【三氧化硫】又称硫酸酐,化学式SO3。式量SO3为80.06。无色固体,易挥发。熔点16.8℃,沸点44.8℃。密度2.29克/厘米3(-10℃)。液体密度1.92克/厘米3(20℃)。蒸气状态的分子为平面三角形。固态时有三种变体,较重要的有α型和β型。α型是冰状结构的三聚体(SO3)3,β型是与石棉结构相似的(SO3)n结构。极易吸水,溶于水生成硫酸,并放出大量热。在空气中强烈冒“烟”。溶于浓硫酸生成发烟硫酸。是酸性氧化物,跟氧化镁反应放热发强白光。有强氧化性是强氧化剂,高温时氧化磷,生成五氧化二磷和二氧化硫,氧化碘化钾,生成碘和亚硫酸钾。用于制硫酸、氯磺酸及有机化合物的磺化。将二氧化硫和氧气在五氧化二钒催化作用下制得。
【硫酸】化学式H2 SO4 ,式量98.08。纯硫酸为无色油状液体。市售浓硫酸含H2 SO4 96~98%,密度1.841克/厘米3。凝固点10.4℃,沸点338℃(98.3%)浓硫酸有强烈吸水性,能与水以任意比混溶,并放出大量热,这是水合作用的结果。用水稀释浓硫酸时,只能在搅拌下将浓硫酸徐徐注入水中,切勿将水注入浓硫酸中。有强烈脱水性,从有机物中按水的组成夺取氢、氧原子,并能使某些有机物碳化。硫酸是二元强酸,纯硫酸中存在大量未电离分子,几乎不导电。它的水溶液导电,第一步电离完全,第二步电离不完全K2=1.2×10-2。稀硫酸具有酸的通性,其中H 也有氧化性。浓硫酸有强氧化性,可以氧化金、铂等以外的大多数金属和许多非金属,如:
铁、铝、铬等在冷、浓硫酸中发生钝化。浓硫酸将H2 S氧化析出硫,将NaBr氧化生成溴,将KI氧化生成碘。跟苯等有机物发生磺化反应。硫酸是化学工业中最重要的产品之一,广泛用于生产化肥、农药、染料、炸药、人造纤维、精炼石油、冶金、金属加工、有机合成、铀矿加工等。工业上用接触法或铅室法制硫酸。接触法是以硫或黄铁矿(FeS2 )为原料,在空气中燃烧生成二氧化硫,在五氧化二钒催化剂作用下,二氧化硫被氧化生成三氧化硫,用98.3%的硫酸吸收三氧化硫,再用水稀释制得。
【焦硫酸】化学式H2 S2 O7,式量178.02。无色晶体,熔点35℃。溶于水生成硫酸:
H2 S2 O7 H2 O=2H2SO4
焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性,用于制染料,炸药和其它有机磺酸化合物。由等摩尔的SO3和纯硫酸化合而成:
H2SO4 SO3=H2S2 O7
当冷却发烟硫酸时可以析出焦硫酸晶体。
【硫酸酐】见三氧化硫条。
【亚硫酸酐】见二氧化硫条。
【硫华】硫升华得到的粉状硫,主要组分是斜方硫。用于橡胶硫化、配制药膏、制杀虫剂和杀菌剂等。
【亚硫酸】化学式H2 SO3,式量82.08,二氧化硫的水溶液叫做亚硫酸。没有得到游离的纯亚硫酸,只存在于水溶液中,不稳定,易分解出二氧化硫,因而有刺激性嗅味。水溶液存在下列平衡:
亚硫酸是中等强度的二元酸。 25℃时K1=1.54×10-2,K2=1.02×10-7。加热时驱出SO2 ,平衡向左移;加入碱时,平衡向右移动,生成酸式盐或正盐。具有氧化性和还原性,还原性强于氧化性。在碱性介质中是一良好的还原剂。能和许多有色有机物发生加成反应,生成无色化合物。用于漂白羊毛、蚕丝、麦杆。还用作还原剂,药物合成,造纸,石油产品炼制,消毒杀菌等。将二氧化硫通入水中制得。
【发烟硫酸】化学式H2SO4 ?xSO3。将三氧化硫溶解在浓硫酸中所形成的溶液称为发烟硫酸。无色油状液体。其密度、熔点、沸点随着三氧化硫的含量不同而改变。通常以游离SO3的含量未标明不同浓度的发烟硫酸,如40%发烟硫酸即表示在发烟硫酸中含有40%游离的SO3。一般使用的有20%发烟硫酸,密度为1.9克/厘米3,熔点-11℃,沸点166.6℃。发烟硫酸暴露在空气中,挥发出来的SO3,和空气中的水蒸气形成硫酸细小液滴而“发烟”。有吸水性、腐蚀性、脱水性,强氧化性。用作硝酸脱水剂、有机合成的磺化剂、有机硝化反应中的脱水剂。还用于精炼石油。
