გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც პერიოდული ცხრილის მეექვსე ჯგუფსა და მესამე პერიოდშია. ამ სტატიაში დეტალურად განვიხილავთ მის ქიმიურ და ფიზიკურ თვისებებს, წარმოებას, გამოყენებას და ა.შ. ფიზიკური მახასიათებელი მოიცავს ისეთ მახასიათებლებს, როგორიცაა ფერი, ელექტროგამტარობის დონე, გოგირდის დუღილის წერტილი და ა.შ. ქიმიური მახასიათებელი აღწერს მის ურთიერთქმედებას სხვა ნივთიერებებთან.
გოგირდი ფიზიკის თვალსაზრისით
ეს არის მყიფე ნივთიერება. ნორმალურ პირობებში ის არის აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაში. გოგირდს აქვს ლიმონის ყვითელი ფერი.
და უმეტესწილად, მის ყველა ნაერთს აქვს ყვითელი ელფერი. წყალში არ იხსნება. მას აქვს დაბალი თერმული და ელექტროგამტარობა. ეს თვისებები ახასიათებს მას, როგორც ტიპურ არალითონს. იმისდა მიუხედავად, რომ გოგირდის ქიმიური შემადგენლობა საერთოდ არ არის რთული, ამ ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე ვარიაცია. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ბროლის გისოსების აგებულებაზე, რომლის დახმარებით ატომები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, მაგრამ ისინი არ წარმოქმნიან მოლეკულებს.
ასე რომ, პირველი ვარიანტია რომბისებრი გოგირდი. ის ხდებაყველაზე სტაბილური. ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი ოთხას ორმოცდახუთი გრადუსია ცელსიუსით. მაგრამ იმისათვის, რომ მოცემული ნივთიერება გადავიდეს აგრეგაციის აირისებრ მდგომარეობაში, ის ჯერ თხევად მდგომარეობაში უნდა გაიაროს. ასე რომ, გოგირდის დნობა ხდება ას ცამეტი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე.
მეორე ვარიანტია მონოკლინიკური გოგირდი. ეს არის ნემსის ფორმის კრისტალები მუქი ყვითელი ფერის. პირველი ტიპის გოგირდის დნობა, შემდეგ კი მისი ნელი გაგრილება იწვევს ამ ტიპის წარმოქმნას. ამ ჯიშს აქვს თითქმის იგივე ფიზიკური მახასიათებლები. მაგალითად, ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი კვლავ იგივე ოთხას ორმოცდახუთი გრადუსია. გარდა ამისა, არსებობს ამ ნივთიერების ისეთი მრავალფეროვნება, როგორიცაა პლასტიკური. იგი მიიღება რომბის ადუღებამდე გახურებულ ცივ წყალში ჩასხმით. ამ ტიპის გოგირდის დუღილის წერტილი იგივეა. მაგრამ ნივთიერებას აქვს რეზინის მსგავსად დაჭიმვის უნარი.
ფიზიკური მახასიათებლის კიდევ ერთი კომპონენტი, რომელზეც მინდა ვისაუბრო, არის გოგირდის აალების ტემპერატურა.
ეს მაჩვენებელი შეიძლება განსხვავდებოდეს მასალის ტიპისა და მისი წარმოშობის მიხედვით. მაგალითად, ტექნიკური გოგირდის აალების ტემპერატურა ას ოთხმოცდაათი გრადუსია. ეს საკმაოდ დაბალი მაჩვენებელია. სხვა შემთხვევებში, გოგირდის აალების წერტილი შეიძლება იყოს ორას ორმოცდარვა გრადუსი და ორას ორმოცდათექვსმეტიც კი. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა მასალისგან არის მოპოვებული, რა სიმკვრივე აქვს. მაგრამ შეიძლება დასკვნის გაკეთებარომ გოგირდის წვის ტემპერატურა საკმაოდ დაბალია, სხვა ქიმიურ ელემენტებთან შედარებით, ის აალებადი ნივთიერებაა. გარდა ამისა, ზოგჯერ გოგირდი შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულებში, რომლებიც შედგება რვა, ექვსი, ოთხი ან ორი ატომისგან. ახლა, როდესაც განვიხილავთ გოგირდს ფიზიკის თვალსაზრისით, გადავიდეთ შემდეგ განყოფილებაზე.
