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硫的同素异形体

有著大量的同素異形體,其數量只是僅次於[1]除了有很多同素异形体,每个同素异形体通常还有各种同质异形体(相同结构的硫分子的不同晶体结构),由希腊字母前缀(α、β 等)区分。[2]

硫樣本
S8球棍模型,它是硫在自然界中最常見的形式

此外,由于硫元素几个世纪以来一直都是一件商品,它的各种同素异形体都被赋予了传统名称。早期的工人发现了一些后来被证明是硫的单一或混合的同素异形体。某些形式以其外观命名,例如 “珍珠硫之母”,或者以在鉴定它们的方面非常杰出的化学家命名,例如 “Muthmann硫I”或“Engel硫”。[2][3]

最常见的硫形式是 S
8
正交晶系同质异形体,为褶皱环结构(见右图)。S8还有另外两种同质异形体,也具有几乎相同的分子结构。[4]除了 S8,以外,含有 6、7、9–15、18 和20个原子的硫环也是已知的。[5] 在五种高压同素异形体中,有两种有金属性。[6]

硫的同素异形体的数量反映了相对较强的S-S键,键能 265 kJ/mol。[7]此外,与大多数元素不同,硫的同素异形体可以在有机溶剂中进行处理,并且可以通过HPLC进行分析。[8]

氣態同素異形體 编辑

二硫S2 编辑

二硫为硫的双原子分子。在720°C,硫主要以二硫存在。在530°C、低壓(1毫米水銀)的環境中,硫蒸气佔99%是二硫。火焰中產生的S2分子使硫燃燒時呈藍色。[1]

三硫S3 编辑

三硫的彎曲结构类似臭氧,為一櫻桃紅色的氣體。[1]在440°C、10毫米水銀的環境,三硫組成了硫蒸汽的10%。[1]

四硫S4 编辑

在硫蒸汽存在。根據理論計算的最新觀點認為四硫有著環狀結構。[9]

環五硫S5 编辑

尚未分離,只在硫蒸汽偵測到。[10]


固體環狀結構 编辑

环六硫S6 编辑

S6的晶形為菱面體,為橙红色固體,首次透過下列反應发现于1891年。

H2S4 + S2Cl2 → cyclo-S6 + 2 HCl (在稀釋的乙醚溶液中)[1]

环-S6.环-S10加合物 编辑

這是由含S6和S10二硫化碳中之溶液製備所得。

环七硫S7 编辑

為亮黄色固体,有α、β、γ、δ四种结构。環七硫的環有著不尋常幅度的鍵長(199.3–218.1 pm),因此被認為是最不穩定的同素異形體。

S8 编辑

 
S8鍵線式

斜方硫(菱形硫)(α-硫) 编辑

α-硫是硫自然界中最常見的形式,[1]其純淨時的顏色是黃綠色(市面上出售的硫因為有著微量的环七硫而呈現更黃的顏色)。α-硫實際上不溶於水,導熱性能差,為一良好的電絕緣體。此是硫由二硫化碳結晶而得之緊密的黃色晶體,融點112.8度。

單斜硫(β-硫) 编辑

融化硫於部分凝固後,倒出多餘液體,剩下無數之針形晶體即為單斜硫,融點119.2度。

彈性硫 编辑

為沸騰之硫注入冷水所得之軟黏體,有彈性。

γ硫 编辑

发现于1890年,为融化硫由二硫化碳缓慢結晶而成。

 
S12球棍模型

Sn,(n = 9–15, 18, 20) 编辑

這些同素異形體是由多種方法合成,例如 可以透过二氯化硫(Sn-mCl2)和H2Sm反應,即

Sn−mCl2 + H2Sm → cyclo-Sn+2 HCl[1]

制取。S12、S18、S20可以由S8製得,其中S12是繼S8後最穩定的環狀同素異形體。S9有4種形式,S18則有2種。

固體連鎖硫結構 编辑

生產純淨的連鎖硫已被證明是極其困難的。

ψ硫 编辑

亦稱「纖維硫」或ω1-硫[10],其密度為2.01 g·cm−3,會在其融點104°C附近分解。

χ硫 编辑

亦稱ω2-硫。

連續硫形式 编辑

無定形硫 编辑

這是硫在160°C以上時融解的淬火產物。

ω硫 编辑

为ψ硫和χ硫的混合物。ω硫可被可用作橡膠的硫化[10]

λ硫 编辑

此為融化後熔融的硫的名字,冷卻此主要給出β-硫。[10]

