Полисульфан
Полисульфан – соединение формулы химическое H 2 S n , где n > 1 (хотя дисульфан ( H 2 S 2 ) иногда исключается). [1] [2] [3] Выделены соединения, содержащие 2–8 атомов серы, обнаружены более длинноцепные соединения, но только в растворе. [4] H 2 S 2 бесцветен, высшие члены имеют желтый цвет, окраска которого увеличивается с увеличением содержания серы. В химической литературе термин полисульфаны иногда используют для обозначения соединений, содержащих −(S) n − , например, органические полисульфаны Р 1 −(S) n −R 2 .
Структуры
[ редактировать ]Полисульфаны состоят из неразветвленных цепочек атомов серы, оканчивающихся атомами водорода. Разветвленный изомер тетрасульфана H 2 S 4 , в котором четвертая сера связана с центральной серой, можно было бы назвать тритиосернистой кислотой, S=S(-SH) 2 . Расчеты показывают, что он менее стабилен, чем линейный изомер. HS-S-S-SH . [5] Углы НДС приближаются к 90° в трисульфане. H 2 S 3 и высшие полисульфаны. [4]
Реакции и свойства
[ редактировать ]Полисульфаны легко окисляются и термодинамически нестабильны по отношению к разложению ( диспропорционированию ). H 2 S и сера:
- 8 H 2 S n → 8 H 2 S + ( n − 1) S 8 (в этой химической реакции S8 , — циклооктасера один из аллотропов серы )
Эта разложения катализируется щелочью . реакция Чтобы подавить такое поведение, контейнеры для полисульфанов часто предварительно обрабатывают кислотой для удаления следов щелочи. [6]
В отличие от термодинамической нестабильности полисульфатов, полисульфид -анионы образуются самопроизвольно при обработке С 2− с элементарной серой:
- С 2− + ( п - 1) S → [S n ] 2−
Вне H 2 S и H 2 S 2 , многие высшие полисульфаны H 2 S n ( n = 3 – 8). [7] Они имеют неразветвленные серные цепи. Начинаем с дисульфана H 2 S 2 , все известные полисульфаны при комнатной температуре являются жидкостями. Плотность и , температура кипения вязкость коррелируют с длиной цепи. Физические свойства полисульфанов приведены в таблице ниже. [6]
| Химическая формула | Имя | Плотность при 20 °C (г/см 3 ) | Давление пара | Экстраполированная температура кипения |
|---|---|---|---|---|
| Ч 2 С | Сульфан | 1,363 г/дм 3 ( газ ) | 1740 ( кПа , 21 °C) (газ) | −60 ° C (−76 ° F) |
| Ч 2 С 2 | Дисульфан | 1.334 | 87,7 мм рт.ст. (11690 Па) | 70 ° С (158 ° F) |
| H2SH2S3 | Трисульфан | 1.491 | 1,4 мм рт.ст. (190 Па) | 170 ° С (338 ° F) |
| Ч 2 С 4 | Тетрасульфан | 1.582 | 0,035 мм рт.ст. (4,7 Па) | 240 °С (464 °Ф) |
| Ч 2 С 5 | Пентасульфан | 1.644 | 0,0012 мм рт.ст. (0,16 Па) | 285 ° С (545 ° F) |
| Ч 2 С 6 | Гексасульфан | 1.688 | ? | ? |
| H2SH2S7 | Гептасульфан | 1.721 | ? | ? |
| Ч 2 С 8 | Октасульфан | 1.747 | ? | ? |
Они также реагируют с сульфитом и цианидом с образованием тиосульфата и тиоцианата соответственно. [6]
Полисульфаны можно получить из полисульфидов, выливая раствор полисульфидной соли в охлажденную концентрированную соляную кислоту . Смесь метастабильных полисульфанов выделяется в виде желтого масла, из которого отдельные соединения можно выделить фракционной перегонкой. Другие более селективные синтезы:
- Na 2 S n + 2 HCl → 2 NaCl + H 2 S n ( n = 4, 5, 6)
- S n Cl 2 + 2 H 2 S m → 2 HCl + H 2 S n +2 m
Реакция полисульфанов с дихлоридом серы или дихлоридом серы дает длинноцепочечные дихлорполисульфаны:
- 2 SCl 2 + H 2 S n → 2 HCl + S 2+ n Cl 2
- 2 S 2 Cl 2 + H 2 S n → 2 HCl + S 4+ n Cl 2
Реакция с сульфитной солью (основанием) количественно разлагает полисульфан с образованием тиосульфата и сероводорода:
- ( n − 1)SO 2− 3 + H 2 S n → ( n − 1) S 2 O 2− 3 + H 2 S
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Полисульфаны ». дои : 10.1351/goldbook.P04753
- ^ Виберг, Э.; Холлеман, А.Ф.; Виберг, Нильс (2001). Неорганическая химия . Сан-Диего: Академическая пресса; Нью-Йорк: Де Грютер. ISBN 978-0-12-352651-9 . OCLC 48056955 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Гринвуд, штат Нью-Йорк; Эрншоу, А. (2 декабря 2012 г.). Химия элементов . Бостон, Массачусетс, Массачусетс: Elsevier. ISBN 978-0-08-050109-3 . OCLC 48138330 .
- ^ Jump up to: а б Р. Стейдель «Неорганические полисульфаны H 2 S n с n > 1» в элементной сере и богатых серой соединениях II (темы современной химии) 2003, том 231, стр. 99–125. два : 10.1007/b13182
- ^ Лайтинен, Ристо С.; Пакканен, Тапани А.; Штойдель, Ральф (1987). «Ab initio исследование гидридов гипервалентной серы как модельных интермедиатов в реакциях взаимного превращения соединений, содержащих связи сера-сера». Дж. Ам. хим. Соц . 109 (3): 710–714. дои : 10.1021/ja00237a012 .
- ^ Jump up to: а б с Гринвуд и Эрншоу, с. 683
- ^ Р. Стейдель «Неорганические полисульфаны H 2 S 2 с n > 1» в книге «Элементарная сера и богатые серой соединения II» (темы современной химии) 2003, том 231, стр. 99-125. два : 10.1007/b13182