Ծծմբային միացություններ. Ծծմբի օքսիդացման վիճակները միացություններում. Ծծմբի միացությունների բանաձևեր

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 05:30

Քալկոգենների ենթախումբը ներառում է ծծումբ - սա երկրորդն է այն տարրերից, որոնք կարող են մեծ քանակությամբ հանքաքարեր առաջացնել: Սուլֆատները, սուլֆիդները, օքսիդները և ծծմբի այլ միացությունները շատ տարածված են, կարևոր արդյունաբերության և բնության մեջ։ Հետևաբար, այս հոդվածում մենք կքննարկենք, թե ինչ են դրանք, ինչ է ծծումբն ինքնին, նրա պարզ նյութը։

Ծծումբ և դրա բնութագրերը

Այս տարրն ունի հետևյալ դիրքը Պարբերական աղյուսակում։

1. Վեցերորդ խումբ, հիմնական ենթախումբ.
2. Երրորդ փոքր շրջան։
3. Ատոմային զանգված - 32, 064.
4. Հերթական թիվը՝ 16, նույնքան պրոտոններ և էլեկտրոններ, նեյտրոններ՝ նույնպես 16։
5. Վերաբերում է ոչ մետաղական տարրերին։
6. Բանաձևերում կարդացվում է որպես «es», տարրի անվանումը՝ ծծումբ, լատինական ծծումբ։

։

Բնության մեջ կա չորս կայուն իզոտոպ՝ 32, 33, 34 և 36 զանգվածային թվերով: Այս տարրը բնության մեջ վեցերորդն է ամենաառատությամբ: Անդրադառնում է կենսագեն տարրերին, քանի որ այն կարևոր օրգանականի մի մասն էմոլեկուլներ.

Ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածք

Ծծմբի միացություններն իրենց բազմազանության շնորհիվ են ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքի առանձնահատկություններին։ Այն արտահայտվում է հետևյալ կազմաձևման բանաձևով. 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

Տրված կարգը արտացոլում է միայն տարրի անշարժ վիճակը: Այնուամենայնիվ, հայտնի է, որ եթե ատոմին լրացուցիչ էներգիա փոխանցվի, ապա էլեկտրոնները կարող են քայքայվել 3p և 3s ենթամակարդակներում, որին հաջորդում է մեկ այլ անցում դեպի 3d, որը մնում է ազատ: Արդյունքում փոխվում է ոչ միայն ատոմի վալենտությունը, այլեւ բոլոր հնարավոր օքսիդացման վիճակները։ Զգալիորեն ավելանում է դրանց թիվը, ինչպես նաև ծծմբի մասնակցությամբ տարատեսակ նյութերը։

Ծծմբի օքսիդացման վիճակները միացություններում

Այս ցուցանիշի մի քանի հիմնական տարբերակներ կան: Ծծմբի համար դա՝

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Սրանցից S⁺²-ն ամենահազվագյուտն է, մնացածը ցրված են ամենուր: Ամբողջ նյութի քիմիական ակտիվությունը և օքսիդացման ունակությունը կախված է միացություններում ծծմբի օքսիդացման աստիճանից: Այսպիսով, օրինակ, -2-ով միացությունները սուլֆիդներ են: Դրանցում մեր դիտարկվող տարրը բնորոշ օքսիդացնող նյութ է։

Որքան բարձր լինի միացության մեջ օքսիդացման աստիճանի արժեքը, այնքան ավելի ընդգծված կլինի նյութի օքսիդացման ունակությունը: Սա հեշտ է ստուգել, եթե հիշենք երկու հիմնական թթուները, որոնք ձևավորում է ծծումբը՝

• H₂SO₃ - ծծմբային;
• H₂SO₄ - ծծմբական.

Հայտնի է, որվերջինս շատ ավելի կայուն, ուժեղ միացություն է՝ բարձր կոնցենտրացիայի մեջ շատ ուժեղ օքսիդացնող հատկությամբ։

Պարզ նյութ

Որպես պարզ նյութ՝ ծծումբը հավասար, կանոնավոր, երկարավուն ձևի դեղին գեղեցիկ բյուրեղներ է: Թեև սա դրա ձևերից միայն մեկն է, քանի որ այս նյութի երկու հիմնական ալոտրոպ մոդիֆիկացիա կա: Առաջինը՝ մոնոկլինիկ կամ ռոմբիկ, դեղին բյուրեղային մարմին է, որը չի կարող լուծվել ջրում, այլ միայն օրգանական լուծիչներում։ Տարբերվում է փխրունությամբ և կառուցվածքի գեղեցիկ ձևով, որը ներկայացված է թագի տեսքով: Հալման կետ - մոտ 110⁰C.