μ硫 编辑

π硫 编辑

深色液體,由λ硫經淬火冷却后形成。含Sn環的混合物。[11]

S 编辑

把硫加热至170°C可形成S

參考資料 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  2. ^ 2.0 2.1 引用错误:没有为名为t4的参考文献提供内容
  3. ^ Steudel, 17
  4. ^ Greenwood, 654
  5. ^ Greenwood, 655
  6. ^ Steudel, 59
  7. ^ 引用错误:没有为名为g652的参考文献提供内容
  8. ^ Tebbe, F. N.; Wasserman, E.; Peet, W. G.; Vatvars, A.; Hayman, A. C. Composition of Elemental Sulfur in Solution: Equilibrium of S6, S7, and S8 at Ambient Temperatures. Journal of the American Chemical Society. 1982, 104 (18): 4971. doi:10.1021/ja00382a050. 
  9. ^ Ming Wah Wong, Ralf Steudel. Structure and spectra of tetrasulfur S4 – an ab initio MO study. Chemical Physics Letters. 2003, 379 (1-2): 162–169. Bibcode:2003CPL...379..162W. doi:10.1016/j.cplett.2003.08.026. 
  10. ^ 10.0 10.1 10.2 10.3 R. Steudel (编). Elemental sulfur and sulfur-rich compounds I (Topics in current chemistry). Springer. 2004. ISBN 3540401911. 
  11. ^ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman. Inorganic Chemistry. Elsevier. 2001. ISBN 0-12-352651-5. 