გოგირდის ქიმიური დახასიათება
ამ ელემენტს აქვს შედარებით დაბალი ატომური მასა, ის არის ოცდათორმეტი გრამი მოლზე. გოგირდის ელემენტის მახასიათებელი მოიცავს ამ ნივთიერების ისეთ თვისებას, როგორიცაა დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხის უნარი. ამით ის განსხვავდება, ვთქვათ, წყალბადისგან ან ჟანგბადისგან. იმის გათვალისწინებით, თუ რა არის გოგირდის ელემენტის ქიმიური მახასიათებელი, შეუძლებელია არ აღინიშნოს, რომ პირობებიდან გამომდინარე, მას ავლენს როგორც აღმდგენი, ასევე ჟანგვის თვისებები. ასე რომ, თანმიმდევრობით განვიხილოთ მოცემული ნივთიერების ურთიერთქმედება სხვადასხვა ქიმიურ ნაერთებთან.
გოგირდი და მარტივი ნივთიერებები
მარტივი არის ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ მხოლოდ ერთი ქიმიური ელემენტი მათ შემადგენლობაში. მისი ატომები შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულებად, როგორც, მაგალითად, ჟანგბადის შემთხვევაში, ან შეიძლება არ გაერთიანდეს, როგორც ეს ლითონების შემთხვევაშია. ასე რომ, გოგირდს შეუძლია რეაგირება ლითონებთან, სხვა არამეტალებთან და ჰალოგენებთან.
მეტალებთან ურთიერთქმედება
ასეთი პროცესი მოითხოვს მაღალ ტემპერატურას. ამ პირობებში ხდება დამატების რეაქცია. ანუ, ლითონის ატომები აერთიანებს გოგირდის ატომებს და ქმნიან რთულ ნივთიერებებს სულფიდებს. მაგალითად, თუ გათბობთორი მოლი კალიუმი, ერთ მოლ გოგირდთან შერეული, ვიღებთ ამ ლითონის სულფიდს ერთ მოლზე. განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად: 2K + S=K2S.
რეაქცია ჟანგბადთან
ეს არის გოგირდის წვა. ამ პროცესის შედეგად წარმოიქმნება მისი ოქსიდი. ეს უკანასკნელი შეიძლება იყოს ორი სახის. აქედან გამომდინარე, გოგირდის წვა შეიძლება მოხდეს ორ ეტაპად. პირველი არის, როდესაც ერთი მოლი გოგირდი და ერთი მოლი ჟანგბადი ქმნიან ერთ მოლ გოგირდის დიოქსიდს. თქვენ შეგიძლიათ დაწეროთ ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება შემდეგნაირად: S + O2=SO2. მეორე ეტაპი არის დიოქსიდში კიდევ ერთი ჟანგბადის ატომის დამატება. ეს ხდება მაშინ, როდესაც მაღალ ტემპერატურაზე გოგირდის ორ მოლ ჟანგბადს ემატება ერთი მოლი ჟანგბადი. შედეგი არის ორი მოლი გოგირდის ტრიოქსიდი. ამ ქიმიური ურთიერთქმედების განტოლება ასე გამოიყურება: 2SO2 + O2=2SO3. ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება გოგირდის მჟავა. ასე რომ, აღწერილი ორი პროცესის განხორციელებით, შესაძლებელია მიღებული ტრიოქსიდის გადატანა წყლის ორთქლის ჭავლით. და ვიღებთ სულფატის მჟავას. ასეთი რეაქციის განტოლება იწერება შემდეგნაირად: SO3 + H2O=H2 ასე 4.