Եթե բաց չթողնեք նման մոդիֆիկացիան տաքացնելիս միջանկյալ պահը, ապա կարող եք ժամանակին հայտնաբերել մեկ այլ վիճակ՝ պլաստիկ ծծումբ։ Այն ռետինե շագանակագույն մածուցիկ լուծույթ է, որը հետագա տաքացման կամ արագ սառեցման դեպքում կրկին վերածվում է ռոմբի ձևի։

Եթե խոսենք քիմիապես մաքուր ծծմբի մասին, որը ստացվում է կրկնակի ֆիլտրման արդյունքում, ապա այն վառ դեղին մանր բյուրեղներ է, փխրուն և ամբողջովին չլուծվող ջրում: Օդի խոնավության և թթվածնի հետ շփման դեպքում կարող է բռնկվել: Տարբերվում են բավականին բարձր քիմիական ակտիվությամբ։

Լինելով բնության մեջ

Բնության մեջ կան բնական հանքավայրեր, որոնցից արդյունահանվում են ծծմբային միացություններ, իսկ ինքը՝ ծծումբը՝ որպես պարզ նյութ։ Բացի այդ, նապարունակում է՝

• հանածոների, հանքաքարերի և ապարների մեջ;
• կենդանիների, բույսերի և մարդկանց մարմնում, քանի որ այն շատ օրգանական մոլեկուլների մի մասն է;
• բնական գազի, նավթի և ածուխի մեջ;
• նավթային թերթաքարերում և բնական ջրերում:

Ծծմբի ամենահարուստ միներալներից կարելի է անվանել՝

• cinnabar;
• պիրիտ;
• սֆալերիտ;
• հակամոնիտ;
• Գալենա և այլք։

Այսօր արտադրվող ծծմբի մեծ մասը գնում է սուլֆատի արտադրությանը: Մյուս մասը օգտագործվում է բժշկական նպատակներով, գյուղատնտեսության, արդյունաբերական գործընթացներում՝ նյութերի արտադրության համար։

Ֆիզիկական հատկություններ

Դրանք կարելի է նկարագրել մի քանի կետերով։

1. Ջրում չլուծվող, ածխածնի դիսուլֆիդում կամ տորպենտինում լուծվող։
2. Երկարատև շփման դեպքում բացասական լիցք է կուտակում։
3. Հալման կետը 110 է ⁰C.
4. Եռման կետ 190 ⁰C.
5. Երբ հասնում է 300 ⁰C-ն վերածվում է հեղուկի, հեշտությամբ շարժական:
6. Մաքուր նյութը կարող է բռնկվել ինքնաբուխ այրվող հատկությունները շատ լավ են:
7. Ինքնին այն գործնականում հոտ չունի, սակայն ջրածնի ծծմբի միացությունները արձակում են փտած ձվերի սուր հոտ: Ինչպես նաև որոշ գազային երկուական ներկայացուցիչներ:

Նշված նյութի ֆիզիկական հատկությունները մարդկանց հայտնի են եղել հնագույն ժամանակներից: Հենց իր այրվողության համար է ծծումբը ստացել իր անվանումը։ Պատերազմներում օգտագործվել են շնչահեղձ և թունավոր գոլորշիներ, որոնք առաջանում են այս միացության այրման ժամանակ, ինչպես.զենք թշնամիների դեմ. Բացի այդ, ծծումբ պարունակող թթուները նույնպես միշտ արդյունաբերական մեծ նշանակություն են ունեցել։

Քիմիական հատկություններ

Թեմա՝ «Ծծումբը և նրա միացությունները» դպրոցական քիմիայի դասընթացը տևում է ոչ թե մեկ, այլ մի քանի դաս։ Ի վերջո, դրանք շատ են: Դա պայմանավորված է այս նյութի քիմիական ակտիվությամբ: Այն կարող է դրսևորել և՛ օքսիդացնող հատկություններ ավելի ուժեղ վերականգնող նյութերի (մետաղներ, բոր և այլն), և՛ վերականգնող հատկություններ ոչ մետաղների մեծ մասի դեպքում:

Սակայն, չնայած նման ակտիվությանը, նորմալ պայմաններում միայն ֆտորի հետ փոխազդեցություն է տեղի ունենում: Մնացած բոլորը ջեռուցում են պահանջում: Գոյություն ունեն նյութերի մի քանի կատեգորիա, որոնց հետ ծծումբը կարող է փոխազդել՝

• մետաղներ;
• ոչ մետաղներ;
• ալկալի;
• ուժեղ օքսիդացնող թթուներ՝ ծծմբական և ազոտական։

Ծծմբի միացություններ. սորտեր

Դրանց բազմազանությունը կբացատրվի հիմնական տարրի՝ ծծմբի օքսիդացման աստիճանի անհավասար արժեքով։ Այսպիսով, մենք կարող ենք տարբերակել նյութերի մի քանի հիմնական տեսակներ՝

• օքսիդացման աստիճանով միացություններ -2;
• +4;
• +6.

