Күкүрт (лат. Sulfur) - металл эмес элемент. Химиялык символу S, мезгилдик системадагы катар номери 16. Күкүрттүн валенттүүлүгү атомдун түзүлүшүн изилдөөгө чейин эле аныкталган. Анын мааниси башка атомдордун же топтордун белгилүү бир санын алмаштыруу, тартуу же кошуу касиетинин негизинде аныкталган. Кийинчерээк изилдөөчүлөр терс заряддуу бөлүкчөлөрдүн (электрондордун) химиялык байланыштын түзүлүшүндөгү ролун аныкташты.
Күкүрттүн валенттүүлүгү: анын баалуулугуна атомдордун кандай өзгөчөлүктөрү таасир этет?
Жерде таралышы боюнча химиялык элемент 16-орунда турат. Ал ачык сары кристаллдар же порошок түрүндө, тоо тектерде, активдүү жана өчкөн вулкандардын жанында кездешет. Эң белгилүү табигый кошулмалар сульфиддер жана сульфаттар.
Элементтин жана заттын өзгөчөлүктөрү:
- Күчтүү металл эмес.
- Электрондуктуулук (ЭО) же электрондорду тартуу жөндөмдүүлүгү боюнча күкүрт фтор, кычкылтек, азот, хлор жана бромдон кийинки экинчи орунда турат.
- Металлдар жана металл эместер, жөнөкөй жана татаал заттар менен өз ара аракеттенет.
Касиеттердеги айырмачылыктар атомдун түзүлүшүнө жана абалына, ЭО маанилеринин айырмасына көз каранды. Келгиле, кошулмаларда кандай валенттүү күкүрт болушу мүмкүн экенин билели. Алардын химиялык жүрүм-туруму энергетикалык кабыкчалардын түзүлүшүнө, атомдогу сырткы электрондордун санына жана жайгашуусуна көз каранды.
Валенттүүлүк эмне үчүн өзгөрөт?
Туруктуу болуп күкүрттүн массалык сандары 32 (эң таралган), 33, 34 жана 36 болгон табигый изотоптору саналат. Бул нуклиддердин ар биринин атомунда 16 оң заряддуу протон бар. Ядрого жакын мейкиндикте 16 электрон абдан ылдам кыймылдашат. Алар чексиз аз, терс заряддуу. Ядрого азыраак тартылат (эркин) 6 сырткы бөлүкчө. Алардын бир нечеси же бардыгы ар кандай типтеги химиялык байланыштарды түзүүгө катышат. Азыркы түшүнүктөр боюнча күкүрттүн валенттүүлүгү түзүлгөн жалпы (байланыш) электрон жуптарынын саны менен аныкталат. Адатта, чиймелерде жана диаграммаларда бул процесске катышкан тышкы бөлүкчөлөр химиялык белгинин айланасында чекиттер катары сүрөттөлөт.
Валенттүүлүк атомдун түзүлүшүнөн кантип көз каранды?
Энергетикалык диаграмманы колдонуу менен, күкүрттүн валенттүүлүгү формуласы көз каранды болгон деңгээлдердин жана субдеңгээлдердин (s, p, d) түзүмүн көрсөтө аласыз. Эки башка багытталган жебе жупташкан, бири жупташкан электрондорду билдирет. Күкүрт атомунун сырткы мейкиндиги 6 бөлүкчөлөрдүн орбиталдарынан түзүлөт жана октеттик эреже боюнча туруктуулук үчүн 8 зарыл. Валенттик кабыкчанын конфигурациясы 3s23p4 формуласы менен чагылдырылат. Бүтпөгөн катмардын электрондоруэнергиянын чоң запасы бар, бул бүт атомдун туруксуз абалын пайда кылат. Туруктуулукка жетүү үчүн күкүрт атому эки кошумча терс түрдү талап кылат. Аларды башка элементтер менен коваленттик байланыш түзүүдө же эки эркин электронду жутуу жолу менен алууга болот. Бул учурда күкүрт II (–) валенттүүлүгүн көрсөтөт. Ошол эле маанини формула боюнча алууга болот: 8 - 6=2, мында 6 - элемент жайгашкан топтун саны.
Күкүрттүн валенттүүлүгү II (–) болгон бирикмелер кайдан табылат?
