الكبريت عنصر غير معدني. الرمز الكيميائي هو S ، والرقم التسلسلي في الجدول الدوري هو 16. تم إنشاء تكافؤ الكبريت حتى قبل دراسة بنية الذرة. تم تحديد قيمتها على أساس الخاصية لاستبدال أو جذب أو إلحاق عدد معين من الذرات أو المجموعات الأخرى. لاحقًا ، اكتشف الباحثون دور الجسيمات سالبة الشحنة (الإلكترونات) في تكوين رابطة كيميائية.
تكافؤ الكبريت: ما هي خصائص الذرات التي تؤثر على قيمته؟
من حيث الانتشار على الأرض ، يحتل العنصر الكيميائي المركز السادس عشر. يحدث على شكل بلورات صفراء زاهية أو مسحوق في الصخور ، بالقرب من البراكين النشطة والمنقرضة. وأشهر المركبات الطبيعية هي الكبريتيدات والكبريتات.
ملامح العنصر والجوهر:
- قوي غير معدني.
- من حيث القدرة الكهربية (EO) ، أو القدرة على جذب الإلكترونات ، يحتل الكبريت المرتبة الثانية بعد الفلور والأكسجين والنيتروجين والكلور والبروم.
- يتفاعل مع المعادن وغير المعدنية والمواد البسيطة والمعقدة.
تعتمد الاختلافات في الخصائص على بنية الذرة وحالتها ، والاختلاف في قيم EO. دعنا نتعرف على ما يمكن أن يحتويه التكافؤ الكبريت في المركبات. يعتمد سلوكهم الكيميائي على بنية أغلفة الطاقة ، وعدد وترتيب الإلكترونات الخارجية في الذرة.
لماذا يختلف التكافؤ؟
المستقرة هي النظائر الطبيعية للكبريت بأعداد كتلتها 32 (الأكثر شيوعًا) و 33 و 34 و 36. تحتوي ذرة كل من هذه النويدات على 16 بروتونًا موجب الشحنة. في الفضاء القريب من النواة ، يتحرك 16 إلكترونًا بسرعة كبيرة. فهي متناهية الصغر وشحنة سالبة. أقل انجذابًا للنواة (أكثر حرية) 6 جسيمات خارجية. يشارك العديد منهم أو جميعهم في تكوين أنواع مختلفة من الروابط الكيميائية. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يتم تحديد تكافؤ الكبريت بعدد أزواج الإلكترونات المشتركة (الرابطة). عادة ، في الرسومات والمخططات ، يتم تصوير الجسيمات الخارجية التي تشارك في هذه العملية كنقاط حول العلامة الكيميائية.
كيف يعتمد التكافؤ على بنية الذرة؟
باستخدام مخطط الطاقة ، يمكنك إظهار هيكل المستويات والمستويات الفرعية (s ، p ، d) ، التي تعتمد عليها صيغة تكافؤ الكبريت. سهمان موجهان بشكل مختلف يرمزان إلى إقران ، أحدهما - إلكترونات غير مقترنة. يتكون الفضاء الخارجي لذرة الكبريت من مدارات من 6 جسيمات ، و 8 ضرورية للاستقرار وفقًا لقاعدة الثمانيات. ينعكس تكوين غلاف التكافؤ في الصيغة 3s23p4. إلكترونات الطبقة غير المكتملةلديها كمية كبيرة من الطاقة ، مما يؤدي إلى حالة غير مستقرة للذرة بأكملها. لتحقيق الاستقرار ، تتطلب ذرة الكبريت نوعين سلبيين إضافيين. يمكن الحصول عليها عن طريق تكوين روابط تساهمية مع عناصر أخرى أو عن طريق امتصاص إلكترونين حرين. في هذه الحالة ، يظهر الكبريت التكافؤ الثاني (-). يمكن الحصول على نفس القيمة باستخدام الصيغة: 8-6=2 ، حيث 6 هو رقم المجموعة التي يوجد بها العنصر.
