трисера
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Название ИЮПАК трисера | |||
| Другие имена Тиозон | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) |
| ||
| ЧЭБИ |
| ||
| ХимическийПаук | |||
ПабХим CID | |||
Панель управления CompTox ( EPA ) | |||
| Характеристики | |||
| С 3 | |||
| Молярная масса | 96.198 g/mol | ||
| Появление | Вишнево-красный | ||
| Структура | |||
| согнутый | |||
| Родственные соединения | |||
Родственные соединения | Озон Окись серы Диоксид серы | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
The S 3 Молекула , известная как трисера , тример серы , тиозон или трехатомная сера , представляет собой вишнево-красный аллотроп серы . Он содержит около 10% испаренной серы при температуре 713 К (440 ° C; 824 ° F) и 1333 Па (10,00 мм рт. ст .; 0,1933 фунта на квадратный дюйм ). Его наблюдали при криогенных температурах в твердом состоянии. В обычных условиях превращается в циклооктасеру .
- 8С3 3С8 →
Структура и связь
[ редактировать ]По структуре и связям S 3 и озон ( О 3 ) аналогичны. Оба имеют изогнутую структуру и являются диамагнитными . S=S Хотя они представлены двойными связями , ситуация со связью более сложная. [1]
Расстояния S–S эквивалентны и составляют 191,70 ± 0,01 пм , с углом при центральном атоме 117,36° ± 0,006° . [2] Однако циклический S 3 , где атомы серы расположены в равностороннем треугольнике с тремя одинарными связями (аналогично циклическому озону и циклопропану ), по расчетам, имеет меньшую энергию, чем изогнутая структура, наблюдаемая экспериментально. [3]
Название тиозон было изобретено Хьюго Эрдманном в 1908 году, который предположил, что S 3 содержит большую часть жидкой серы. [4] Однако его существование не было доказано до экспериментов Дж. Берковица в 1964 году. [5] С помощью масс-спектрометрии он показал, что пары серы содержат S 3 Молекула . Выше 1200 °C (2190 °F) S 3 — вторая по распространенности молекула после S 2 в газообразной сере. [5] В жидкой сере эта молекула не встречается до тех пор, пока температура не станет высокой, например 500 ° C (932 ° F). Однако именно такие небольшие молекулы обеспечивают большую часть реакционной способности жидкой серы. [5] S 3 имеет пик поглощения 425 нм (фиолетовый) с хвостом, переходящим в синий свет. [5]
S 3 также может быть фотолизом получен S 3 Cl 2 заключен в стакан или матрицу из твердого благородного газа . [5]
Естественное явление
[ редактировать ]S 3 естественным образом встречается на Ио в виде вулканических выбросов. S 3 также вероятно появится в атмосфере Венеры на высотах от 20 до 30 км, где он находится в тепловом равновесии с С 2 и С4 . [6] : 546 Красноватый цвет атмосферы Венеры на более низких уровнях, вероятно, обусловлен С3 . [6] : 539
Реакции
[ редактировать ]S 3 реагирует с окисью углерода с образованием карбонилсульфида и С2 .
Возможно образование соединений с определенным числом атомов серы:
- S 3 + S 2 O → S 5 O (циклический) [7]
Радикальный анион
[ редактировать ]
Хотя S 3 неуловим в обычных условиях, анион-радикал S − 3 в изобилии. [8] Он демонстрирует насыщенный синий цвет. Анион иногда называют тиозонидом . [9] по аналогии с озонид- анионом, O - 3 , которому он валентно изоэлектронен . Драгоценный камень ляпис-лазурь и минерал лазурит пигмент ультрамарин ) содержат (из которого получают С - 3 . International Klein Blue , разработанный Ивом Кляйном , также содержит S - 3 анион-радикал. [10] Синий цвет обусловлен буквой C. 2 Переход 2 к X 2 B 1 электронное состояние в ионе, [9] вызывая сильную полосу поглощения при 610–620 нм или 2,07 эВ ( в оранжевой области видимого спектра). [11] Рамановская частота составляет 523 см. −1 и еще одно инфракрасное поглощение находится на 580 см. −1 . [5]
The S - 3 Было показано, что ион стабилен в водном растворе под давлением 0,5 ГПа (73 000 фунтов на квадратный дюйм ) и, как ожидается, будет возникать в естественных условиях на глубине земной коры, где происходит субдукция или метаморфизм под высоким давлением. [12] Этот ион, вероятно, важен для перемещения меди и золота в гидротермальных флюидах . [13]
Гексасульфид лития (который содержит S - 6 , другой полисульфидный анион-радикал) при сольватации тетраметилендиамина диссоциирует ацетон и родственные донорные растворители на С - 3 . [14]
The Анион-радикал S - 3 также был получен восстановлением газообразной серы с помощью Зн 2+ в матрице. В сухом состоянии материал имеет ярко-синий цвет и меняет цвет на зеленый и желтый в присутствии следовых количеств воды. [15] Другой способ его изготовления — растворение полисульфида в гексаметилфосфорамиде , что дает синий цвет. [16]
Другие способы производства S - 3 включают реакцию серы с частично гидроксилированным оксидом магния при 400°С. [17]
Рамановская спектроскопия может быть использована для идентификации S − 3 , и его можно неразрушающим образом использовать в картинах. Ремешки 549 см. −1 для симметричной растяжки, 585 см. −1 для асимметричной растяжки и 259 см. −1 для изгиба. [18] Природные материалы также могут содержать S - 2 , который имеет оптическое поглощение при 390 нм и полосу комбинационного рассеяния при 590 см. −1 . [18]
Трисульфид-ион
[ редактировать ]- ион Трисульфид , S 2− 3 относится к полисульфидному ряду. Серная цепочка изогнута под углом 107,88°. [5] Трисульфид стронция ( SrS 3 ) имеет длину связи S–S 205 пм . [5] Облигации являются одинарными. Он изоэлектронен дихлориду серы .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гринвуд Н.Н. , Эрншоу А. (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 645–662. ISBN 978-0-08-037941-8 .
