Полисульфид
Полисульфиды — это класс химических соединений, полученных из анионных цепочек атомов серы . [1] Существует два основных класса полисульфидов: неорганические и органические. Неорганические полисульфиды имеют общую формулу S 2−
н . Эти анионы представляют собой сопряженные основания полисульфанов. Ч 2 С н . Органические полисульфиды обычно имеют формулы Р 1 С н Р 2 , где R представляет собой алкильную или арильную группу . [2]
Полисульфидные соли и комплексы
[ редактировать ]
Полисульфиды щелочных металлов образуются при обработке раствора сульфида элементарной серой , например, сульфида натрия до полисульфида натрия :
С 2−
+ п С → С 2−
п +1
В ряде случаев эти анионы получали в виде органических солей, растворимых в органических растворителях. [4]
Энергия, выделяющаяся при реакции натрия и элементарной серы, лежит в основе аккумуляторной технологии. Натриево -серная батарея и литий-серная батарея требуют высоких температур для поддержания жидкого полисульфида и Уже + -проводящие мембраны, не реагирующие с натрием, серой и сульфидом натрия.
Полисульфиды — лиганды в координационной химии . Примеры полисульфидных комплексов переходных металлов включают (C 5 H 5 ) 2 ТиС 5 , [Ни(S 4 ) 2 ] 2− , и [Pt( S5 ) 3 ] 2− . [5] Элементы основной группы также образуют полисульфиды. [6]
Органические полисульфиды
[ редактировать ]
В торговле термин «полисульфид» обычно относится к классу полимеров с чередующимися цепями из нескольких атомов серы и углеводородов. У них есть формула Р 1 С н Р 2 . В этой формуле n указывает количество атомов серы (или «ранг»). Полисульфидные полимеры могут быть синтезированы реакциями конденсационной полимеризации между органическими дигалогенидами и солями щелочных металлов полисульфид-анионов:
n Na 2 S 5 + n ClCH 2 CH 2 Cl → [CH 2 CH 2 S 5 ] n + 2 n NaCl
Дигалогениды, используемые в этой конденсационной полимеризации, представляют собой дихлоралканы (такие как 1,2-дихлорэтан , бис-(2-хлорэтокси)метан и 1,3-дихлорпропан). Полимеры называются тиоколами . В некоторых случаях полисульфидные полимеры могут быть образованы реакциями полимеризации с раскрытием цикла .
Полисульфидные полимеры получают также добавлением полисульфанов к алкенам. Идеализированное уравнение:
2 RCH=CH 2 + H 2 S n → (RCH 2 CH 2 ) 2 S n
В действительности однородные выборки H 2 S n трудно получить. [2]
Полисульфидные полимеры нерастворимы в воде, маслах и многих других органических растворителях. Благодаря устойчивости к растворителям эти материалы находят применение в качестве герметиков для заполнения швов дорожного покрытия, автомобильных оконных стекол и конструкций самолетов.
Полимеры, содержащие один или два атома серы, разделенные углеводородными последовательностями, обычно не относятся к полисульфидам, например поли( п -фенилен)сульфид. (С 6 Н 4 S) н .
Полисульфиды в вулканизированной резине
[ редактировать ]
Многие коммерческие эластомеры содержат в качестве сшивок полисульфиды . Эти поперечные связи соединяют соседние полимерные цепи, тем самым придавая жесткость. Степень жесткости связана с количеством поперечных связей. Таким образом, эластомеры обладают характерной способностью возвращаться к своей первоначальной форме после растяжения или сжатия. Из-за памяти своей первоначальной затвердевшей формы эластомеры обычно называют резинами . Процесс сшивания полимерных цепей в этих полимерах серой называется вулканизацией . Цепи серы прикрепляются к аллильным атомам углерода, соседним со связями C=C. Вулканизация — это этап переработки нескольких классов каучуков, включая полихлоропрен ( неопрен ) , бутадиен-стирол и полиизопрен , химически аналогичный натуральному каучуку. Открытие Чарльзом Гудиером вулканизации, включающей нагревание полиизопрена с серой, было революционным, поскольку оно превращало липкий и почти бесполезный материал в эластомер, из которого можно было производить полезные продукты.
Встречаемость у газовых гигантов
[ редактировать ]Помимо воды и аммиака , облака в атмосферах планет- газовых гигантов содержат сульфиды аммония. Красновато-коричневые облака относятся к полисульфидам, возникающим в результате воздействия света на сульфиды аммония. [7]
Характеристики
[ редактировать ]Полисульфиды, как и сульфиды, могут вызывать коррозионное растрескивание под напряжением в углеродистой и нержавеющей стали .
См. также
[ редактировать ]- Дисульфид - функциональная группа с химической структурой R-S-S-R '
- Трисульфид – Функциональная группа
- Полийодид - анионы, состоящие из множества атомов йода.
- Катенация – соединение атомов одного и того же элемента в цепочки или кольца.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Келли, ПФ; Кинг, RSP (01 января 2013 г.), Ридейк, январь; Поппельмайер, Кеннет (ред.), «1.06 - Катенированные соединения серы» , Comprehensive Inorganic Chemistry II (второе издание) , Амстердам: Elsevier, стр. 179–196, doi : 10.1016/b978-0-08-097774-4.00108-x , ISBN 978-0-08-096529-1 , получено 29 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б Штойдель, Ральф (2007). «Сера: органические полисульфаны». Энциклопедия неорганической химии . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/0470862106.ia233.pub2 . ISBN 978-0470860786 .
- ^ Розен, Э.; Тегман, Р. (1988). «Препаративное и рентгенофазовое исследование полисульфидов Na 2 S 2 , Na 2 S 4 и Na 2 S 5 » . Акта Хим. Скан . 25 : 3329–3336. doi : 10.3891/acta.chem.scand.25-3329 .
- ^ Дев, С.; Рамли, Э.; Раухфус, ТБ; Уилсон, СР (1991). «Синтез и структура [M( N -Метилимидазол) 6 ]S 8 : полисульфидных солей, полученных реакцией N -метилимидазол + металлический порошок + сера». Неорг. хим. 30 (11): 2514. doi : 10.1021/ic00011a011 .
- ^ Драганьяк, Мэн; Раухфус, ТБ (1985). «Полисульфиды переходных металлов: координационные соединения с чисто неорганическими хелатными лигандами». Энджью. хим. Межд. Эд. англ . 24 (9): 742. doi : 10.1002/anie.198507421 .
- ^ Такеда, Н.; Токито, Н.; Окадзаки, Р. (2003). Полисульфидные комплексы металлов основной группы и переходных металлов . Темы современной химии. Том. 231. С. 153–202. дои : 10.1007/b13184 . ISBN 3-540-40378-7 .
- ^ «Юпитер: Состав облаков» . Британская энциклопедия . 6 июня 2023 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