Եթե դիտարկենք դասերը, և ոչ թե վալենտության ինդեքսը, ապա այս տարրը ձևավորում է այնպիսի մոլեկուլներ, ինչպիսիք են՝

• թթուներ;
• օքսիդներ;
• ջրածնի ծծմբի միացություններ;
• աղ;
• ոչ մետաղներով երկուական միացություններ (ածխածնի դիսուլֆիդ, քլորիդներ);
• օրգանական նյութ.

Հիմա նայենք հիմնականներին և բերենք օրինակներ։

Նյութեր -2 օքսիդացման աստիճանով

Ծծմբի միացությունները 2-ը նրա կոնֆորմացիաներն են մետաղների հետ, ինչպես նաև՝

• ածխածին;
• ջրածին;
• ֆոսֆոր;
• սիլիկոն;
• մկնդեղ;
• բոր.

Այս դեպքերում այն հանդես է գալիս որպես օքսիդացնող նյութ, քանի որ թվարկված բոլոր տարրերն ավելի էլեկտրադրական են: Դիտարկենք ավելի կարևորներից մի քանիսը:

1. Ածխածնի դիսուլֆիդ - CS₂: Թափանցիկ հեղուկ՝ եթերի բնորոշ հաճելի բույրով։ Այն թունավոր է, դյուրավառ և պայթուցիկ: Այն օգտագործվում է որպես լուծիչ յուղերի, ճարպերի, ոչ մետաղների, արծաթի նիտրատի, խեժերի և ռետինների մեծ մասի համար: Այն նաև կարևոր մասն է արհեստական մետաքսի` վիսկոզայի արտադրության մեջ: Արդյունաբերության մեջ այն սինթեզվում է մեծ քանակությամբ։
2. Ջրածնի սուլֆիդ կամ ջրածնի սուլֆիդ - H₂S. Անգույն գազ՝ քաղցր համով։ Հոտը սուր է, չափազանց տհաճ, հիշեցնում է փտած ձու։ Թունավոր է, ճնշում է շնչառական կենտրոնը, քանի որ կապում է պղնձի իոնները։ Ուստի դրանցից թունավորվելիս առաջանում է շնչահեղձություն և մահ։ Լայնորեն օգտագործվում է բժշկության մեջ, օրգանական սինթեզում, ծծմբաթթվի արտադրության մեջ և որպես էներգաարդյունավետ հումք։
3. Մետաղների սուլֆիդները լայնորեն օգտագործվում են բժշկության մեջ, սուլֆատի արտադրության մեջ, ներկերի արտադրության մեջ, ֆոսֆորի և այլ վայրերում։ Ընդհանուր բանաձևն է՝ Me_xS_y.

Միացություններ +4 օքսիդացման աստիճանով

Ծծմբի միացություններ 4 -այն հիմնականում օքսիդ է և դրա համապատասխան աղերն ու թթուները: Դրանք բոլորը բավականին տարածված միացություններ են, որոնք որոշակի արժեք ունեն արդյունաբերության մեջ: Նրանք կարող են նաև հանդես գալ որպես օքսիդացնող նյութեր, բայց ավելի հաճախ դրանք նվազեցնող հատկություն են ցուցաբերում:

+4 օքսիդացման աստիճանով ծծմբային միացությունների բանաձևերը հետևյալն են.

• օքսիդ - ծծմբի երկօքսիդ SO₂;
• թթու - ծծմբային H₂SO₃;
• աղերն ունեն ընդհանուր բանաձև Me_x(SO₃)_y.

Ամենատարածվածներից մեկը ծծմբի երկօքսիդն է կամ անհիդրիդը: Այն անգույն նյութ է՝ այրված լուցկու հոտով։ Հրաբխային ժայթքման ժամանակ ձևավորվել է մեծ կլաստերներում և այս պահին հեշտ է ճանաչել հոտով:

լուծվում է ջրի մեջ՝ առաջացնելով հեշտությամբ քայքայվող թթու՝ ծծմբային։ Այն իրեն բնորոշ է թթվային օքսիդի նման, ձևավորում է աղեր, որոնք ներառում են SO₃^2- որպես սուլֆիտի իոն: Այս անհիդրիդը հիմնական գազն է, որն ազդում է շրջակա մթնոլորտի աղտոտման վրա: Ահա թե ինչն է առաջացնում թթվային անձրեւ: Արդյունաբերության մեջ այն օգտագործվում է սուլֆատի արտադրության մեջ։

Միացություններ, որոնցում ծծումբն ունի +6 օքսիդացման աստիճան

Դրանք ներառում են, առաջին հերթին, ծծմբային անհիդրիդը և ծծմբաթթուն իրենց աղերով.

