Lo zolfo (lat. Sulphur) è un elemento non metallico. Il simbolo chimico è S, il numero di serie nella tavola periodica è 16. La valenza dello zolfo è stata stabilita anche prima dello studio della struttura dell'atomo. Il suo valore è stato determinato sulla base della proprietà di sostituire, attrarre o collegare un certo numero di altri atomi o gruppi. Successivamente, i ricercatori hanno scoperto il ruolo delle particelle cariche negativamente (elettroni) nella formazione di un legame chimico.
Valenza dello zolfo: quali caratteristiche degli atomi ne influenzano il valore?
In termini di prevalenza sulla Terra, un elemento chimico è al 16° posto. Si presenta come cristalli di colore giallo brillante o polvere nelle rocce, vicino a vulcani attivi ed estinti. I composti naturali più famosi sono solfuri e solfati.
Caratteristiche dell'elemento e della sostanza:
- Forte non metallico.
- In termini di elettronegatività (EO), o capacità di attrarre elettroni, lo zolfo è secondo solo a fluoro, ossigeno, azoto, cloro e bromo.
- Interagisce con metalli e non metalli, sostanze semplici e complesse.
Le differenze nelle proprietà dipendono dalla struttura e dallo stato dell'atomo, dalla differenza nei valori di EO. Scopriamo cosa può avere lo zolfo di valenza nei composti. Il loro comportamento chimico dipende dalla struttura dei gusci energetici, dal numero e dalla disposizione degli elettroni esterni nell'atomo.
Perché la valenza varia?
Stabili sono gli isotopi naturali dello zolfo con i numeri di massa 32 (il più comune), 33, 34 e 36. Un atomo di ciascuno di questi nuclidi contiene 16 protoni carichi positivamente. Nello spazio vicino al nucleo, 16 elettroni si muovono a grande velocità. Sono infinitesime, caricate negativamente. Meno attratto dal nucleo (più libero) 6 particelle esterne. Alcuni o tutti prendono parte alla formazione di diversi tipi di legami chimici. Secondo i concetti moderni, la valenza dello zolfo è determinata dal numero di coppie di elettroni comuni (di legame) creati. Di solito, nei disegni e nei diagrammi, le particelle esterne che prendono parte a questo processo sono rappresentate come punti attorno al segno chimico.
In che modo la valenza dipende dalla struttura di un atomo?
Utilizzando un diagramma energetico, puoi mostrare la struttura dei livelli e dei sottolivelli (s, p, d), da cui dipende la formula della valenza dello zolfo. Due frecce dirette in modo diverso simboleggiano elettroni accoppiati, uno - spaiati. Lo spazio esterno dell'atomo di zolfo è formato da orbitali di 6 particelle e 8 sono necessarie per la stabilità secondo la regola dell'ottetto. La configurazione del guscio di valenza è riflessa dalla formula 3s23p4. Elettroni dello strato non finitohanno una grande scorta di energia, che provoca uno stato instabile dell'intero atomo. Per raggiungere la stabilità, l'atomo di zolfo richiede due specie negative aggiuntive. Possono essere ottenuti formando legami covalenti con altri elementi o assorbendo due elettroni liberi. In questo caso, lo zolfo mostra valenza II (–). Lo stesso valore può essere ottenuto utilizzando la formula: 8 - 6=2, dove 6 è il numero del gruppo in cui si trova l'elemento.
Dove si trovano composti in cui la valenza dello zolfo è II (–)?
Un elemento attrae o rimuove completamente elettroni dagli atomi con un valore di elettronegatività inferiore sulla scala di polling. Valenza II (-) si manifesta nei solfuri di metalli e non metalli. Un vasto gruppo di tali composti si trova nella composizione di rocce e minerali di grande importanza pratica. Questi includono pirite (FeS), sfalerite (ZnS), galena (PbS) e altre sostanze. I cristalli di solfuro di ferro hanno un bel colore marrone giallastro e lucentezza. La pirite minerale viene spesso definita "l'oro degli stolti". Per ottenere metalli dai minerali, vengono arrostiti o ridotti. L'idrogeno solforato H2S ha la stessa struttura elettronica dell'acqua. Origine di H2S:
- viene rilasciato quando le proteine marciscono (ad esempio un uovo di gallina);
- erutta con gas vulcanici;
- accumula in acque naturali, olio;
- svetta nei vuoti della crosta terrestre.
Perché la formula dell'ossido di zolfo tetravalente è SO2?
La formula del biossido mostra che un atomo di zolfo in una molecola è legato a due atomi di ossigeno, ognuno dei quali ha bisogno di 2 elettroni per un ottetto. Il legame risultante è di natura polare covalente (l'EO dell'ossigeno è maggiore). La valenza dello zolfo in questo composto è IV (+), perché i 4 elettroni dell'atomo di zolfo sono spostati verso due atomi di ossigeno. La formula può essere scritta come segue: S2O4, ma secondo le regole deve essere ridotta di 2. Il biossido, disciolto in acqua, forma ioni di acido solforoso debole. I suoi sali - solfiti - sono forti agenti riducenti. Il gas SO2 funge da intermedio nella produzione di acido solforico.
In quali sostanze lo zolfo mostra la sua valenza più alta?
L'ossido SO3 o S2O6 è un liquido incolore che indurisce a temperature inferiori a 17°C. Nel composto SO3, la valenza dell'ossigeno è II (–) e lo zolfo è VI (+). L'ossido superiore si dissolve in acqua e forma un forte acido solforico bibasico. Per un ruolo importante nei processi produttivi, la sostanza era chiamata il "pane dell'industria chimica". Un ruolo importante nell'economia e nella medicina appartiene ai sali acidi - solfati. Vengono utilizzati idrato di calcio (gesso), sodio (sale di Glauber), magnesio (sale epsom o sale amaro).
1, 2, 3, 4, 6 elettroni esterni possono partecipare alla formazione di diversi tipi di legami chimici. Diamo un nome alle possibili valenze dello zolfo, dato che esistono composti rari e instabili: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). L'elemento acquisisce una seconda valenza positiva inCOSÌ monossido. I valori più comuni II (–), IV (+), VI (+) sono indicati dallo zolfo come parte di un gruppo di sostanze di importanza industriale, agricola e medica. I suoi composti sono usati nella fabbricazione di fuochi d'artificio.
La cattura dei gas di scarico rimane un grosso problema, inclusi gli ossidi di zolfo IV (+), VI (+) e l'acido solfidrico, che sono dannosi per l'uomo e l'ambiente. Sono state create tecnologie per il trattamento di questi rifiuti gassosi e l'ottenimento di acido solforico e solfati da essi. A tal fine si stanno costruendo imprese chimiche accanto a stabilimenti metallurgici o nella stessa zona. Di conseguenza, il volume dell'inquinamento si riduce, c'è meno "pioggia di acido solforico".