【硫代硫酸】化学式H2S2 O3,式量114.14。仅存在溶液中。不稳定,45℃分解,生成水、二氧化硫、硫。硫代硫酸可看成是硫酸分子中的一个氧原子被硫原子所代替的产物。两个硫原子的平均氧化数为 2。其中一个硫原子氧化数为 6,另一个硫原子氧化数为-2,因此硫代硫酸及其盐类具有一定的还原性。硫代硫酸根酸离子在碱性条件下很稳定,有很强的络合能力。
【硫氰酸】可能有两种同分异构体,一为硫氰酸H—S—C≡N,一为异硫氰酸H—N=C=S。游离酸还没有分离出来。大多数硫氰酸盐都溶于水。SCN-离子是一个很好的配位体。SCN-离子一个特殊灵敏的反应是与Fe3 形成多种红色络合物。因此硫氰酸钾或硫氰酸铵常用作检验Fe3 的试剂。
【硒】元素符号Se,原子序数34,原子量78.96,外围电子排布4S2 4p4,位于第四周期第ⅥA族。主要氧化数-2、 2、 4、 6。原子共价半径117皮米,离子半径Se-2191皮米,Se 642皮米。第一电离能941千焦/摩尔,电负性2.4。单质硒的组成和分子结构随着外界条件而变化,能形成多种同素异形体:α单斜晶体、β单斜晶体、有金属光泽的灰色三角晶体,还有红色、黑色的无定形玻璃状硒。灰黑色硒最稳定,通常称为金属硒。密度4.79克/厘米3,熔点 217℃,沸点684.9℃。性脆,是一种典型的半导体。室温时在空气中稳定。加热时,硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒。能跟氟、氯、金属直接化合。不与水、盐酸、稀硫酸反应。能跟浓硫酸、浓硝酸和强碱反应。用于制整流器、光电池、光度计、玻璃、陶瓷、催化剂、油漆等。1817年,瑞典的贝采里乌斯从硫酸厂铅室底部的物质中制得硒。硒是一种稀散元素,地壳中的丰度为9.0×10-6%。工业上从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰,酸泥的废料中回收得到。
【碲】元素符号Te,原子序数52,原子量127.60。外围电子排布5S2 5p4,位于第五周期第ⅥA族。主要氧化数-2、 2、 4、 6。原子共价半径137皮米,离子半径Te-2211皮米,Te 650皮米,第一电离能869千焦/摩尔,电负性2.1。有结晶形和无定形两种同素异形体。结晶碲具有银白色的金属外观,密度6.25克/厘米3,熔点452℃,沸点1390℃,硬度2.5。无定形碲为褐色,密度6.0克/厘米3,熔点449.5±0.3℃,沸点989.8±3.8℃。碲在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化碲,可与卤素反应,能溶于硫酸、硝酸、氢氧化钾和氰化钾溶液。易传热和导电。主要用于石油裂化的催化剂,电镀液的光亮剂、玻璃的着色材料,添加到钢材中以增加其延性,添加到铅中增加它的强度和耐蚀性。碲和它的化合物又是一种半导体材料。1782年,奥地利人缪勒从一种呈白而略带蓝的碲金矿里制得碲,1798年德国矿物学家克拉普罗特确定它为一新元素并命名,希腊文的原意是“地球”的意思。碲是一种稀散元素,地壳中的丰度为2.0×10-7%。工业上从电解铜的阳极泥或炼锌的烟尘中回收制取。
【钋】元素符号Po,原子序数84,原子量210,外围电子排布6S2 6p4,位于第六周期第ⅥA族,原子共价半径167皮米,Po 667皮米,第一电离能 818千焦/摩尔,电负性2.0。金属单质,外观与铅相似,质软。所有钋的同位素都有放射性。有两种同素异形体,α-Po密度 9.32克/厘米3,单正方体,β-Po密度9.4克/厘米3,单菱形体。熔点254℃,沸点962℃。主要氧化数 2、 4、 6。较同族碲金属性强。溶于浓硫酸、硝酸、稀盐酸、王水和稀氢氧化钾溶液。钋的化合物易水解并被还原。于1898年居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋,为纪念居里夫人的祖国波兰命名为钋。世上最稀有的元素之一。它与铍混和可作中子源,也用作静电消除剂。天然的210Po,半衰期为138.4天。目前可用中子轰击铋,产生以毫克计的210Po,也可用锌还原氯化钋制得。