• սուլֆատներ;
• հիդրոսուլֆատներ.

Քանի որ դրանցում ծծմբի ատոմը գտնվում է օքսիդացման ամենաբարձր աստիճանում, այդ միացությունների հատկությունները միանգամայն հասկանալի են: Դրանք ուժեղ օքսիդիչներ են։

Ծծմբի օքսիդ (VI) - ծծմբի անհիդրիդ - հանդիսանում էցնդող անգույն հեղուկ. Բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ ուժեղ խոնավությունը կլանող կարողություն է: Ծխում է դրսում. Ջրի մեջ լուծվելիս այն տալիս է ամենաուժեղ հանքային թթուներից մեկը՝ ծծմբական։ Նրա խտացված լուծույթը ծանր յուղոտ թեթևակի դեղնավուն հեղուկ է։ Եթե անհիդրիդը լուծվի ծծմբաթթվի մեջ, ապա կստացվի հատուկ միացություն, որը կոչվում է օլեում։ Արդյունաբերականորեն օգտագործվում է թթվի արտադրության մեջ։

Աղերի շարքում՝ սուլֆատներ, այնպիսի միացություններ, ինչպիսիք են՝

• գիպս CaSO₄ 2H₂O;
• բարիտ BaSO₄;
• mirabilite;
• կապարի սուլֆատ և այլն:

Դրանք օգտագործվում են շինարարության, քիմիական սինթեզի, բժշկության, օպտիկական գործիքների և ակնոցների արտադրության և նույնիսկ սննդի արդյունաբերության մեջ։

Հիդրոսուլֆատները լայնորեն կիրառվում են մետալուրգիայում, որտեղ դրանք օգտագործվում են որպես հոսք: Նրանք նաև օգնում են շատ բարդ օքսիդներ վերածել լուծվող սուլֆատի ձևերի, որոնք օգտագործվում են համապատասխան արդյունաբերություններում:

Ծծմբի ուսումնասիրությունը դպրոցական քիմիայի դասընթացում

Ե՞րբ է լավագույն ժամանակը ուսանողների համար իմանալու, թե ինչ է ծծումբը, ի՞նչ հատկություններ ունի, ի՞նչ է ծծմբի միացությունը: 9-րդ դասարանը լավագույն շրջանն է. Սա դեռ սկիզբը չէ, երբ երեխաների համար ամեն ինչ նոր է ու անհասկանալի։ Սա քիմիական գիտության ուսումնասիրության միջնակարգն է, երբ ավելի վաղ դրված հիմքերը կօգնեն ամբողջությամբ հասկանալ թեման։ Ուստի ավարտական տարվա երկրորդ կեսն է, որ հատկացվում է այս հարցերի քննարկմանը։դաս. Միաժամանակ ամբողջ թեման բաժանված է մի քանի բլոկների, որոնցում կա առանձին դաս «Ծծմբի միացություններ. 9-րդ դասարան»:

Սա պայմանավորված է նրանց առատությամբ: Առանձին դիտարկվում է նաև ծծմբաթթվի արդյունաբերական արտադրության հարցը։ Ընդհանուր առմամբ, այս թեմային հատկացվում է միջինը 3 ժամ։

Բայց օրգանական ծծմբային միացությունները ուսումնասիրության են հանում միայն 10-րդ դասարանում, երբ դիտարկվում են օրգանական խնդիրները։ Ավագ դպրոցում նրանք նույնպես ազդում են կենսաբանության վրա: Ի վերջո, ծծումբը այնպիսի օրգանական մոլեկուլների մի մասն է, ինչպիսիք են՝

• թիոալկոհոլներ (թիոլներ);
• սպիտակուցներ (երրորդական կառուցվածք, որի վրա ձևավորվում են դիսուլֆիդային կամուրջներ);
• թիոալդեհիդներ;
• թիոֆենոլներ;
• թիոեթերներ;
• սուլֆոնաթթուներ;
• սուլֆօքսիդներ և այլք:

Դրանք դասակարգվում են որպես ծծմբային օրգանական միացությունների հատուկ խումբ։ Նրանք կարևոր են ոչ միայն կենդանի էակների կենսաբանական գործընթացներում, այլև արդյունաբերության մեջ։ Օրինակ, սուլֆոնիկ թթուները շատ դեղամիջոցների հիմքն են (ասպիրին, սուլֆանիլամիդ կամ streptocide):

Բացի այդ, ծծումբը միացությունների մշտական բաղադրիչն է, ինչպիսիք են՝

• ամինաթթուներ;
• ֆերմենտներ;
• վիտամիններ;
• հորմոններ.