Kénvegyületek. A kén oxidációs állapota vegyületekben. Kénvegyület képletek

2024 Szerző: Angel Austin | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 05:29

A kalkogén alcsoportba tartozik a kén – ez a második azon elemek közül, amelyek nagyszámú érctelepet képezhetnek. A szulfátok, szulfidok, oxidok és egyéb kénvegyületek igen elterjedtek, fontosak az iparban és a természetben. Ezért ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogy mik ezek, mi a kén, annak egyszerű anyaga.

A kén és jellemzői

Ennek az elemnek a következő helye van a periódusos rendszerben.

1. Hatodik csoport, fő alcsoport.
2. Harmadik kis időszak.
3. Atomtömeg - 32, 064.
4. Sorszám - 16, ugyanannyi proton és elektron, neutron is 16.
5. Nem fém elemekre utal.
6. A képletekben "es"-ként szerepel, a kén elem neve, latin kén.

A természetben négy stabil izotóp létezik, tömegszámuk 32, 33, 34 és 36. Ez az elem a hatodik legnagyobb mennyiségben előforduló elem a természetben. A biogén elemekre utal, mivel fontos szerves részemolekulák.

Az atom elektronikus szerkezete

A kénvegyületek sokféleségüket az atom elektronszerkezetének sajátosságainak köszönhetik. Ezt a következő konfigurációs képlet fejezi ki: 1s²2s²2p⁶3s ² 3p⁴.

A megadott sorrend csak az elem álló állapotát tükrözi. Ismeretes azonban, hogy ha egy atomnak további energiát adnak, akkor a 3p és a 3s alszinteken az elektronok leépülhetnek, majd egy újabb átmenet következik a 3d-re, amely szabad marad. Ennek eredményeként nemcsak az atom vegyértéke változik meg, hanem az összes lehetséges oxidációs állapot is. Számuk jelentősen növekszik, csakúgy, mint a különféle, kéntartalmú anyagok száma.

A kén oxidációs állapota vegyületekben

Ennek a mutatónak több fő változata van. A kén esetében ez:

• -2;
• +2;
• +4;
• +6.

Ezek közül az S⁺² a legritkább, a többi mindenhol szétszóródott. A teljes anyag kémiai aktivitása és oxidációs képessége a vegyületekben lévő kén oxidációjának mértékétől függ. Így például a -2-vel rendelkező vegyületek szulfidok. Ezekben az elem, amelyet figyelembe veszünk, egy tipikus oxidálószer.

Minél magasabb az oxidációs állapot értéke a vegyületben, annál kifejezettebb lesz az anyag oxidációs képessége. Ezt könnyű ellenőrizni, ha felidézzük a két fő savat, amelyet a kén képez:

• H₂SO₃ - kénes;
• H₂SO₄ - kénsav.

Ez ismertez utóbbi sokkal stabilabb, erős vegyület, nagy koncentrációban nagyon erős oxidáló képességgel.

Egyszerű anyag

Egyszerű anyagként a kén sárga gyönyörű kristályok, egyenletes, szabályos, hosszúkás alakúak. Bár ez csak az egyik formája, mivel ennek az anyagnak két fő allotróp módosulata van. Az első, monoklin vagy rombos, sárga kristályos test, amely vízben nem oldódik, csak szerves oldószerekben. Eltér a törékenységtől és a korona formájában bemutatott szerkezet gyönyörű formájától. Olvadáspont - kb. 110⁰C.

Ha nem hagyja ki a közbenső pillanatot egy ilyen módosítás melegítésénél, akkor időben észlelhet egy másik állapotot - a műanyag ként. Ez egy gumibarna viszkózus oldat, amely további melegítés vagy gyors hűtés hatására ismét rombusz alakúvá válik.

Ha ismételt szűréssel nyert vegytiszta kénről beszélünk, akkor ez egy élénksárga kis kristály, törékeny és vízben teljesen oldhatatlan. Képes meggyulladni a levegőben lévő nedvességgel és oxigénnel érintkezve. Meglehetősen magas kémiai aktivitásban különböznek.

A természetben lenni

A természetben vannak természetes lerakódások, amelyekből a kénvegyületeket vonják ki, és magát a ként is egyszerű anyagként. Ráadásul őtartalmazza:

• ásványokban, ércekben és kőzetekben;
• állatok, növények és emberek testében, mivel számos szerves molekula része;
• földgázban, olajban és szénben;
• olajpalában és természetes vizekben.

