Azufre (del lat. azufre) es un elemento no metálico. El símbolo químico es S, el número de serie en la tabla periódica es 16. La valencia del azufre se estableció incluso antes del estudio de la estructura del átomo. Su valor se determinaba sobre la base de la propiedad de reemplazar, atraer o unir un cierto número de otros átomos o grupos. Más tarde, los investigadores descubrieron el papel de las partículas cargadas negativamente (electrones) en la formación de un enlace químico.
Valencia del azufre: ¿qué características de los átomos afectan su valor?
En términos de prevalencia en la Tierra, un elemento químico ocupa el puesto 16. Se presenta como cristales o polvo de color amarillo brillante en rocas, cerca de volcanes activos y extintos. Los compuestos naturales más famosos son los sulfuros y los sulfatos.
Características del elemento y sustancia:
- Fuerte no metálico.
- En términos de electronegatividad (EO), o la capacidad de atraer electrones, el azufre solo es superado por el flúor, el oxígeno, el nitrógeno, el cloro y el bromo.
- Interactúa con metales y no metales, sustancias simples y complejas.
Las diferencias en las propiedades dependen de la estructura y el estado del átomo, la diferencia en los valores de EO. Averigüemos qué valencia puede tener el azufre en los compuestos. Su comportamiento químico depende de la estructura de las capas de energía, el número y la disposición de los electrones externos en el átomo.
¿Por qué varía la valencia?
Estables son los isótopos naturales de azufre con números de masa 32 (más comunes), 33, 34 y 36. Un átomo de cada uno de estos nucleidos contiene 16 protones cargados positivamente. En el espacio cercano al núcleo, 16 electrones se mueven a gran velocidad. Son infinitesimales, con carga negativa. Menos atraídas por el núcleo (más libres) 6 partículas exteriores. Varios o todos ellos participan en la formación de diferentes tipos de enlaces químicos. De acuerdo con los conceptos modernos, la valencia del azufre está determinada por la cantidad de pares de electrones comunes (de enlace) creados. Por lo general, en dibujos y diagramas, las partículas externas que participan en este proceso se representan como puntos alrededor del signo químico.
¿Cómo depende la valencia de la estructura de un átomo?
Usando un diagrama de energía, puede mostrar la estructura de niveles y subniveles (s, p, d), de los cuales depende la fórmula de valencia del azufre. Dos flechas dirigidas de manera diferente simbolizan pares, uno - electrones no apareados. El espacio exterior del átomo de azufre está formado por orbitales de 6 partículas, y 8 son necesarios para la estabilidad según la regla del octeto. La configuración de la capa de valencia se refleja en la fórmula 3s23p4. Electrones de la capa inacabada.tienen un gran suministro de energía, lo que provoca un estado inestable de todo el átomo. Para lograr la estabilidad, el átomo de azufre requiere dos especies negativas adicionales. Se pueden obtener formando enlaces covalentes con otros elementos o absorbiendo dos electrones libres. En este caso, el azufre presenta valencia II (–). El mismo valor se puede obtener usando la fórmula: 8 - 6=2, donde 6 es el número del grupo en el que se encuentra el elemento.
¿Dónde se encuentran los compuestos en los que la valencia del azufre es II (–)?
Un elemento atrae o elimina por completo los electrones de los átomos con un valor de electronegatividad más bajo en la escala de sondeo. La valencia II (-) se manifiesta en sulfuros de metales y no metales. Un extenso grupo de tales compuestos se encuentra en la composición de rocas y minerales de gran importancia práctica. Estos incluyen pirita (FeS), esfalerita (ZnS), galena (PbS) y otras sustancias. Los cristales de sulfuro de hierro tienen un hermoso color marrón amarillento y brillo. El mineral pirita a menudo se denomina "oro de los tontos". Para obtener metales a partir de minerales, estos se tuestan o reducen. El sulfuro de hidrógeno H2S tiene la misma estructura electrónica que el agua. Origen del H2S:
- se libera cuando las proteínas se pudren (por ejemplo, un huevo de gallina);
- estalla con gases volcánicos;
- se acumula en aguas naturales, aceite;
- destaca en los vacíos de la corteza terrestre.
¿Por qué la fórmula del óxido de azufre tetravalente es SO2?
La fórmula del dióxido muestra que un átomo de azufre en una molécula está unido a dos átomos de oxígeno, cada uno de los cuales necesita 2 electrones por octeto. El enlace resultante es de naturaleza polar covalente (el EO del oxígeno es mayor). La valencia del azufre en este compuesto es IV (+), porque los 4 electrones del átomo de azufre están desplazados hacia dos átomos de oxígeno. La fórmula se puede escribir de la siguiente manera: S2O4, pero de acuerdo con las reglas debe reducirse en 2. El dióxido, cuando se disuelve en agua, forma iones de ácido sulfuroso débil. Sus sales, sulfitos, son fuertes agentes reductores. El gas SO2 sirve como intermediario en la producción de ácido sulfúrico.
¿En qué sustancias el azufre muestra su mayor valencia?
El óxido SO3 o S2O6 es un líquido incoloro que se endurece a temperaturas inferiores a 17 °C. En el compuesto SO3, la valencia del oxígeno es II (–) y la del azufre es VI (+). El óxido superior se disuelve en agua y forma un ácido sulfúrico dibásico fuerte. Por un papel importante en los procesos de producción, la sustancia se denominó "pan de la industria química". Un papel importante en la economía y la medicina pertenece a las sales ácidas: los sulfatos. Se utilizan hidrato de calcio (yeso), sodio (sal de Glauber), magnesio (sal de epsom o sal amarga).
1, 2, 3, 4, 6 electrones externos pueden participar en la formación de diferentes tipos de enlaces químicos. Vamos a nombrar las posibles valencias del azufre, dado que existen compuestos raros e inestables: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). El elemento adquiere una segunda valencia positiva enmonóxido de SO. Los valores más comunes II (–), IV (+), VI (+) los muestra el azufre como parte de un grupo de sustancias de importancia industrial, agrícola y médica. Sus compuestos se utilizan en la fabricación de fuegos artificiales.
La captura de gases de escape sigue siendo un gran problema, incluidos los óxidos de azufre IV (+), VI (+) y el sulfuro de hidrógeno, que son perjudiciales para los seres humanos y el medio ambiente. Se han creado tecnologías para procesar estos residuos gaseosos y obtener de ellos ácido sulfúrico y sulfatos. Para ello, se están construyendo empresas químicas junto a plantas metalúrgicas o en la misma zona. Como resultado, se reduce el volumen de contaminación, hay menos "lluvia de ácido sulfúrico".
