硫的同素异形体

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提示:本条目的主题不是硫的同位素
硫樣本

有著大量的同素異形體,其數量只是僅次於[1] 硫在自然界中最常見的形式是黃色的正交晶系α-硫,其中包含S8的皺褶環。

氣態同素異形體[编辑]

二硫S2[编辑]

二硫为硫的双原子分子。在720°C,硫主要以二硫存在。在530°C、低壓(1毫米水銀)的環境中,硫蒸汽佔99%是二硫。火焰中產生的S2分子使硫燃燒時呈藍色。[1]

三硫S3[编辑]

三硫的彎曲结构类似臭氧,為一櫻桃紅色的氣體。[1]在440°C、10毫米水銀的環境,三硫組成了硫蒸汽的10%。[1]

四硫S4[编辑]

在硫蒸汽存在。根據理論計算的最新觀點認為四硫有著環狀結構。[2]

環五硫S5[编辑]

尚未分離,只在硫蒸汽偵測到。[3]


固體環狀結構[编辑]

环六硫S6[编辑]

S6的晶形為菱面體,為橙红色固體,首次透過下列反應发现于1891年。

H2S4 + S2Cl2 → cyclo-S6 + 2 HCl (在稀釋的乙醚溶液中)[1]

环-S6.环-S10加合物[编辑]

這是由含S6和S10二硫化碳中之溶液製備所得。

环七硫S7[编辑]

為亮黄色固体,有α、β、γ、δ四种结构。環七硫的環有著不尋常幅度的鍵長(199.3–218.1 pm),因此被認為是最不穩定的同素異形體。

S8[编辑]

S8鍵線式

斜方硫(菱形硫)(α-硫)[编辑]

α-硫是硫自然界中最常見的形式,[1]其純淨時的顏色是黃綠色(市面上出售的硫因為有著微量的环七硫而呈現更黃的顏色)。α-硫實際上不溶於水,導熱性能差,為一良好的電絕緣體。此是硫由二硫化碳結晶而得之緊密的黃色晶體,融點112.8度。

單斜硫(β-硫)[编辑]

融化硫於部分凝固後,倒出多餘液體,剩下無數之針形晶體即為單斜硫,融點119.2度。

彈性硫[编辑]

為沸騰之硫注入冷水所得之軟黏體,有彈性。

γ硫[编辑]

发现于1890年,为融化硫由二硫化碳缓慢結晶而成。

Sn,(n = 9–15, 18, 20)[编辑]

這些同素異形體是由多種方法合成,例如 可以透过二氯化硫(Sn-mCl2)和H2Sm反應,即

Sn−mCl2 + H2Sm → cyclo-Sn[1]

制取。S12、S18、S20可以由S8製得,其中S12是繼S8後最穩定的環狀同素異形體。S9有4種形式,S18則有2種。

固體連鎖硫結構[编辑]

生產純淨的連鎖硫已被證明是極其困難的。

ψ硫[编辑]

亦稱「纖維硫」或ω1-硫[3],其密度為2.01 g·cm−3,會在其融點104°C附近分解。

χ硫[编辑]

亦稱ω2-硫。

連續硫形式[编辑]

無定形硫[编辑]

這是硫在160°C以上時融解的淬火產物。

ω硫[编辑]

为ψ硫和χ硫的混合物。ω硫可被可用作橡膠的硫化[3]

λ硫[编辑]

此為融化後熔融的硫的名字,冷卻此主要給出β-硫。[3]

μ硫[编辑]

π硫[编辑]

深色液體,由λ硫經淬火冷却后形成。含Sn環的混合物。[4]

S[编辑]

把硫加热至170°C可形成S

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements 2nd Edition. Oxford:Butterworth-Heinemann. 1997. ISBN 0-7506-3365-4. 
  2. ^ Ming Wah Wong, Ralf Steudel. Structure and spectra of tetrasulfur S4 – an ab initio MO study. Chemical Physics Letters. 2003, 379 (1-2): 162–169. Bibcode:2003CPL...379..162W. doi:10.1016/j.cplett.2003.08.026. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 R. Steudel (编). Elemental sulfur and sulfur-rich compounds I (Topics in current chemistry). Springer. 2004. ISBN 3540401911. 
  4. ^ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman. Inorganic Chemistry. Elsevier. 2001. ISBN 0-12-352651-5.