Enxofre (lat. Enxofre) é um elemento não metálico. O símbolo químico é S, o número de série na tabela periódica é 16. A valência do enxofre foi estabelecida antes mesmo do estudo da estrutura do átomo. Seu valor foi determinado com base na propriedade de substituir, atrair ou anexar um certo número de outros átomos ou grupos. Mais tarde, os pesquisadores descobriram o papel das partículas carregadas negativamente (elétrons) na formação de uma ligação química.
Valência do enxofre: quais características dos átomos afetam seu valor?
Em termos de prevalência na Terra, um elemento químico está em 16º lugar. Ocorre como cristais amarelos brilhantes ou pó em rochas, perto de vulcões ativos e extintos. Os compostos naturais mais famosos são sulfetos e sulfatos.
Características do elemento e substância:
- Forte não metal.
- Em termos de eletronegatividade (EO), ou a capacidade de atrair elétrons, o enxofre perde apenas para flúor, oxigênio, nitrogênio, cloro e bromo.
- Interage com metais e não metais, substâncias simples e complexas.
As diferenças nas propriedades dependem da estrutura e estado do átomo, a diferença nos valores de EO. Vamos descobrir o que o enxofre de valência pode ter nos compostos. Seu comportamento químico depende da estrutura das camadas de energia, do número e do arranjo dos elétrons externos no átomo.
Por que a valência varia?
Estável são os isótopos naturais de enxofre com números de massa 32 (mais comuns), 33, 34 e 36. Um átomo de cada um desses nuclídeos contém 16 prótons carregados positivamente. No espaço próximo ao núcleo, 16 elétrons se movem com grande velocidade. Eles são infinitesimais, carregados negativamente. Menos atraído pelo núcleo (mais livre) 6 partículas externas. Vários ou todos eles participam da formação de diferentes tipos de ligações químicas. De acordo com conceitos modernos, a valência do enxofre é determinada pelo número de pares de elétrons comuns (ligantes) criados. Normalmente, em desenhos e diagramas, as partículas externas que participam desse processo são representadas como pontos ao redor do signo químico.
Como a valência depende da estrutura de um átomo?
Usando um diagrama de energia, você pode mostrar a estrutura de níveis e subníveis (s, p, d), dos quais depende a fórmula de valência do enxofre. Duas setas direcionadas de forma diferente simbolizam elétrons pareados, um - desemparelhados. O espaço exterior do átomo de enxofre é formado por orbitais de 6 partículas, e 8 são necessárias para a estabilidade de acordo com a regra do octeto. A configuração da camada de valência é refletida pela fórmula 3s23p4. Elétrons da camada inacabadatêm um grande suprimento de energia, o que causa um estado instável de todo o átomo. Para alcançar a estabilidade, o átomo de enxofre requer duas espécies negativas adicionais. Eles podem ser obtidos formando ligações covalentes com outros elementos ou absorvendo dois elétrons livres. Neste caso, o enxofre apresenta valência II (–). O mesmo valor pode ser obtido pela fórmula: 8 - 6=2, onde 6 é o número do grupo no qual o elemento está localizado.
Onde são encontrados compostos cuja valência do enxofre é II (–)?
Um elemento atrai ou remove completamente elétrons de átomos com menor valor de eletronegatividade na escala de Polling. A valência II (-) se manifesta em sulfetos de metais e não metais. Um extenso grupo desses compostos é encontrado na composição de rochas e minerais de grande importância prática. Estes incluem pirita (FeS), esfalerita (ZnS), galena (PbS) e outras substâncias. Os cristais de sulfeto de ferro têm uma bela cor e brilho marrom amarelado. A pirita mineral é muitas vezes referida como "ouro de tolo". Para obter metais dos minérios, eles são torrados ou reduzidos. O sulfeto de hidrogênio H2S tem a mesma estrutura eletrônica que a água. Origem do H2S:
- é liberado quando as proteínas apodrecem (por exemplo, um ovo de galinha);
- explode com gases vulcânicos;
- acumula-se em águas naturais, óleo;
- se destaca nos vazios da crosta terrestre.
Por que a fórmula do óxido de enxofre tetravalente é SO2?
A fórmula do dióxido mostra que um átomo de enxofre em uma molécula está ligado a dois átomos de oxigênio, cada um dos quais precisa de 2 elétrons para um octeto. A ligação resultante é de natureza polar covalente (o EO do oxigênio é maior). A valência do enxofre neste composto é IV (+), porque os 4 elétrons do átomo de enxofre são deslocados para dois átomos de oxigênio. A fórmula pode ser escrita da seguinte forma: S2O4, mas de acordo com as regras deve ser reduzido em 2. O dióxido, quando dissolvido em água, forma íons de ácido sulfuroso fraco. Seus sais - sulfitos - são fortes agentes redutores. O gás SO2 serve como intermediário na produção de ácido sulfúrico.
Em quais substâncias o enxofre apresenta sua maior valência?
Oxide SO3 ou S2O6 é um líquido incolor que endurece em temperaturas abaixo de 17°C. No composto SO3, a valência do oxigênio é II (–), e o enxofre é VI (+). O óxido superior se dissolve em água e forma um ácido sulfúrico dibásico forte. Por um grande papel nos processos de produção, a substância foi chamada de “pão da indústria química”. Um papel importante na economia e na medicina pertence aos sais ácidos - sulfatos. Hidrato de cálcio (gesso), sódio (sal de Glauber), magnésio (sal de epsom ou sal amargo) são usados.
1, 2, 3, 4, 6 elétrons externos podem participar da formação de diferentes tipos de ligações químicas. Vamos nomear as possíveis valências do enxofre, já que existem compostos raros e instáveis: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). O elemento adquire uma segunda valência positiva emSO monóxido. Os valores mais comuns II (–), IV (+), VI (+) são mostrados pelo enxofre como parte de um grupo de substâncias de importância industrial, agrícola e médica. Seus compostos são usados na fabricação de fogos de artifício.
A captura de gases de escape continua sendo um grande problema, incluindo óxidos de enxofre IV (+), VI (+) e sulfeto de hidrogênio, que são prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente. Foram criadas tecnologias para processar esses resíduos gasosos e obter deles ácido sulfúrico e sulfatos. Para isso, estão sendo construídos empreendimentos químicos próximos a usinas metalúrgicas ou na mesma área. Como resultado, o volume de poluição é reduzido, há menos "chuva de ácido sulfúrico".
