Le soufre (lat. Soufre) est un élément non métallique. Le symbole chimique est S, le numéro de série dans le tableau périodique est 16. La valence du soufre a été établie avant même l'étude de la structure de l'atome. Sa valeur a été déterminée sur la base de la propriété de remplacer, d'attirer ou de fixer un certain nombre d'autres atomes ou groupes. Plus tard, les chercheurs ont découvert le rôle des particules chargées négativement (électrons) dans la formation d'une liaison chimique.
Valence du soufre: quelles caractéristiques des atomes affectent sa valeur ?
En termes de prévalence sur Terre, un élément chimique occupe la 16e place. Il se présente sous forme de cristaux ou de poudre jaune vif dans les roches, à proximité de volcans actifs et éteints. Les composés naturels les plus connus sont les sulfures et les sulfates.
Caractéristiques de l'élément et de la substance:
- Strong non-métal.
- En termes d'électronégativité (EO), ou la capacité d'attirer des électrons, le soufre est juste derrière le fluor, l'oxygène, l'azote, le chlore et le brome.
- Interagit avec les métaux et les non-métaux, les substances simples et complexes.
Les différences de propriétés dépendent de la structure et de l'état de l'atome, de la différence des valeurs d'EO. Découvrons quelle valence le soufre peut avoir dans les composés. Leur comportement chimique dépend de la structure des couches énergétiques, du nombre et de la disposition des électrons externes dans l'atome.
Pourquoi la valence varie-t-elle ?
Stables sont les isotopes naturels du soufre avec les nombres de masse 32 (les plus courants), 33, 34 et 36. Un atome de chacun de ces nucléides contient 16 protons chargés positivement. Dans l'espace proche du noyau, 16 électrons se déplacent à grande vitesse. Ils sont infinitésimaux, chargés négativement. Moins attiré par le noyau (plus libre) 6 particules extérieures. Plusieurs ou tous participent à la formation de différents types de liaisons chimiques. Selon les concepts modernes, la valence du soufre est déterminée par le nombre de paires d'électrons communs (de liaison) créées. Habituellement, dans les dessins et les diagrammes, les particules externes qui participent à ce processus sont représentées par des points autour du signe chimique.
Comment la valence dépend-elle de la structure d'un atome ?
À l'aide d'un diagramme d'énergie, vous pouvez montrer la structure des niveaux et sous-niveaux (s, p, d), dont dépend la formule de valence du soufre. Deux flèches dirigées différemment symbolisent des électrons appariés, un - non appariés. L'espace extérieur de l'atome de soufre est formé d'orbitales de 6 particules, et 8 sont nécessaires à la stabilité selon la règle de l'octet. La configuration de la coquille de valence est reflétée par la formule 3s23p4. Électrons de la couche inachevéeont une grande quantité d'énergie, ce qui provoque un état instable de l'atome entier. Pour atteindre la stabilité, l'atome de soufre nécessite deux espèces négatives supplémentaires. Ils peuvent être obtenus en formant des liaisons covalentes avec d'autres éléments ou en absorbant deux électrons libres. Dans ce cas, le soufre présente la valence II (–). La même valeur peut être obtenue en utilisant la formule: 8 - 6=2, où 6 est le numéro du groupe dans lequel se trouve l'élément.
Où trouve-t-on des composés dans lesquels la valence du soufre est II (–) ?
Un élément attire ou élimine complètement les électrons des atomes avec une valeur d'électronégativité inférieure sur l'échelle d'interrogation. La valence II (-) se manifeste dans les sulfures de métaux et de non-métaux. Un vaste groupe de ces composés se trouve dans la composition des roches et des minéraux d'une grande importance pratique. Ceux-ci comprennent la pyrite (FeS), la sphalérite (ZnS), la galène (PbS) et d'autres substances. Les cristaux de sulfure de fer ont une belle couleur et un éclat brun jaunâtre. La pyrite minérale est souvent appelée "l'or des fous". Pour obtenir des métaux à partir de minerais, ils sont grillés ou réduits. Le sulfure d'hydrogène H2S a la même structure électronique que l'eau. Origine du H2S:
- est libéré lorsque les protéines pourrissent (par exemple, un œuf de poule);
- éclate avec des gaz volcaniques;
- s'accumule dans les eaux naturelles, le pétrole;
- se détache dans les vides de la croûte terrestre.
Pourquoi la formule de l'oxyde de soufre tétravalent SO2 ?
La formule du dioxyde montre qu'un atome de soufre dans une molécule est lié à deux atomes d'oxygène, dont chacun a besoin de 2 électrons par octet. La liaison résultante est de nature polaire covalente (l'OE de l'oxygène est plus grand). La valence du soufre dans ce composé est IV (+), car les 4 électrons de l'atome de soufre sont décalés vers deux atomes d'oxygène. La formule peut s'écrire comme suit: S2O4, mais selon les règles, il doit être réduit de 2. Le dioxyde, lorsqu'il est dissous dans l'eau, forme des ions d'acide sulfureux faible. Ses sels - les sulfites - sont de puissants réducteurs. Le gaz SO2 sert d'intermédiaire dans la production d'acide sulfurique.
Dans quelles substances le soufre présente-t-il sa valence la plus élevée ?
L'oxyde SO3 ou S2O6 est un liquide incolore qui durcit à des températures inférieures à 17°C. Dans le composé SO3, la valence de l'oxygène est II (–) et le soufre est VI (+). L'oxyde supérieur se dissout dans l'eau et forme un acide sulfurique dibasique fort. Pour un rôle important dans les processus de production, la substance était appelée le "pain de l'industrie chimique". Un rôle important dans l'économie et la médecine appartient aux sels acides - sulfates. L'hydrate de calcium (gypse), le sodium (sel de Glauber), le magnésium (sel d'Epsom ou sel amer) sont utilisés.
1, 2, 3, 4, 6 électrons externes peuvent participer à la formation de différents types de liaisons chimiques. Citons les valences possibles du soufre, étant donné qu'il existe des composés rares et instables: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). L'élément acquiert une deuxième valence positive dansSO monoxyde. Les valeurs les plus courantes II (–), IV (+), VI (+) sont indiquées par le soufre dans le cadre d'un groupe de substances d'importance industrielle, agricole et médicale. Ses composés sont utilisés dans la fabrication de feux d'artifice.
Le captage des gaz d'échappement reste un gros problème, notamment les oxydes de soufre IV (+), VI (+) et le sulfure d'hydrogène, qui sont nocifs pour l'homme et l'environnement. Des technologies ont été créées pour traiter ces déchets gazeux et en extraire de l'acide sulfurique et des sulfates. À cette fin, des entreprises chimiques sont construites à côté d'usines métallurgiques ou dans la même zone. En conséquence, le volume de pollution est réduit, il y a moins de "pluies d'acide sulfurique".