A kénben leggazdagabb ásványok közül néhányat a következőképpen nevezhetünk:

• cinóber;
• pirit;
• sphalerit;
• antimonite;
• galena és mások.

A ma előállított kén nagy része szulfátgyártásba kerül. Egy másik részét gyógyászati célokra, mezőgazdaságra, anyagok előállítására szolgáló ipari eljárásokra használják.

Fizikai tulajdonságok

Több ponttal leírhatók.

1. Vízben oldhatatlan, szén-diszulfidban vagy terpentinben oldódik.
2. Hosszú súrlódás esetén negatív töltés halmozódik fel.
3. Olvadáspont: 110 ⁰C.
4. Forráspont 190 ⁰C.
5. Amikor eléri a 300-at ⁰C folyékony, könnyen mozgóképessé válik.
6. A tiszta anyag spontán meggyulladhat. A tulajdonságok nagyon jók.
7. Önmagában gyakorlatilag nincs szaga, azonban a hidrogén-kénvegyületek éles rohadt tojásszagot bocsátanak ki. Valamint néhány gáznemű bináris képviselő.

A kérdéses anyag fizikai tulajdonságait az ókor óta ismerték az emberek. Éghetősége miatt kapta a kén nevét. A háborúkban fullasztó és mérgező füstöket használtak, amelyek ennek a vegyületnek az égése során keletkeznek, pl.fegyverek az ellenségek ellen. Emellett a ként tartalmazó savak is mindig nagy ipari jelentőséggel bírtak.

Kémiai tulajdonságok

Téma: „A kén és vegyületei” az iskolai kémia tanfolyamon nem egy leckét, hanem több órát vesz igénybe. Hiszen nagyon sok van belőlük. Ez ennek az anyagnak a kémiai aktivitásának köszönhető. Mind oxidáló tulajdonságokat mutathat erősebb redukálószerekkel (fémek, bór és mások), mind pedig redukáló tulajdonságokkal a legtöbb nemfémmel.

Azonban az ilyen tevékenység ellenére normál körülmények között csak a fluorral való kölcsönhatás lép fel. Az összes többi fűtést igényel. Az anyagoknak több kategóriája van, amelyekkel a kén kölcsönhatásba léphet:

• fémek;
• nem fémek;
• lúg;
• erős oxidáló savak - kénsav és salétromsav.

Kénvegyületek: fajták

Sokféleségüket a fő elem - a kén - oxidációs állapotának egyenlőtlensége magyarázza. Tehát ez alapján több fő anyagtípust különböztethetünk meg:

• oxidációs állapotú vegyületek -2;
• +4;
• +6.

Ha az osztályokat vesszük figyelembe, és nem a vegyértékindexet, akkor ez az elem olyan molekulákat képez, mint:

• savak;
• oxidok;
• hidrogén-kénvegyületek;
• só;
• bináris vegyületek nemfémekkel (szén-diszulfid, kloridok);
• szerves anyag.

Most nézzük a főbbeket, és mondjunk példákat.

2 oxidációs állapotú anyagok

A 2. kénvegyületek a fémekkel való konformációi, valamint:

• szén;
• hidrogén;
• foszfor;
• szilícium;
• arzén;
• boron.

Ezekben az esetekben oxidálószerként működik, mivel a felsorolt elemek mindegyike elektropozitívabb. Nézzünk meg néhányat a fontosabbak közül.

1. Szén-diszulfid - CS₂. Átlátszó folyadék jellegzetes kellemes éter aromával. Mérgező, gyúlékony és robbanásveszélyes. Oldószerként használják a legtöbb olajhoz, zsírhoz, nemfémhez, ezüst-nitráthoz, gyantákhoz és gumikhoz. A műselyem – viszkóz – gyártásában is fontos része. Az iparban nagy mennyiségben szintetizálják.
2. Kénhidrogén vagy hidrogén-szulfid - H₂S. Színtelen, édes ízű gáz. A szaga éles, rendkívül kellemetlen, rohadt tojásra emlékeztet. Mérgező, lenyomja a légzőközpontot, mivel megköti a rézionokat. Ezért, amikor megmérgezik őket, fulladás és halál következik be. Széles körben használják az orvostudományban, a szerves szintézisben, a kénsavgyártásban, valamint energiahatékony alapanyagként.
3. A fém-szulfidokat széles körben használják az orvostudományban, a szulfátgyártásban, a festékgyártásban, a foszforgyártásban és más helyeken. Az általános képlet: Me_xS_y.