Элемент Сурамжылоо шкаласы боюнча электр терс мааниси төмөн атомдордон электрондорду тартат же толугу менен жок кылат. II (-) валенттүүлүк металлдардын жана металл эместердин сульфиддеринде көрүнөт. Мындай кошулмалардын кеңири тобу практикалык мааниси чоң тоо тектеринин жана минералдардын курамында кездешет. Аларга пирит (FeS), сфалерит (ZnS), галена (PbS) жана башка заттар кирет. Темир сульфидинин кристаллдары кооз сары күрөң түскө жана жылтылга ээ. Минералдык пирит көбүнчө "акылсыз алтын" деп аталат. Рудалардан металл алуу үчүн алар куурулган же редукцияланган. Суутек сульфиди H2S суу сыяктуу электрондук түзүлүшкө ээ. H2S келип чыгышы:
- белоктор чиригенде бөлүнүп чыгат (мисалы, тооктун жумурткасы);
- вулкандык газдар менен атылып чыгат;
- табигый сууларда, майда чогулат;
- жер кыртышындагы боштуктарда өзгөчөлөнөт.
Эмне үчүн төрт валенттүү күкүрт кычкылынын SO2 формуласы?
Диоксид формуласы бир молекуладагы бир күкүрт атому эки кычкылтек атому менен байланышканын көрсөтүп турат, алардын ар бирине октет үчүн 2 электрон керек. Пайда болгон байланыш табияты боюнча коваленттик полярдуу (кычкылтектин ЭО чоңураак). Бул кошулмадагы күкүрттүн валенттүүлүгү IV (+) болот, анткени күкүрт атомунун 4 электрону эки кычкылтек атомуна карай жылган. Формула төмөнкүчө жазылат: S2O4, бирок эреже боюнча аны 2ге азайтуу керек. Диоксид сууда эригенде алсыз күкүрт кислотасынын иондорун пайда кылат. Анын туздары – сульфиттер – күчтүү калыбына келтирүүчү заттар. SO2 газы күкүрт кислотасын өндүрүүдө ортомчу зат катары кызмат кылат.
Күкүрт кайсы заттарда эң жогорку валенттүүлүгүн көрсөтөт?
Оксиди SO3 же S2O6 – 17°Cден төмөн температурада катуулануучу түссүз суюктук. SO3 бирикмесинде кычкылтектин валенттүүлүгү II (–), күкүрт VI (+) болот. Жогорку оксид сууда эрип, күчтүү эки негиздүү күкүрт кислотасын пайда кылат. Өндүрүш процесстеринде чоң роль ойногону үчүн бул зат "химиялык өнөр жайынын наны" деп аталган. Экономикада жана медицинада маанилүү роль кислота туздарына - сульфаттарга таандык. Кальций гидраты (гипс), натрий (Глаубер тузу), магний (эпсом тузу же ачуу туз) колдонулат.
1, 2, 3, 4, 6 тышкы электрондор химиялык байланыштардын ар кандай түрлөрүн түзүүгө катыша алат. Сейрек жана туруксуз кошулмалар бар экенин эске алып, күкүрттүн мүмкүн болгон валенттүүлүгүн атайлы: I (-), II (-), II (+), III (+), IV (+), VI (+). Элемент экинчи оң валенттүүлүккө ээ болотSO монооксид. II (–), IV (+), VI (+) эң кеңири таралган маанилер өнөр жай, айыл чарба жана медициналык маанидеги заттардын тобунун бөлүгү катары күкүрт менен көрсөтүлгөн. Анын кошулмалары фейерверк жасоодо колдонулат.
Адамга жана айлана-чөйрөгө зыян келтирүүчү IV (+), VI (+) күкүрт оксиддери жана күкүрт суутек сыяктуу газдарды кармоо чоң көйгөй бойдон калууда. Бул газ калдыктарын кайра иштетип, алардан күкүрт кислотасын жана сульфаттарды алуунун технологиялары түзүлгөн. Бул максатта металлургия заводдорунун жанына же ошол эле жерде химиялык ишканалар курулуп жатат. Натыйжада булгануунун көлөмү азайып, "күкүрт кислотасы жамгырлары" азаят.
