2

Les composés du soufre 2 sont ses conformations avec les métaux, ainsi qu'avec:

• carbone;
• hydrogène;
• phosphore;
• silicium;
• arsenic;
• bore.

Dans ces cas, il agit comme un agent oxydant, puisque tous les éléments énumérés sont plus électropositifs. Jetons un coup d'œil à certains des plus importants.

1. Disulfure de carbone - CS₂. Liquide transparent avec un agréable arôme caractéristique d'éther. Il est toxique, inflammable et explosif. Il est utilisé comme solvant pour la plupart des types d'huiles, de graisses, de non-métaux, de nitrate d'argent, de résines et de caoutchoucs. C'est également un élément important dans la production de soie artificielle - viscose. Dans l'industrie, il est synthétisé en grande quantité.
2. Sulfure d'hydrogène ou sulfure d'hydrogène - H₂S. Gaz incolore au goût sucré. L'odeur est forte, extrêmement désagréable, rappelant un œuf pourri. Toxique, déprime le centre respiratoire, car il lie les ions de cuivre. Par conséquent, lorsqu'ils sont empoisonnés, la suffocation et la mort surviennent. Largement utilisé en médecine, en synthèse organique, dans la production d'acide sulfurique et comme matière première économe en énergie.
3. Les sulfures métalliques sont largement utilisés en médecine, dans la production de sulfate, dans la production de peintures, dans la fabrication de luminophores et autres. La formule générale est Me_xS_y.

Composés avec un état d'oxydation de +4

Composés soufrés 4 -il s'agit principalement d'un oxyde et de ses sels correspondants et d'un acide. Ce sont tous des composés assez courants qui ont une certaine valeur dans l'industrie. Ils peuvent également agir comme agents oxydants, mais le plus souvent ils présentent des propriétés réductrices.

Les formules des composés soufrés avec un degré d'oxydation de +4 sont les suivantes:

• oxyde - dioxyde de soufre SO₂;
• acide - sulfureux H₂SO₃;
• les sels ont la formule générale Me_x(SO₃)_y.

L'un des plus courants est le dioxyde de soufre, ou anhydride. C'est une substance incolore avec l'odeur d'une allumette brûlée. Formé en gros amas lors d'éruptions volcaniques, il est facile à identifier à l'odorat à ce moment.

Se dissout dans l'eau avec formation d'acide facilement décomposable - sulfureux. Il se comporte comme un oxyde d'acide typique, forme des sels, qui incluent SO₃^2- comme ion sulfite. Cet anhydride est le principal gaz qui affecte la pollution de l'atmosphère environnante. C'est ce qui cause les pluies acides. Dans l'industrie, il est utilisé dans la production de sulfate.

Composés dans lesquels le soufre a un état d'oxydation de +6

Il s'agit avant tout de l'anhydride sulfurique et de l'acide sulfurique avec leurs sels:

• sulfates;
• hydrosulfates.

Étant donné que l'atome de soufre qu'ils contiennent est au plus haut degré d'oxydation, les propriétés de ces composés sont tout à fait compréhensibles. Ce sont de puissants oxydants.

L'oxyde de soufre (VI) - anhydride sulfurique - est unliquide volatil incolore. Une caractéristique est une forte capacité d'absorption d'humidité. Fume à l'extérieur. Lorsqu'il est dissous dans l'eau, il donne l'un des acides minéraux les plus forts - sulfurique. Sa solution concentrée est un liquide huileux lourd légèrement jaunâtre. Si l'anhydride est dissous dans de l'acide sulfurique, un composé spécial appelé oléum sera obtenu. Il est utilisé industriellement dans la production d'acide.

Parmi les sels - sulfates - composés tels que:

• gypse CaSO₄ 2H₂O;
• baryte BaSO₄;
• mirabilite;
• sulfate de plomb et autres.

Ils sont utilisés dans la construction, la synthèse chimique, la médecine, la fabrication d'instruments d'optique et de verres, et même l'industrie alimentaire.

Les hydrosulfates sont largement utilisés en métallurgie, où ils sont utilisés comme fondant. Et ils aident également à convertir de nombreux oxydes complexes en formes de sulfate soluble, qui sont utilisées dans les industries correspondantes.

L'étude du soufre dans le cours de chimie de l'école

Quand est le meilleur moment pour que les élèves apprennent ce qu'est le soufre, quelles sont ses propriétés, qu'est-ce qu'un composé soufré ? La 9e année est la meilleure période. Ce n'est pas le tout début, quand tout est nouveau et incompréhensible pour les enfants. C'est le terrain d'entente dans l'étude de la science chimique, lorsque les bases posées précédemment aideront à bien comprendre le sujet. Par conséquent, c'est la seconde moitié de l'année d'obtention du diplôme qui est allouée à l'examen de ces questions.classe. Dans le même temps, l'ensemble du sujet est divisé en plusieurs blocs, dans lesquels se trouve une leçon distincte "Composés soufrés. 9e année".

Cela est dû à leur abondance. La question de la production industrielle d'acide sulfurique est également examinée séparément. En général, une moyenne de 3 heures est allouée à ce sujet.

Mais les composés soufrés organiques ne sont étudiés qu'en 10e année, lorsque les problèmes organiques sont pris en compte. Ils sont aussi touchés en biologie au lycée. Après tout, le soufre fait partie de molécules organiques telles que:

• thioalcools (thiols);
• protéines (structure tertiaire sur laquelle se forment des ponts disulfures);
• thioaldéhydes;
• thiophénols;
• thioéthers;
• acides sulfoniques;
• sulfoxydes et autres.

Ils sont classés dans un groupe spécial de composés organosoufrés. Ils sont importants non seulement dans les processus biologiques des êtres vivants, mais aussi dans l'industrie. Par exemple, les acides sulfoniques sont à la base de nombreux médicaments (aspirine, sulfanilamide ou streptocide).

De plus, le soufre est un composant constant de composés tels que certains:

• acides aminés;
• enzymes;
• vitamines;
• hormones.