硫化物

硫化物概念硫的同素异形体硫化氢硫的含氧化物硫的金属氧化物和多硫化物硫化物的性质部分硫化物的合成硫化物的应用喂！那什么是硫化物呢~无机化学中，硫化物指电正性较强的金属或非金属与硫形成的一类化合物。大多数金属硫化物都可看作氢硫酸的盐。由于氢硫酸是二元弱酸，因此硫化物可分为酸式盐（HS，氢硫化物）、正盐（S）和多硫化物（Sn）三类。有机化学中，硫化物（英文：Sulfide）指含有二价硫的有机化合物。根据具体情况的不同，有机硫化物可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、硫醛（R-CSH）、硫代羧酸和二硫化物（R-S-S-R）等。硫的同素异形体•硫族其他元素的单质与氧不同，它们原子间都形成单键而不是双键，因而易聚集为较大的分子并在室温下以固体存在。•正硫是一种重要的非金属元素。它有多种同素异形体:有斜方硫、单斜硫和弹性硫。这些同素异形现象主要是由单质硫的分子S8具有环状结构,在不同温度下加热时发生了质的变化,引起了硫内部结构的变迁而引发起来的。斜方硫和单斜硫易溶于CS2中，在环状分子中，每个硫原子以sp3杂化轨道与另外两个硫原子形成共价单键相联结。硫化物与多硫化物•硫是活泼的元素，特别是在略加升温时更甚，除了稀有气体、氮、碲、碘、铱、铂和金外，硫几乎能直接和所有的元素化合得到硫的化合物。•S+NaOH==Na2S（条件为加热）•S+O2==SO2•S+H2==H2S•S+3F2==SF6一、硫化氢•硫化氢(H2S)是硫的氢化物中最简单的一种。其分子的几何形状和水分子相似，为弯曲形。因此它是一个极性分子。硫化氢由于H-S键能较弱所以300℃左右硫化氢分解。常温时硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气体，应在通风处进行使用必须采取防护措施。中心原子S原子采取sp3杂化，电子对构型为正四面体形，分子构型为V形，H—S—H键角为92.1°，偶极矩0.97D，极性分子。H2S化学性质不稳定性H2S=H2+S（加热）酸性H2S水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。2NaOH+H2S=Na2S+2H2O还原性H2S中S是-2价，具有较强的还原性，很容易被SO2，Cl2，O2等氧化。可燃性在空气中点燃生成二氧化硫和水:2H2S+3O2=2SO2+2H2O(火焰为蓝色)(条件是点燃).若空气不足或温度较低时则生成单质硫和水。沉淀性硫化氢气体通常运用沉淀性被除去，一般的实验室中除去硫化氢气体，采用的方法是将硫化氢气体通入硫酸铜溶液形成不溶解于一般强酸(非氧化性酸)的硫化铜。CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4注意：硫化氢的硫是-2价，处于最低价没错。但氢是+1价，能下降到0价，所以仍有氧化性。如：2Na+H2S==Na2S+H2↑硫化氢亦有氧化性二、硫的含氧化物•硫呈现多种氧化态，能形成种类繁多的氧化物和含氧酸，呈现出丰富多彩的氧化还原化学行为。通常硫有4种氧化物，即二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3,硫酸硫氧化物酐）、三氧化二硫（S2O3）、一氧化硫（SO）；此外还有两种过氧化物：七氧化二硫（S2O7）和四氧化硫（SO4）。在大气中比较重要的是SO2和SO3，其混合物用SOx表示。•二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化物。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。