硫的同素异形体, 此條目需要擴充, 2012年11月30日, 请協助改善这篇條目, 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到, 请在擴充條目後將此模板移除, 提示, 此条目的主题不是硫的同位素, 硫有著大量的同素異形體, 其數量只是僅次於碳, 除了有很多同素异形体, 每个同素异形体通常还有各种同质异形体, 相同结构的硫分子的不同晶体结构, 由希腊字母前缀, 区分, 硫樣本s8的球棍模型, 它是硫在自然界中最常見的形式此外, 由于硫元素几个世纪以来一直都是一件商品, 它的各种同素异形体都被赋予了传统名称, 早期的. 此條目需要擴充 2012年11月30日 请協助改善这篇條目 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到 请在擴充條目後將此模板移除 提示 此条目的主题不是硫的同位素 硫有著大量的同素異形體 其數量只是僅次於碳 1 除了有很多同素异形体 每个同素异形体通常还有各种同质异形体 相同结构的硫分子的不同晶体结构 由希腊字母前缀 a b 等 区分 2 硫樣本S8的球棍模型 它是硫在自然界中最常見的形式此外 由于硫元素几个世纪以来一直都是一件商品 它的各种同素异形体都被赋予了传统名称 早期的工人发现了一些后来被证明是硫的单一或混合的同素异形体 某些形式以其外观命名 例如 珍珠硫之母 或者以在鉴定它们的方面非常杰出的化学家命名 例如 Muthmann硫I 或 Engel硫 2 3 最常见的硫形式是 S8 的正交晶系同质异形体 为褶皱环结构 见右图 S8还有另外两种同质异形体 也具有几乎相同的分子结构 4 除了 S8 以外 含有 6 7 9 15 18 和20个原子的硫环也是已知的 5 在五种高压同素异形体中 有两种有金属性 6 硫的同素异形体的数量反映了相对较强的S S键 键能 265 kJ mol 7 此外 与大多数元素不同 硫的同素异形体可以在有机溶剂中进行处理 并且可以通过HPLC进行分析 8 目录 1 氣態同素異形體 1 1 二硫S2 1 2 三硫S3 1 3 四硫S4 1 4 環五硫S5 2 固體環狀結構 2 1 环六硫S6 2 2 环 S6 环 S10加合物 2 3 环七硫S7 2 4 S8 2 4 1 斜方硫 菱形硫 a 硫 2 4 2 單斜硫 b 硫 2 4 3 彈性硫 2 4 4 g硫 2 5 Sn n 9 15 18 20 3 固體連鎖硫結構 3 1 ps硫 3 2 x硫 4 連續硫形式 4 1 無定形硫 4 2 w硫 4 3 l硫 4 4 m硫 4 5 p硫 4 6 S 5 參考資料氣態同素異形體 编辑二硫S2 编辑 主条目 二硫 二硫为硫的双原子分子 在720 C 硫主要以二硫存在 在530 C 低壓 1毫米水銀 的環境中 硫蒸气佔99 是二硫 火焰中產生的S2分子使硫燃燒時呈藍色 1 三硫S3 编辑 主条目 三硫 三硫的彎曲结构类似臭氧 為一櫻桃紅色的氣體 1 在440 C 10毫米水銀的環境 三硫組成了硫蒸汽的10 1 四硫S4 编辑 在硫蒸汽存在 根據理論計算的最新觀點認為四硫有著環狀結構 9 環五硫S5 编辑 尚未分離 只在硫蒸汽偵測到 10 固體環狀結構 编辑环六硫S6 编辑 S6的晶形為菱面體 為橙红色固體 首次透過下列反應发现于1891年 H2S4 S2Cl2 cyclo S6 2 HCl 在稀釋的乙醚溶液中 1 环 S6 环 S10加合物 编辑 這是由含S6和S10的二硫化碳中之溶液製備所得 环七硫S7 编辑 為亮黄色固体 有a b g d四种结构 環七硫的環有著不尋常幅度的鍵長 199 3 218 1 pm 因此被認為是最不穩定的同素異形體 S8 编辑 主条目 环八硫 nbsp S8的鍵線式斜方硫 菱形硫 a 硫 编辑 a 硫是硫自然界中最常見的形式 1 其純淨時的顏色是黃綠色 市面上出售的硫因為有著微量的环七硫而呈現更黃的顏色 a 硫實際上不溶於水 導熱性能差 為一良好的電絕緣體 此是硫由二硫化碳結晶而得之緊密的黃色晶體 融點112 8度 單斜硫 b 硫 编辑 融化硫於部分凝固後 倒出多餘液體 剩下無數之針形晶體即為單斜硫 融點119 2度 彈性硫 编辑 主条目 彈性硫 為沸騰之硫注入冷水所得之軟黏體 有彈性 g硫 编辑 发现于1890年 为融化硫由二硫化碳缓慢結晶而成 nbsp S12之球棍模型Sn n 9 15 18 20 编辑 這些同素異形體是由多種方法合成 例如 可以透过二氯化硫 Sn mCl2 和H2Sm反應 即Sn mCl2 H2Sm cyclo Sn 2 HCl 1 制取 S12 S18 S20可以由S8製得 其中S12是繼S8後最穩定的環狀同素異形體 S9有4種形式 S18則有2種 固體連鎖硫結構 编辑生產純淨的連鎖硫已被證明是極其困難的 ps硫 编辑 亦稱 纖維硫 或w1 硫 10 其密度為2 01 g cm 3 會在其融點104 C附近分解 x硫 编辑 亦稱w2 硫 連續硫形式 编辑無定形硫 编辑 這是硫在160 C以上時融解的淬火產物 w硫 编辑 为ps硫和x硫的混合物 w硫可被可用作橡膠的硫化 10 l硫 编辑 此為融化後熔融的硫的名字 冷卻此主要給出b 硫 10 m硫 编辑 p硫 编辑 深色液體 由l硫經淬火冷却后形成 含Sn環的混合物 11 S 编辑 把硫加热至170 C可形成S 參考資料 编辑 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 Greenwood N N Earnshaw A Chemistry of the Elements 2nd Oxford Butterworth Heinemann 1997 ISBN 0 7506 3365 4 2 0 2 1 引用错误 没有为名为t4的参考文献提供内容 Steudel 17 Greenwood 654 Greenwood 655 Steudel 59 引用错误 没有为名为g652的参考文献提供内容 Tebbe F N Wasserman E Peet W G Vatvars A Hayman A C Composition of Elemental Sulfur in Solution Equilibrium of S6 S7 and S8 at Ambient Temperatures Journal of the American Chemical Society 1982 104 18 4971 doi 10 1021 ja00382a050 Ming Wah Wong Ralf Steudel Structure and spectra of tetrasulfur S4 an ab initio MO study Chemical Physics Letters 2003 379 1 2 162 169 Bibcode 2003CPL 379 162W doi 10 1016 j cplett 2003 08 026 10 0 10 1 10 2 10 3 R Steudel 编 Elemental sulfur and sulfur rich compounds I Topics in current chemistry Springer 2004 ISBN 3540401911 Egon Wiberg Arnold Frederick Holleman Inorganic Chemistry Elsevier 2001 ISBN 0 12 352651 5 取自 https zh wikipedia org w index php title 硫的同素异形体 amp oldid 68589935 四硫S4, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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