+4 oxidációs állapotú vegyületek

Kénvegyületek 4 -túlnyomórészt egy oxid és a megfelelő sói és egy sav. Mindegyik meglehetősen gyakori vegyület, amely bizonyos értékkel bír az iparban. Oxidálószerként is működhetnek, de gyakrabban redukáló tulajdonságokat mutatnak.

A +4 oxidációs állapotú kénvegyületek képletei a következők:

• oxid - kén-dioxid SO₂;
• sav - kénes H₂SO₃;
• sók általános képlete Me_x(SO₃)_y.

Az egyik leggyakoribb a kén-dioxid vagy anhidrid. Színtelen anyag, égett gyufa illata. A vulkánkitörések során nagy halmazokban alakult ki, jelenleg szag alapján könnyen azonosítható.

Vízben oldódik, könnyen lebomló sav - kénes - képződésével. Úgy viselkedik, mint egy tipikus savas oxid, sókat képez, amelyek szulfitionként SO₃^2-. Ez az anhidrid a fő gáz, amely befolyásolja a környező légkör szennyezését. Ez okozza a savas esőt. Az iparban szulfátgyártásban használják.

Vegyületek, amelyekben a kén oxidációs állapota +6

Ide tartozik mindenekelőtt a kénsav-anhidrid és a kénsav sóikkal:

• szulfátok;
• hidroszulfátok.

Mivel a bennük lévő kénatom a legmagasabb oxidációs fokon van, ezeknek a vegyületeknek a tulajdonságai teljesen érthetőek. Erős oxidálószerek.

A kén-oxid (VI) – kénsav-anhidrid – egyillékony színtelen folyadék. Jellemző tulajdonsága az erős nedvességfelvevő képesség. Dohányzik a szabadban. Vízben oldva az egyik legerősebb ásványi savat - kénsavat - adja. Tömény oldata nehéz olajos, enyhén sárgás folyadék. Ha az anhidridet kénsavban oldjuk, akkor egy speciális vegyületet kapunk, az óleumot. Iparilag savgyártásban használják.

Sók – szulfátok – vegyületek, például:

• gipsz CaSO₄ 2H₂O;
• barite BaSO₄;
• mirabilite;
• ólom-szulfát és mások.

Az építőiparban, a kémiai szintézisben, az orvostudományban, az optikai műszerek és szemüvegek gyártásában, sőt az élelmiszeriparban is használják.

A hidroszulfátokat széles körben használják a kohászatban, ahol folyasztószerként használják őket. Ezenkívül segítenek sok összetett oxidnak oldható szulfáttá alakítani, amelyet a megfelelő iparágakban használnak.

A kén tanulmányozása az iskolai kémia tanfolyamon

Mikor a legalkalmasabb a diákok számára, hogy megtanulják, mi a kén, mik a tulajdonságai, mi az a kénvegyület? A 9. osztály a legjobb időszak. Ez még nem a kezdet, amikor minden új és érthetetlen a gyerekek számára. Ez a középút a kémiai tudomány tanulmányozásában, amikor a korábban lefektetett alapok segítenek a téma teljes megértésében. Ezért az érettségi évének második felét szánják ezeknek a kérdéseknek a mérlegelésére.osztály. Ugyanakkor az egész téma több blokkra van felosztva, amelyekben külön lecke található "Kénvegyületek. 9. osztály".

Ez a bőségüknek köszönhető. A kénsav ipari előállításának kérdését is külön tárgyaljuk. Általában átlagosan 3 órát szánnak erre a témára.

De a szerves kénvegyületeket csak a 10. osztályban veszik ki tanulmányozásra, amikor a szerves kérdésekről van szó. Középiskolában biológiából is érintettek. Végül is a kén olyan szerves molekulák része, mint:

• tioalkoholok (tiolok);
• fehérjék (tercier szerkezet, amelyen diszulfidhidak képződnek);
• tioaldehidek;
• tiofenolok;
• tioéterek;
• szulfonsavak;
• szulfoxidok és mások.

A szerves kénvegyületek speciális csoportjába tartoznak. Nemcsak az élőlények biológiai folyamataiban fontosak, hanem az iparban is. Például a szulfonsavak számos gyógyszer alapját képezik (aszpirin, szulfanilamid vagy streptocid).

Ezenkívül a kén állandó összetevője olyan vegyületeknek, mint például néhány:

• aminosavak;
• enzimek;
• vitaminok;
• hormonok.