康熙字典

化學(xué)元素解釋：

簡介

硫，是一種淡黃色晶體。有單質(zhì)硫和化合態(tài)硫兩種形態(tài)。

單質(zhì)硫有幾種同素異形體：

主要是菱形硫(S8)，密度2.07克/厘米3，熔點112.8℃，沸點444.674℃;單斜硫(S8)，密度1.96克/厘米3，熔點119.0℃，沸點444.6℃;純粹的單質(zhì)硫，密度1.96克/厘米3，熔點120.0℃，沸點444.6℃。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都差。性松脆，不溶于水。

無定形硫主要有彈性硫，是由熔態(tài)硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩(wěn)定，可轉(zhuǎn)變?yōu)榫盍颉＞盍蚰苋苡谟袡C溶劑如二硫化碳中，而彈性硫只能部分溶解。化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。

發(fā)現(xiàn)

1977年法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)表近代第一張元素表，把硫列入表中，確定硫的不可分割性。18世紀(jì)后半頁，德國化學(xué)家米切里希和法國化學(xué)家波美等人發(fā)現(xiàn)硫具有不同的晶形，提出硫的同素異形體。現(xiàn)在已知最重要的晶狀硫是斜方硫和單斜硫。他們都是由S8環(huán)狀分子組成。

來源

在自然界中硫主要以硫化物(如黃鐵礦)和硫酸鹽(如石膏)的形式出現(xiàn)，在熱泉和火山地區(qū)也有純的硫存在。除此以外一些礦物如辰砂、方鉛礦、閃鋅礦和輝銻礦等也都是硫化物的礦物。煤和石油中也含少量硫，這是為什么在燃煤和石油時有二氧化硫被釋放出來(酸雨)。現(xiàn)在(2012年)許多國家要求燃燒煤和石油時被釋放的二氧化硫要被濾掉。這些被過濾的硫是今天工業(yè)中使用的硫的一個重要來源。另一個重要來源是硫礦。

在工業(yè)中，最重要的硫的化合物是硫酸。硫酸是所有工業(yè)過程中必不可少的一個原材料，因此硫酸的消耗量被看做是一個國家工業(yè)化程度的一個指標(biāo)。在美國硫酸是所有生產(chǎn)得最多的化合物。

歷史

在古代人類就已經(jīng)認(rèn)識硫了。中國人發(fā)明的火藥是硫酸鉀、磷酸鉀、碳和硫的混合物。1770年代安托萬·拉瓦錫證明硫是一種元素。

性質(zhì)

元素名稱：硫

俗稱:硫磺

原子體積:(立方厘米/摩爾)15.5

元素在太陽中的含量:(ppm)400

元素在海水中的含量:(ppm)870

地殼中含量：(ppm)260

元素符號：S

元素原子量：32.066

相對原子質(zhì)量:32

氧化態(tài)：

Main S-2, S0, S+6

Other S-1, S+1, S+2, S+3, S+4, S+5

晶體結(jié)構(gòu)：晶胞為正交晶胞。

莫氏硬度：2.0

化學(xué)鍵能： (kJ /mol)

S-H 347

S-C 272

S=C 476

S-O 265

S=O 525

S-F 328

S-Cl 255

S-S 226

晶胞參數(shù)：

a = 1043.7 pm

b = 1284.5 pm

c = 2436.9 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

電離能 (kJ/ mol)

M - M+ 999.6

M+ - M2+ 2251

M2+ - M3+ 3361

M3+ - M4+ 4564

M4+ - M5+ 7013

M5+ - M6+ 8495

M6+ - M7+ 27106

M7+ - M8+ 31669

M8+ - M9+ 36578

M9+ - M10+ 43138

元素類型：非金屬

物理性質(zhì)

通常為淡黃色晶體，它的元素名來源于拉丁文，原意是鮮黃色。單質(zhì)硫有幾種同素異形體，菱形硫(斜方硫)和單斜硫是現(xiàn)在已知最重要的晶狀硫。它們都是由S8環(huán)狀分子組成。

