Сулфур

Сулфур  (₁₆S)

Спектрални линии на сулфурот
Општи својства
Име и симбол	сулфур (S)
Изглед	лимон жолти синтерувани микрокристали
Сулфурот во периодниот систем
O ↑ S ↓ Se фосфор ← сулфур → хлор
Атомски број	16
Стандардна атомска тежина (Ar)	32,06 (32,059–32,076)
Категорија	повеќеатомски неметал
Група и блок	група 16 (халокгени), p-блок
Периода	III периода
Електронска конфигурација	[Ne] 3s2 3p4
по обвивка	2, 8, 6
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	388,36 K ​(115,21 °C)
Точка на вриење	717,8 K ​(444,6 °C)
Густина близу с.т.	alpha: 2,07 г/см3 beta: 1,96 г/см3 gamma: 1,92 г/см3
кога е течен, при т.т.	1,819 г/см3
Критична точка	1.314 K, 20,7 MPa
Топлина на топење	mono: 1,727 kJ/mol
Топлина на испарување	mono: 45 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	22,75 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 375 408 449 508 591 717
Атомски својства
Оксидациони степени	6, 5, 4, 3, 2, 1, −1, −2 ​(силен киселински оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 2,58
Енергии на јонизација	I: 999,6 kJ/mol II: 2.252 kJ/mol II: 3.357 kJ/mol (повеќе)
Ковалентен полупречник	105±3 пм
Ван дер Валсов полупречник	180 пм
Спектрални линии на сулфур
Разни податоци
Кристална структура	​орторомпска
Топлинска спроводливост	0.205 W/(m·K) (аморфен)
Електрична отпорност	2×1015  Ω·m (при 20 °C) (аморфен)
Магнетно подредување	дијамагнетно
Модул на збивливост	7,7 GPa
Мосова тврдост	2
CAS-број	7704-34-9
Историја
Откриен	Стара Кина (пред 2000 п.н.е)
Препознаен како елемент од	Антоан Лавоазје (1777)
Најстабилни изотопи
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 32S 95,02 % 32S е стабилен со 16 неутрони 33S 0,75 % 33S е стабилен со 17 неутрони 34S 4,21 % 34S е стабилен со 18 неутрони 35S веш 87,32 д β− 0,167 35Cl 36S 0,02 % 36S е стабилен со 20 неутрони

Сулфур — хемиски елемент во периодниот систем што го има симболот S и атомскиот број 16. Тој е чест неметал без вкус и мирис и е повеќевалентен. Во својата основна форма, сулфурот е жолта кристална цврста супстанца. Во природата тој може да се најде како чист елемент или како сулфидни и сулфатни минерали. Тој е есенцијален елемент за животот и е најден во две аминокиселини. Неговите комерцијални употреби се главно во вештачките ѓубрива, но доста се користи и во чкорчињата, инсектицидите и фунгицидите.

Поважни одлики

Горе: Парче сулфур се топи до крв црвена течност.
Долу: Кога согорува, сулфурот емитира син пламен.

При собна температура, сулфурот е мека светложолта цврста супстанца. Иако мирисот на сулфурот е доста непопуларен — често споредуван со расипани јајца — тој е всушност одлика на сулфурводородот (H₂S); елементарниот сулфур има слаб мирис сличен на оној на кибритите. Овој елемент согорува со син пламен кој го емитира сулфур диоксидот, забележлив по својот задушувачки мирис. Сулфурот е нерастворлив во вода, но растворлив е во јаглерод дисулфид и во помала мерка во другите органски растворувачи како што е бензенот. Чести оксидациони броеви на сулфурот се −2, +2, +4 и +6. Сулфурот образува стабилни соединенија со сите елементи освен со благородните гасови.

Сулфурот во цврста состојба обично постои како циклични круновидни S₈ молекули. Сулфурот има многу алотропи покрај S₈. Со отстранување на еден атом од круната се добива S₇, кој е одговорен за карактеристичната жолта боја на сулфурот. Подготвени се и многу други прстени, вклучувајчи ги S₁₂ и S₁₈. За споредба, неговиот полесен сосед кислород постои само во две состојби од алотропско значење: O₂ и O₃. Селенот, потешкиот аналог на сулфурот може да образува прстени, но многу почесто се наоѓа како полимерен синџир.

