กำมะถัน (lat. Sulfur) เป็นธาตุที่ไม่ใช่โลหะ สัญลักษณ์ทางเคมีคือ S หมายเลขซีเรียลในตารางธาตุคือ 16 ความจุของกำมะถันถูกสร้างขึ้นก่อนการศึกษาโครงสร้างของอะตอม มูลค่าของมันถูกกำหนดบนพื้นฐานของคุณสมบัติที่จะแทนที่ดึงดูดหรือแนบอะตอมหรือกลุ่มอื่น ๆ จำนวนหนึ่ง ต่อมา นักวิจัยค้นพบบทบาทของอนุภาคที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอน) ในการก่อตัวของพันธะเคมี
ความจุของกำมะถัน: คุณสมบัติของอะตอมที่ส่งผลต่อมูลค่าของมันคืออะไร
ในแง่ของความชุกบนโลก ธาตุเคมีอยู่ในอันดับที่ 16 มันเกิดขึ้นเป็นผลึกสีเหลืองสดใสหรือผงในโขดหิน ใกล้ภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นและดับแล้ว สารประกอบธรรมชาติที่มีชื่อเสียงที่สุดคือซัลไฟด์และซัลเฟต
คุณสมบัติของธาตุและสาร:
- อโลหะแข็งแกร่ง
- ในแง่ของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ (EO) หรือความสามารถในการดึงดูดอิเล็กตรอน กำมะถันเป็นอันดับสองรองจากฟลูออรีน ออกซิเจน ไนโตรเจน คลอรีน และโบรมีน
- โต้ตอบกับโลหะและอโลหะ สารที่ง่ายและซับซ้อน
ความแตกต่างในคุณสมบัติขึ้นอยู่กับโครงสร้างและสถานะของอะตอม ความแตกต่างในค่าของ EO มาดูกันว่าความจุของกำมะถันมีอะไรบ้างในสารประกอบ พฤติกรรมทางเคมีของพวกมันขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเปลือกพลังงาน จำนวนและการจัดเรียงอิเล็กตรอนภายนอกในอะตอม
ทำไมความจุจึงต่างกัน
เสถียรคือไอโซโทปธรรมชาติของกำมะถันที่มีเลขมวล 32 (โดยทั่วไป), 33, 34 และ 36 อะตอมของนิวไคลด์เหล่านี้ประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวก 16 ตัว ในอวกาศใกล้นิวเคลียส อิเล็กตรอน 16 ตัวเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง พวกมันมีขนาดเล็กและมีประจุลบ ดึงดูดน้อยลงไปยังนิวเคลียส (อิสระมากขึ้น) 6 อนุภาคภายนอก บางส่วนหรือทั้งหมดมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีประเภทต่างๆ ตามแนวคิดสมัยใหม่ ความจุของกำมะถันถูกกำหนดโดยจำนวนคู่อิเล็กตรอนทั่วไป (พันธะ) ที่สร้างขึ้น โดยปกติ ในภาพวาดและไดอะแกรม อนุภาคภายนอกที่มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้จะแสดงเป็นจุดรอบสัญลักษณ์ทางเคมี
ความจุขึ้นอยู่กับโครงสร้างของอะตอมอย่างไร
ใช้แผนภาพพลังงาน คุณสามารถแสดงโครงสร้างของระดับและระดับย่อย (s, p, d) ซึ่งสูตรความจุกำมะถันขึ้นอยู่กับ ลูกศรชี้ทิศทางต่างกันสองลูกเป็นสัญลักษณ์ของอิเล็กตรอนคู่หนึ่งคู่ พื้นที่รอบนอกของอะตอมกำมะถันประกอบด้วยออร์บิทัล 6 อนุภาค และ 8 จำเป็นสำหรับความเสถียรตามกฎออกเตต การกำหนดค่าของวาเลนซ์เชลล์สะท้อนให้เห็นโดยสูตร 3s23p4 อิเล็กตรอนของชั้นที่ยังไม่เสร็จมีพลังงานจำนวนมากซึ่งทำให้อะตอมทั้งหมดไม่เสถียร เพื่อให้เกิดความเสถียร อะตอมของกำมะถันต้องการสปีชีส์เชิงลบเพิ่มเติมอีกสองสปีชีส์ สามารถรับได้โดยการสร้างพันธะโควาเลนต์กับองค์ประกอบอื่นหรือโดยการดูดซับอิเล็กตรอนอิสระสองตัว ในกรณีนี้ กำมะถันแสดงความจุ II (–) ค่าเดียวกันสามารถรับได้โดยใช้สูตร: 8 - 6=2 โดยที่ 6 คือจำนวนของกลุ่มที่องค์ประกอบตั้งอยู่
สารประกอบที่วาเลนซีของกำมะถันคือ II (–) อยู่ที่ไหน
องค์ประกอบดึงดูดหรือดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมโดยสมบูรณ์ด้วยค่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ที่ต่ำกว่าในระดับการเลือกตั้ง Valency II (-) ปรากฏในซัลไฟด์ของโลหะและอโลหะ กลุ่มของสารประกอบดังกล่าวมีอยู่มากมายในองค์ประกอบของหินและแร่ธาตุที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง เหล่านี้รวมถึง pyrite (FeS), sphalerite (ZnS), galena (PbS) และสารอื่นๆ ผลึกเหล็กซัลไฟด์มีสีน้ำตาลอมเหลืองสวยงามและเป็นมันเงา แร่ไพไรต์มักถูกเรียกว่า "ทองของคนโง่" เพื่อให้ได้โลหะจากแร่พวกเขาจะคั่วหรือลดขนาด ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H2S มีโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์เหมือนกับน้ำ ที่มาของ H2S:
- ถูกปล่อยออกมาเมื่อโปรตีนเน่า (เช่น ไข่ไก่);
- ระเบิดด้วยก๊าซภูเขาไฟ
- สะสมในแหล่งน้ำธรรมชาติ น้ำมัน
- โดดเด่นในความว่างเปล่าในเปลือกโลก
เหตุใดจึงมีสูตรสำหรับเตตระวาเลนต์ซัลเฟอร์ออกไซด์ SO2
สูตรของไดออกไซด์แสดงให้เห็นว่าอะตอมของกำมะถันหนึ่งอะตอมในโมเลกุลถูกผูกมัดกับอะตอมออกซิเจนสองอะตอม ซึ่งแต่ละอะตอมต้องการอิเล็กตรอน 2 ตัวต่อออคเต็ต พันธะที่ได้จะเป็นขั้วโควาเลนต์ในธรรมชาติ (EO ของออกซิเจนมากกว่า) ความจุของกำมะถันในสารประกอบนี้คือ IV (+) เนื่องจากอิเล็กตรอน 4 ตัวของอะตอมกำมะถันถูกเลื่อนไปทางอะตอมออกซิเจนสองอะตอม สูตรสามารถเขียนได้ดังนี้: S2O4 แต่ตามกฎจะต้องลดลง 2 ไดออกไซด์เมื่อละลายในน้ำจะเกิดไอออนของกรดกำมะถันอ่อน เกลือของมันคือซัลไฟต์เป็นสารรีดิวซ์ที่แรง ก๊าซ SO2 ทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการผลิตกรดซัลฟิวริก
กำมะถันแสดงวาเลนซีสูงสุดในสารใด
ออกไซด์ SO3 หรือ S2O6 เป็นของเหลวไม่มีสีที่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 17°C ในสารประกอบ SO3 ความจุของออกซิเจนคือ II (–) และกำมะถันคือ VI (+) ออกไซด์ที่สูงขึ้นจะละลายในน้ำและเกิดกรดไดเบสิกซัลฟิวริกที่แรง สำหรับบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิต สารนี้ถูกเรียกว่า "ขนมปังแห่งอุตสาหกรรมเคมี" บทบาทสำคัญในระบบเศรษฐกิจและการแพทย์เป็นของเกลือที่เป็นกรด - ซัลเฟต ใช้แคลเซียมไฮเดรต (ยิปซั่ม) โซเดียม (เกลือของเกลเบอร์) แมกนีเซียม (เกลือเอปซอมหรือเกลือขม)
1, 2, 3, 4, 6 อิเล็กตรอนภายนอกสามารถมีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมีประเภทต่างๆ เรามาตั้งชื่อความจุที่เป็นไปได้ของกำมะถันกันเถอะ เนื่องจากมีสารประกอบที่หายากและไม่เสถียร: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+) องค์ประกอบได้รับความจุบวกที่สองในSO มอนอกไซด์ ค่าที่พบบ่อยที่สุด II (–), IV (+), VI (+) แสดงโดยกำมะถันซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มของสารที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมการเกษตรและการแพทย์ สารประกอบนี้ใช้ในการผลิตดอกไม้ไฟ
การดักจับก๊าซไอเสียยังคงเป็นปัญหาใหญ่ ซึ่งรวมถึงซัลเฟอร์ออกไซด์ IV (+), VI (+) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีถูกสร้างขึ้นสำหรับการประมวลผลของเสียที่เป็นก๊าซเหล่านี้และรับกรดซัลฟิวริกและซัลเฟตจากพวกมัน เพื่อจุดประสงค์นี้ สถานประกอบการด้านเคมีจึงถูกสร้างขึ้นใกล้กับโรงงานโลหะวิทยาหรือในพื้นที่เดียวกัน เป็นผลให้ปริมาณมลพิษลดลงมี "ฝนกรดกำมะถัน" น้อยลง