ურთიერთქმედება ჰალოგენებთან
გოგირდის ქიმიური თვისებები, ისევე როგორც სხვა არამეტალები, საშუალებას აძლევს მას მოახდინოს რეაქცია ამ ჯგუფის ნივთიერებებთან. მასში შედის ისეთი ნაერთები, როგორიცაა ფტორი, ბრომი, ქლორი, იოდი. გოგირდი რეაგირებს ნებისმიერ მათგანთან, გარდა უკანასკნელისა. მაგალითია განხილულის ფტორირების პროცესიჩვენ პერიოდული ცხრილის ელემენტი. აღნიშნული არალითონის ჰალოგენით გაცხელებით შესაძლებელია ფტორის ორი ვარიაციის მიღება. პირველი შემთხვევა: თუ ავიღებთ ერთ მოლ გოგირდს და სამ მოლ ფტორს, მივიღებთ ერთ მოლ ფტორს, რომლის ფორმულაა SF6. განტოლება ასე გამოიყურება: S + 3F2=SF6. გარდა ამისა, არის მეორე ვარიანტიც: თუ ავიღებთ ერთ მოლ გოგირდს და ორ მოლ ფტორს, მივიღებთ ერთ მოლ ფტორს ქიმიური ფორმულით SF4. განტოლება იწერება შემდეგნაირად: S + 2F2=SF4. როგორც ხედავთ, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია იმ პროპორციებზე, რომლებშიც კომპონენტები შერეულია. ზუსტად ანალოგიურად შესაძლებელია გოგირდის ქლორირება (შეიძლება წარმოიქმნას ორი განსხვავებული ნივთიერებაც) ან ბრომირება.
ურთიერთქმედება სხვა მარტივ ნივთიერებებთან
გოგირდის ელემენტის დახასიათება ამით არ მთავრდება. ნივთიერება ასევე შეიძლება შევიდეს ქიმიურ რეაქციაში წყალბადთან, ფოსფორთან და ნახშირბადთან. წყალბადთან ურთიერთქმედების გამო წარმოიქმნება სულფიდის მჟავა. ლითონებთან მისი რეაქციის შედეგად მიიღება მათი სულფიდები, რომლებიც, თავის მხრივ, ასევე მიიღება იმავე ლითონთან გოგირდის პირდაპირი რეაქციით. წყალბადის ატომების დამატება გოგირდის ატომებში ხდება მხოლოდ ძალიან მაღალი ტემპერატურის პირობებში. როდესაც გოგირდი რეაგირებს ფოსფორთან, წარმოიქმნება მისი ფოსფიდი. მას აქვს შემდეგი ფორმულა: P2S3. ამ ნივთიერების ერთი მოლი რომ მიიღოთ, თქვენ უნდა აიღოთ ორი მოლი ფოსფორი და სამი მოლი გოგირდი. ნახშირბადთან გოგირდის ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება განხილული არალითონის კარბიდი.მისი ქიმიური ფორმულა ასე გამოიყურება: CS2. ამ ნივთიერების ერთი მოლი რომ მიიღოთ, უნდა აიღოთ ერთი მოლი ნახშირბადი და ორი მოლი გოგირდი. ყველა ზემოთ აღწერილი დამატების რეაქცია ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც რეაქტიული ნივთიერებები თბება მაღალ ტემპერატურაზე. ჩვენ განვიხილეთ გოგირდის ურთიერთქმედება მარტივ ნივთიერებებთან, ახლა გადავიდეთ შემდეგ აბზაცზე.