Структурата на S₈ молекулата.

Дехидратациони својства на сулфур.

Кристалографијата на сулфурот е комплексна. Во зависност од специфичните услови, сулфурните алотропи образуваат неколку различни кристални структури од кои најпознати се оние со ромпска и моноклинска S₈ молекула.

Важна одлика е и тоа што вискозноста на стопениот сулфур, за разлика од другите течности, се зголемува со температурата, како резултат на образувањето на полимерни синџири. Како и да е, откога ќе се постигне специфична температура, вискозноста се редуцира бидејќи постои доволна енергија за да ги сруши синџирите.

Аморфниот или "пластичен" сулфур може да се произведува со брзото ладење на стопениот сулфур. Кристалографските студии покажуваат дека аморфната форма може да има хелична структура со осум атоми. Оваа форма е метастабилна при собна температура и постепено се враќа во кристалната форма. Овој процес се случува за време од неколку часови или денови, но може да се катализира.

Примена

Сулфурот има многу индустриски примени. Преку неговиот главен дериват, сулфурната киселина (H₂SO₄), сулфурот се рангира како еден од најважните индустриски суровини. Тој е од примарна важност за секој сектор од светската економија.

Производството на сулфурната киселина е главната крајна употреба на сулфурот, а потрошувачката на сулфурната киселина се смета за една од најдобрите индикатори за индустрискиот развој на една нација.

Сулфурот се користи иста така во батериите, детергентите, вулканизацијата на гумата, фунгицидите и во производството на фосфатни вештачки ѓубрива. Сулфитите се користат за белење на хартијата и како презервативи во виното и исушеното овошје. Поради неговата запалива природа, сулфурот исто така наоѓа примена во кибритите, правта за огненото оружје и пиротехниката. Натриум или амониум тиосулфатот се употребува како фотографско фиксирачко средство. Магнезиум сулфатот, подобро познат и како Епсом сол, може да се користи како лаксатив, адитив во бањата, ексфолијант или, пак, магнезиумски додаток за растенијата. Сулфурот се користи како светлогенерирачкиот медиум во т.н. сулфурни лампи.

Во доцните 1700-ти, производителите на мебел користеле стопен сулфур за правење на декорации. Поради сулфур диоксидот кој се добива при процесот на топење на сулфурот, оваа постапка била напуштена.

Биолошка улога

Аминокиселините цистеин и метионин содржат сулфур, како и сите полипептиди, белковини и ензими кои ги содржат овие аминокиселини. Ова го прави сулфурот потребна состојка на сите живи клетки. Дисулфидните врски помеѓу полипептидите се многу важни за агрегирањето и структурата на белковините. Хомоцистеинот и тауринот се исто така аминокиселини кои содржат сулфур, но не се кодирани од ДНК, ниту се дел од примарната структура на белковините. Некои форми на бактерии го користат сулфурводородот (H₂S) на местото на водата како дарител на електрони во еден примитивен процес сличен на фотосинтезата. Сулфурот се апсорбира од растенијата од почвата преку корењата како сулфатен јон и тие го редуцираат до сулфид пред да се инкорпорира во цистеинот и другите органски сулфурни соединенија (сулфурна асимилација). Неорганскиот сулфур образува дел од железо-сулфур гроздовите и тој исто така е поврзувачкиот лиганд во Cu_A местото на цитохром с оксидаза. Сулфурот е важна состојка на коензимот А.

Улога во животната средина

Горењето на јагленот и нафтата од страна на индустријата и термоелектраните ослободува огромни количини на SO₂ кој реагира со атмосферската вода и кислород, при што се добива сулфурна киселина. Оваа сулфурна киселина е состојка на киселите дождови, кои ја снижуваат вредноста на pH на почвата и слатководните басени, што резултира во значајна штета за животната средина и хемиската структура на статуите и архитектурата. Стандардите за горива препорачуваат екстракција на сулфур од фосилните горива за да се превенира појавата на кисели дождови. Овој екстрахиран сулфур потоа се рафинира и претставува голем дел од производството на сулфур.

Сулфурот како мотив во уметноста и во популарната култура

• „Сулфур во пуста земја“ (англиски: Brimstone In A Barren Land) — песна на англиската музичарка Дениел Дакс (Danielle Dax) од 1987 година.

Галерија

• Директна синтеза на железо и сулфур