•二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成S(s)+O2(g)==SO2(g)（点燃）硫化氢可以燃烧生成二氧化硫2H2S(g)+3O2(g)==2H2O(g)+2SO2(g)（点燃）加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以生成二氧化硫二氧化硫漂白品红溶液•4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g)2ZnS(s)+3O2(g)===2ZnO(s)+2SO2(g)HgS(s)+O2(g)===Hg(g)+SO2(g)三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO3，是非极性分子。它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。常温下为无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。相对密度1.97（20℃）。熔点16.83℃（289.8K）。沸点（101.3kPa)44.8℃（317.8K)。强氧化剂，能被硫、磷、碳还原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硫酸为弱。SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐。因此，可以发生以下反应：和水化合成硫酸：SO3(l)+H2O(l)=H2SO4(l)(-88kJ/mol)这个反应进行得非常迅速，而且是放热反应。在大约~340°C以上时,硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯。SO3+SCl2→SOCl2+SO2三氧化硫还可以与碱类发生反应，生成硫酸盐及其它物质，如SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O三氧化硫不可用浓硫酸干燥，因为SO3和浓硫酸会生成焦硫酸；H2SO4+SO3=H2S2O7负2价硫的化合物,金属硫化物可以看成氢硫酸的盐。金属与硫直接反应或者将硫化氢气体通入金属盐溶液，或者往盐溶液中加入硫化钠，都可制得金属硫化物。碱金属或碱土金属硫化物的溶液能溶解单质硫生成多硫化物三、金属硫化物和多硫化物碱金属硫化物和硫化铵易溶于水，由于水解其溶液显碱性。碱土金属、钪、钇和镧系元素的硫化物较为难溶。当阳离子的外层电子构型为18电子和18+2电子时，往往由于较强的极化作用而形成难溶的、有颜色的硫化物。大多数不溶于水的硫化物可溶于酸并释放出硫化氢，极难溶的少数金属硫化物（如CuS、HgS）可用氧化性酸将其溶解，此时S被氧化成硫而从溶液中析出。控制溶液的酸度，可以改变溶液中S离子的浓度，从而将溶解度各不相同的难溶金属硫化物分别沉淀出来。这是定性分析中用硫化氢分离、鉴定金属离子的基础。一些金属硫化物硫化物（sulfides）及其类似化合物包括一系列金属、半金属元素与S、Se、Te、As、Sb、Bi结合而成的矿物。矿物种数有350种左右，硫化物就占了2/3以上，其他为硒化物（selenides）、碲化物(tellurides)、砷化物(arsenides)，及个别锑化物(antimonides)和铋化物(bismuthides)。本大类矿物只占地壳总质量的0.15﹪，其中绝大部分为铁的硫化物，其他元素的硫化物及其类似类似化合物只相当于地壳总质量的0.001﹪。尽管其分布量有限，但却可以富集成具有工业意义的矿床，主要有有色金属，如Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Bi、Mo、Ni、Co等均以本大类矿物为主要来源，故本大类矿物在国民经济中具有重大意义。物理性质Al2S3黄P4S10黄InS酒红RuS2灰蓝GeS灰黑HgS红/黑PbS黑Tl2S黑P4S5亮黄In2S3黄/红As4S6黄Sb2S3橙红CdS黄SnS棕黑MoS3红棕FeS2黄Ga2S3黄As4S4红Tl2S3蓝黑​Bi2S3棕黑SnS2黄MnS绿/肉As4S10淡黄颜色硫化物大多含有鲜艳的颜色，见右表。除此之外，MoS2、FeS、CoS2、NiS、PtS2、Cu2S、CuS和Ag2S等过渡金属硫化物都是黑色的。