გოგირდი და რთული ნაერთები
კომპლექსი არის ის ნივთიერებები, რომელთა მოლეკულები შედგება ორი (ან მეტი) განსხვავებული ელემენტისგან. გოგირდის ქიმიური თვისებები საშუალებას აძლევს მას რეაგირებდეს ისეთ ნაერთებთან, როგორიცაა ტუტე, ასევე კონცენტრირებული სულფატის მჟავა. მისი რეაქციები ამ ნივთიერებებთან საკმაოდ თავისებურია. პირველ რიგში, დაფიქრდით, რა ხდება, როდესაც განსახილველი არალითონი ტუტეშია შერეული. მაგალითად, თუ აიღებთ ექვს მოლ კალიუმის ჰიდროქსიდს და დაუმატებთ მათ სამ მოლ გოგირდს, მიიღებთ ორ მოლ კალიუმის სულფიდს, ერთ მოლ ამ ლითონის სულფიტს და სამ მოლ წყალს. ამ ტიპის რეაქცია შეიძლება გამოისახოს შემდეგი განტოლებით: 6KOH + 3S=2K2S + K2SO3 + 3H2 O. იმავე პრინციპით, ურთიერთქმედება ხდება ნატრიუმის ჰიდროქსიდის დამატების შემთხვევაში. შემდეგი, განიხილეთ გოგირდის ქცევა, როდესაც მას ემატება სულფატის მჟავას კონცენტრირებული ხსნარი. თუ ავიღებთ ერთი მოლი პირველი და ორი მოლი მეორე ნივთიერებიდან, მივიღებთ შემდეგ პროდუქტებს: გოგირდის ტრიოქსიდი სამი მოლის ოდენობით და ასევე წყალი - ორი მოლი. ეს ქიმიური რეაქცია შეიძლება მოხდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც რეაგენტები თბება მაღალ ტემპერატურაზე.
მიიღება განსახილველი ნივთიარალითონი
არსებობს რამდენიმე ძირითადი გზა, რომლითაც შეგიძლიათ გოგირდის ამოღება სხვადასხვა ნივთიერებიდან. პირველი მეთოდი არის პირიტისგან იზოლირება. ამ უკანასკნელის ქიმიური ფორმულაა FeS2. როდესაც ეს ნივთიერება თბება მაღალ ტემპერატურაზე ჟანგბადის წვდომის გარეშე, შეიძლება მიღებულ იქნეს სხვა რკინის სულფიდი - FeS - და გოგირდი. რეაქციის განტოლება იწერება შემდეგნაირად: FeS2=FeS + S. გოგირდის მიღების მეორე მეთოდი, რომელიც ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში, არის გოგირდის გოგირდის წვა ა. მცირე რაოდენობით ჟანგბადი. ამ შემთხვევაში, შეგიძლიათ მიიღოთ განხილული არალითონი და წყალი. რეაქციის განსახორციელებლად, თქვენ უნდა აიღოთ კომპონენტები მოლური თანაფარდობით ორიდან ერთთან. შედეგად, ჩვენ ვიღებთ საბოლოო პროდუქტებს ორიდან ორამდე პროპორციით. ამ ქიმიური რეაქციის განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად: O. გარდა ამისა, გოგირდის მიღება შესაძლებელია სხვადასხვა მეტალურგიული პროცესის დროს, მაგალითად, ლითონების წარმოებაში, როგორიცაა ნიკელი, სპილენძი და სხვა.
სამრეწველო გამოყენება
არამეტალი, რომელსაც ჩვენ განვიხილავთ, ჰპოვა თავისი ყველაზე ფართო გამოყენება ქიმიურ ინდუსტრიაში. როგორც ზემოთ აღინიშნა, აქ გამოიყენება მისგან სულფატის მჟავის მისაღებად. გარდა ამისა, გოგირდი გამოიყენება ასანთის წარმოების კომპონენტად, იმის გამო, რომ ის აალებადი მასალაა. ის ასევე შეუცვლელია ფეთქებადი ნივთიერებების, დენთის, შუშხუნების და ა.შ წარმოებაში. გარდა ამისა, გოგირდი გამოიყენება მავნებლების საწინააღმდეგო პროდუქტებში ერთ-ერთ ინგრედიენტად. ATმედიცინაში, იგი გამოიყენება როგორც კომპონენტი კანის დაავადებების სამკურნალო საშუალებების წარმოებაში. ასევე, მოცემული ნივთიერება გამოიყენება სხვადასხვა საღებავების წარმოებაში. გარდა ამისა, იგი გამოიყენება ფოსფორის წარმოებაში.