أين توجد المركبات التي يكون فيها تكافؤ الكبريت هو II (-)؟
عنصر يجذب أو يزيل الإلكترونات تمامًا من الذرات ذات قيمة كهرسلبية أقل على مقياس الاقتراع. يتجلى التكافؤ الثاني (-) في كبريتيدات المعادن واللافلزات. تم العثور على مجموعة واسعة من هذه المركبات في تكوين الصخور والمعادن ذات الأهمية العملية الكبيرة. وتشمل هذه البيريت (FeS) ، sphalerite (ZnS) ، galena (PbS) ومواد أخرى. بلورات كبريتيد الحديد لها لون بني مصفر جميل وبريق. غالبًا ما يشار إلى البيريت المعدني باسم "ذهب الأحمق". للحصول على المعادن من الخامات ، يتم تحميصها أو تقليلها. يحتوي كبريتيد الهيدروجين H2S على نفس البنية الإلكترونية مثل الماء. أصل H2S:
- يتم إطلاقه عندما تتعفن البروتينات (على سبيل المثال ، بيضة دجاج) ؛
- ينفجر بغازات بركانية ؛
- يتراكم في المياه الطبيعية والنفط ؛
- تبرز في الفراغات في قشرة الأرض
لماذا صيغة رباعي التكافؤ أكسيد الكبريت SO2؟
تُظهر صيغة ثاني أكسيد أن ذرة كبريت واحدة في جزيء مرتبطة بذرتين من الأكسجين ، كل منهما تحتاج إلى إلكترونين إلى ثماني بتات. تكون الرابطة الناتجة قطبية بطبيعتها (يكون EO للأكسجين أكبر). تكافؤ الكبريت في هذا المركب هو IV (+) ، لأن الإلكترونات الأربعة لذرة الكبريت تتحول نحو ذرتين من الأكسجين. يمكن كتابة الصيغة على النحو التالي: S2O4 ، ولكن وفقًا للقواعد ، يجب تقليله بمقدار 2. عندما يذوب في الماء ، يشكل ثنائي أكسيد أيونات حمض الكبريت الضعيف. أملاحه - الكبريتيت - عوامل اختزال قوية. يعمل غاز ثاني أكسيد الكبريت كمادة وسيطة في إنتاج حامض الكبريتيك.
في أي المواد يظهر الكبريت أعلى تكافؤ؟
Oxide SO3 أو S2O6 هو سائل عديم اللون يتصاعد عند درجات حرارة أقل من 17 درجة مئوية. في مركب SO3 ، يكون تكافؤ الأكسجين هو II (-) ، والكبريت هو VI (+). يذوب الأكسيد الأعلى في الماء ويشكل حمض الكبريتيك ثنائي القاعدة قوي. لدور كبير في عمليات الإنتاج ، كانت المادة تسمى "خبز الصناعة الكيميائية". دور مهم في الاقتصاد والطب ينتمي إلى الأملاح الحمضية - الكبريتات. تستخدم هيدرات الكالسيوم (الجبس) والصوديوم (ملح جلوبر) والمغنيسيوم (ملح إبسوم أو الملح المر).
1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 6 إلكترونات خارجية يمكنها المشاركة في تكوين أنواع مختلفة من الروابط الكيميائية. دعنا نسمي التكافؤات المحتملة للكبريت ، بالنظر إلى وجود مركبات نادرة وغير مستقرة: I (-) ، II (-) ، II (+) ، III (+) ، IV (+) ، VI (+). يكتسب العنصر تكافؤًا إيجابيًا ثانيًا فيأحادي أكسيد SO. يتم عرض القيم الأكثر شيوعًا II (-) و IV (+) و VI (+) بواسطة الكبريت كجزء من مجموعة من المواد ذات الأهمية الصناعية والزراعية والطبية. مركباته تستخدم في صناعة الالعاب النارية.
لا يزال التقاط غازات العادم يمثل مشكلة كبيرة ، بما في ذلك أكاسيد الكبريت IV (+) و VI (+) وكبريتيد الهيدروجين ، وهي ضارة بالإنسان والبيئة. تم إنشاء تقنيات لمعالجة هذه النفايات الغازية والحصول على حامض الكبريتيك والكبريتات منها. لهذا الغرض ، يتم بناء مؤسسات كيميائية بجوار مصانع التعدين أو في نفس المنطقة. ونتيجة لذلك ، انخفض حجم التلوث ، وأقل "مطر حامض الكبريتيك".