- ^ Маккарти MC, Торвирт С., Готлиб К.А., Патрик Т. (11 марта 2004 г.). «Вращательный спектр и геометрическая структура тиозона S 3 ». Журнал Американского химического общества . 126 (13): 4096–4097. Бибкод : 2004ЯЧС.126.4096М . дои : 10.1021/ja049645f . ПМИД 15053585 .
- ^ Флеммиг Б., Волчански П.Т., Хоффманн Р. (1 июня 2005 г.). «Комплексы переходных металлов циклического и открытого озона и тиозона» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 127 (4): 1278–1285. дои : 10.1021/ja044809d . ПМИД 15669867 .
- ^ Эрдманн Х (1908). «О тиозониде, статья о познании серы и ее кольцевых соединений» . «Анналы химии» Юстуса Либиха . 362 (2): 133–173. дои : 10.1002/jlac.19083620202 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Мейер Б. (март 1975 г.). «Элементарная сера» (PDF) . Химические обзоры . 76 (3): 367–388. дои : 10.1021/cr60301a003 .
- ^ Jump up to: а б Льюис Дж.С. (2004). Физика и химия Солнечной системы . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-446744-6 .
- ^ Стодель Р., Стодел Ю. (2 ноября 2004 г.). «Термическое разложение S 2 O с образованием SO 2 , S 3 , S 4 и S 5 O — исследование ab initio МО». ХимИнформ . 35 (44). дои : 10.1002/chin.200444022 .
- ^ Чиверс Т., Старейшина П.Дж. (2013). «Вездесущий анион-радикал трисеры: основы и применение в материаловедении, электрохимии, аналитической химии и геохимии». хим. Соц. Откр. 42 (14): 5996–6005. дои : 10.1039/C3CS60119F . ПМИД 23628896 .
- ^ Jump up to: а б Лингерри Р., Комиха Н., Фабиан Дж., Росмус П. (2008). «Электронные состояния ультрамаринового хромофора S –
3 ". Журнал физической химии . 222 (1): 163–176. doi : 10.1524/зпч.2008.222.1.163 . S2CID 95495454 . - ^ Мэннинг CE (25 февраля 2011 г.). «Серные сюрпризы в глубоких геологических жидкостях». Наука . 331 (6020): 1018–1019. Бибкод : 2011Sci...331.1018M . дои : 10.1126/science.1202468 . ПМИД 21350156 . S2CID 206532249 .
- ^ Штойдель Р. (2003). «Кластерные анионы S −
н и С 2−
н ". Элементарная сера и богатые серой соединения . Том 2. Спрингер. стр. 16. ISBN 978-3-540-40378-4 . - ^ Покровский Г.С., Дубровинский Л.С. (25 февраля 2011 г.). "С –
Ион 3 стабилен в геологических жидкостях при повышенных температурах и давлениях». Science . 331 (6020): 1052–1054. Бибкод : 2011Sci...331.1052P doi : 10.1126 /science.1199911 . PMID 21350173. . S2CID 206530875 . - ^ Покровский Г.С., Кох М.А., Гийом Д. и др. (3 ноября 2015 г.) [12 октября 2015 г.]. «Радикальные виды серы образуют месторождения золота на Земле» . Труды Национальной академии наук . 112 (44): 13484–13489. Бибкод : 2015PNAS..11213484P . дои : 10.1073/pnas.1506378112 . ПМК 4640777 . ПМИД 26460040 .
- ^ Чиверс Т., Манеры I (2009). Неорганические кольца и полимеры элементов p-блока: от основ к приложениям . Королевское химическое общество. стр. 295–296. ISBN 978-1-84755-906-7 .
- ^ Гао Ц, Сю Ю, Ли Гд, Чен Дж. (2010). «Сенсорный материал на основе окклюдированных анионных радикалов трисеры для удобного обнаружения следовых количеств молекул воды». Журнал химии материалов . 20 (16): 3307–3312. дои : 10.1039/B925233A .
- ^ Чиверс Т., Драммонд I (октябрь 1972 г.). «Характеристика анион-радикала трисеры S −
3 в синих растворах щелочных полисульфидов в гексаметилфосфорамиде». Неорганическая химия . 11 (10): 2525–2527. doi : 10.1021/ic50116a047 . - ^ Лансфорд Дж., Джонсон Д. (1973). «Электронно-парамагнитное резонансное исследование S –
3 образуется на оксиде магния». Журнал химической физики . 58 (5): 2079–2083. doi : 10.1063/1.1679473 . - ^ Jump up to: а б Харк Р.Р., Кларк Р.Дж. «Раман-микроскопия различных образцов лазурита при нескольких длинах волн возбуждения» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июля 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с Трисульфуром, на Викискладе?