密度 熔點 沸點 存在條件

菱形硫(S8) 2.07克/厘米3 112.8℃ 444.674℃ 200℃以下

單斜硫(S8)1.96克/厘米3 119.0℃ 444.6℃ 200℃以上

硫單質(zhì)導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性都差。性松脆，不溶于水，易溶于二硫化碳(彈性硫只能部分溶解)。無定形硫主要有彈性硫，是由熔態(tài)硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩(wěn)定，可轉(zhuǎn)變?yōu)榫盍?正交硫)，正交硫是室溫下唯一穩(wěn)定的硫的存在形式。

化學(xué)性質(zhì)

化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能與氧、金屬、氫氣、鹵素(除碘外)及已知的大多數(shù)元素化合。還可以與強氧化性的酸、鹽、氧化物，濃的強堿溶液反應(yīng)。它存在正氧化態(tài)，也存在負(fù)氧化態(tài)，可形成離子化合物、共價化合成物和配位共價化合物。

1、氧化性

與金屬單質(zhì)反應(yīng)：銅→硫化亞銅;鐵→硫化亞鐵;鋁，鈉等金屬往往將其氧化為較底價態(tài) 特性：銀與硫摩擦生成硫化銀;汞與硫研磨生成硫化汞,實驗室水銀溫度計打破流出水銀時，撒上硫粉可防止汞蒸氣生成。

與非金屬反應(yīng)：2S+C→CS2;S+H2→H2S

與其他的還原劑：S+NA2SO3加熱→NA2SO3S(NA2S2O3)

2、還原性：S+O2→SO2

3、既氧化又還原：

3S+6KOH加熱→2K2S+K2SO3+2H2O (歧化反應(yīng))

化合物

許多有機物難聞的味道來自于它們所含有硫化氫之類的化合物。這些化合物有一股特別的臭雞蛋味道。

硫化氫的溶液是酸性的，與金屬反應(yīng)形成金屬的硫化物。鐵的硫化物在大自然中很常見，被稱為黃鐵礦。方鉛礦是硫化鉛，也是第一種被發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體。

聚合的氮化硫有金屬特性，盡管它不含任何金屬，這個復(fù)合物還顯示特別的電學(xué)和光學(xué)特性。讓熔化的硫速凝可以獲得無晶態(tài)的硫，倫琴衍射顯示其中含有由八個硫原子組成的環(huán)。這種硫在室溫下不十分穩(wěn)定，它漸漸恢復(fù)為晶體狀態(tài)。

其它重要的硫的化合物

連二亞硫酸鈉：Na2S2O4，是一種強有力的還原劑

亞硫酸：H2SO3，是二氧化硫在水中的溶液。亞硫酸和亞硫酸鹽是有力的還原劑。二氧化硫的其它產(chǎn)物包括焦亞硫酸離子(S2O5 2- )

硫代硫酸物：S2O32- ，是氧化物。硫代硫酸氨有可能可以代替氰化物來洗金

連二硫酸：H2S2O6，及其鹽

連多硫酸：H2SnO6，n可以從3一直到80

硫酸鹽：是硫酸的鹽

硫化物：是硫與其它元素的化合物

過一硫酸是三氧化硫與濃的過氧化氫的反應(yīng)物

硫氰酸鹽是硫氰離子(SCN- )的化合物[2]

硫氰：(SCN)2

二硫化碳

同位素

硫有18種同位素，其中四種是穩(wěn)定的：S-32(95.02%)、S-33(0.75%)、S-34(4.21%)和S-36(0.02%)，除35 S外，其它放射性同位素的半衰期都很短。硫-35由宇宙射線射擊空氣中的氬-40而導(dǎo)致，其半衰期為87天。