溶解性金属的酸式硫化物都可溶于水，但正盐中只有碱金属硫化物和硫化铵可溶。一般地讲，金属硫化物的溶解度可通过阳离子极化力（离子电荷数/离子金属硫化物在酸中溶解性半径，Z/r）的大小来预测。阳离子极化能力的增强，将导致化合物共价性的增加，极性减小，因而溶解度也降低。化学性质水解金属硫化物在水中都会发生不同程度的水解：S2-+H2O⇌HS+OH-HS-+H2O⇌H2S+OH-H2S的pKa分别约为：pKa1=6.89和pKa2=19±2，因此金属硫化物溶液会呈不同程度的碱性，而碱金属的硫化物溶液的碱性更是可以与相应的氢氧化物匹敌。灼烧硫化物矿物时可能发生两种反应：硫化物转化为相应的氧化物，硫则转化为二氧化硫。例如由方铅矿制取铅时有一步为：2PbS+3O2→2PbO+2SO2硫化物被氧化为相应的可溶硫酸盐。以上两步都是冶炼金属时，转化硫化物矿石的重要方法。氧化性硫化物中-2价的硫具有还原性，视条件不同可被氧化为硫、亚硫酸盐和硫酸盐等。S2--2e-=S;-0.407V酸碱性硫化物和相应的氧化物类似，其酸碱性随周期和族的变化也和氧化物的类似，但硫化物的碱性不如氧化物强。同周期元素最高氧化态硫化物从左到右酸性增强；同族元素相同氧化态的硫化物从上到下酸性减弱；同种元素的硫化物中，高氧化态的硫化物酸性更强。因此As2S5酸性强于Sb2S5，而Sb2S5的酸性则要强于SnS2和Sb2S3。无机硫化物通常可通过以下方法合成：单质直接化合，例如：C+2S-(1123~1223K)→CS2硫酸盐或高价硫化物的还原，例如：Na2SO4+4C-(1373K)→Na2S+4CO溶液中或高温的复分解反应，例如：FeCl2+H2S→FeS↓+2HCl3SiO2+2Al2S3-(1373K)→3SiS2+2Al2O3以硫代酸盐为原料制取，例如：(NH4)2MoO4+4(NH4)2S+4H2O→(NH4)2[MoS4]+8NH3.H2O(NH4)2[MoS4]+2HCl-(加热)→MoS3+H2S+2NH4Cl高价硫化物加热分解，例如：MoS3-(加热)→MoS2+S硫的同位素的应用•硫同位素作示踪剂在化学、地球化学、农业科学和环境科学研究中都有广泛的应用。根据硫化物的同位素分离，用天然物质中和标样中32S与34S比值的相对千分差δ34S，在地学上作同位素地质温度计，测定地质体中同位素平衡的温度；判断硫及硫化物矿床的成因及其硫源；判别有机矿产的形成机理，寻找石油原岩等。用34S研究大气中SO2、NO2污染物对植物生长的危害。15NO2和34SO2同时存在于环境中对豆株生长有很大干扰，产生“协同效应”。硫同位素还用来研究土壤微生物的代谢规律。硫化氢的应用与注意事项•主要用途：•用于化学分析如鉴定金属离子•对环境的影响•健康危害•侵入途径：吸入硫化氢气体•健康危害：本品是强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺激作用。•毒理学资料及环境行为•急性毒性：LC50618毫克/立方米（大鼠吸入）亚急性和慢性毒性：家兔吸入0.01mg/L，2小时/天，3个月，引起中枢神经系统的机能改变，气管、支气管粘膜刺激症状，大脑皮层出现病理改变。小鼠长期接触低浓度硫化氢，有小气道损害。污染源：硫化氢很少用于工业生产中，多为化工过程的副产品。硫化物的其他应用还有：二硫化钼是有机合成中的催化剂。由于含硫有机化合物（如噻吩）会使普通氢化催化剂中毒，因此二硫化钼可用于催化含硫有机物质的加氢反应。硫化镉可用于制作光电池。硫化铅被用于制作红外感应器。多硫化钙、多硫化钡和多硫化铵是杀菌剂和杀虫剂。二硫化碳在工业上被用作溶剂。此外，二硫化碳也被用来制取四氯化碳，有机化学中则用二硫化碳来插入-C(=S)-S-基团。硫化锌和硫化镉被用来制造荧光粉，高纯度的硫化镉是良好的半导体。三硫化四磷用于制火柴和烟火。十硫化四磷用于制杀虫剂、润滑油添加剂和浮选剂。硫化钠被大量用于硫化染料的制造、有机药物和纸浆的生产等。硫化钙和硫化钡被用来制造发光漆。化学化工学院化学3班组长：孙媛组员：白潇然王建凤秦莉娟权菲菲逯婷君高飞刘诗彤王同麟汪瑞悦