硫化物沉淀時根據(jù)溫度的不同S-34的含量少許不同。假如在一個礦物中硫化物和碳酸鹽同時存在的話，那么根據(jù)碳-13和硫-34的含量可以推算出礦物形成時礦水的pH值和氧的逸度。

在森林生態(tài)系統(tǒng)中，硫酸鹽主要來自空氣，少量來自礦物的風(fēng)化。其中硫的同位素的不同含量可用來確定它們的來歷。

主要用途

1、大部分用于制造硫酸。

2、橡膠制品工業(yè)、火柴、煙火、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物等產(chǎn)品中也需要很多硫磺。

3、部分用于制造藥物、殺蟲劑以及漂染劑等。

4、硫在工業(yè)中很重要，比如作為電池中或溶液中的硫酸。在橡膠工業(yè)中做硫化劑。硫還被用來殺真菌，用做化肥。

5、硫化物在造紙業(yè)中用來漂白。硫酸鹽在煙火中也有用途。硫代硫酸鈉和硫代硫酸氨在照相中做定影劑。硫酸鎂可用做潤滑劑，被加在肥皂中和輕柔磨砂膏中，也可以用做肥料。

6、在西方，古代人們認(rèn)為硫燃燒時所形成的濃煙和強烈的氣味能驅(qū)除魔鬼。在古羅馬博物學(xué)家普林尼的著作中寫到：硫用來清掃住屋，因為很多人認(rèn)為，硫燃燒所形成的氣味能夠消除一切妖魔和所有邪惡的勢力，大約4000年前，埃及人已經(jīng)用硫燃燒所形成的二氧化硫漂白布匹。在古羅馬著名詩人荷馬的著作里也講到硫燃燒有消毒和漂白作用。中西方煉金術(shù)士都很重視硫，他們把硫看作是可燃性的化身，認(rèn)為它是組成一切物體的要素之一。中國煉丹家們用硫、硝石的混合物制成黑色火藥。

7、不論在西方還是中國，古醫(yī)藥學(xué)家都把硫用于醫(yī)藥中，中國著名醫(yī)生李時珍編著的《本草綱目》中，將到硫在醫(yī)藥中的運用：治腰腎久冷，除冷風(fēng)頑痹寒熱，生用治疥廯。硫磺的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了硫磺的提取和精煉，隨著工業(yè)的發(fā)展，硫在制取硫酸中起著關(guān)鍵作用，而硫酸就是工業(yè)之母，無處不需要它。1894年出生在德國的美國工業(yè)化學(xué)家弗拉施創(chuàng)造用過熱水的方法，將硫從地下深處直接提取出來。

生理作用

半胱氨酸、蛋氨酸、同型半胱氨酸和牛磺酸等氨基酸和一些常見的酶含硫，因此硫是所有細(xì)胞中必不可少的一種元素。在蛋白質(zhì)中，多肽之間的二硫鍵是蛋白質(zhì)構(gòu)造中的重要組成部分。有些細(xì)菌在一些類似光合作用的過程中使用硫化氫作為電子提供物(一般植物使用水來做這個作用)。植物以硫酸鹽的形式吸收硫。無機的硫是鐵硫蛋白的一個組成部分。在細(xì)胞色素氧化酶中，硫是一個關(guān)鍵的組成部分。工業(yè)和發(fā)電廠燃燒煤釋放出來的大量二氧化硫在空氣中與水和氧結(jié)合形成硫酸，它造成酸雨降低水和土壤的pH值，對許多地區(qū)的自然環(huán)境造成巨大破壞。

注意事項

在接觸二硫化碳、硫化氫和二氧化硫時要非常小心。

二氧化硫可以在肺中與水結(jié)合成亞硫酸，亞硫酸可以導(dǎo)致肺出血和窒息。

硫化氫毒性非常高，甚至高于氰化物。雖然硫化氫的味道一開始非常強烈，但人的嗅覺很快就被它壓抑了。因此受害人有可能未察覺它的存在。