გოგირდის ელექტრონული სტრუქტურა
როგორც იცით, ყველა ატომი შედგება ბირთვისგან, რომელიც შეიცავს პროტონებს - დადებითად დამუხტულ ნაწილაკებს - და ნეიტრონებს, ანუ ნაწილაკებს ნულოვანი მუხტით. ელექტრონები ტრიალებს ბირთვის გარშემო უარყოფითი მუხტით. იმისათვის, რომ ატომი იყოს ნეიტრალური, მას უნდა ჰქონდეს იგივე რაოდენობის პროტონები და ელექტრონები მის სტრუქტურაში. თუ ეს უკანასკნელი მეტია, ეს უკვე უარყოფითი იონია - ანიონი. თუ პირიქით, პროტონების რაოდენობა ელექტრონების რაოდენობაზე მეტია, ეს არის დადებითი იონი ან კატიონი. გოგირდის ანიონს შეუძლია იმოქმედოს როგორც მჟავა ნარჩენი. ის არის ისეთი ნივთიერებების მოლეკულების ნაწილი, როგორიცაა სულფიდის მჟავა (წყალბადის სულფიდი) და ლითონის სულფიდები. ანიონი წარმოიქმნება ელექტროლიტური დისოციაციის დროს, რაც ხდება ნივთიერების წყალში გახსნისას. ამ შემთხვევაში მოლეკულა იშლება კატიონად, რომელიც შეიძლება წარმოდგენილი იყოს როგორც მეტალი ან წყალბადის იონი, ასევე კატიონი - მჟავის ნარჩენის იონი ან ჰიდროქსილის ჯგუფი (OH-).
რადგან გოგირდის რიგითი რიცხვი პერიოდულ სისტემაში არის თექვსმეტი, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ეს არის პროტონების რაოდენობა მის ბირთვში. ამის საფუძველზე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ასევე თექვსმეტი ელექტრონი ბრუნავს გარშემო. ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება მოიძებნოს ქიმიური ელემენტის სერიული ნომრის მოლური მასის გამოკლებით: 32- 16=16. თითოეული ელექტრონი ბრუნავს არა შემთხვევით, არამედ გარკვეულ ორბიტაზე. ვინაიდან გოგირდი არის ქიმიური ელემენტი, რომელიც მიეკუთვნება პერიოდული ცხრილის მესამე პერიოდს, ბირთვის გარშემო სამი ორბიტაა. პირველს ორი ელექტრონი აქვს, მეორეს რვა, ხოლო მესამეს ექვსი. გოგირდის ატომის ელექტრონული ფორმულა იწერება შემდეგნაირად: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
გავრცელება ბუნებაში
ძირითადად, განხილული ქიმიური ელემენტი გვხვდება მინერალების შემადგენლობაში, რომლებიც წარმოადგენენ სხვადასხვა ლითონების სულფიდებს. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის პირიტი - რკინის მარილი; ეს არის ასევე ტყვია, ვერცხლი, სპილენძის ბრწყინვალება, თუთიის ბლენდი, ცინაბარი - ვერცხლისწყლის სულფიდი. გარდა ამისა, გოგირდი ასევე შეიძლება იყოს მინერალების ნაწილი, რომლის სტრუქტურა წარმოდგენილია სამი ან მეტი ქიმიური ელემენტით.
მაგალითად, ქალკოპირიტი, მირაბილიტი, კიზერიტი, თაბაშირი. შეგიძლიათ თითოეული მათგანი უფრო დეტალურად განიხილოთ. პირიტი არის ფერუმის სულფიდი, ან FeS2. მას აქვს ღია ყვითელი ფერი ოქროსფერი ბზინვარებით. ეს მინერალი ხშირად გვხვდება როგორც მინარევები ლაპის ლაზულში, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სამკაულების დასამზადებლად. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ამ ორ მინერალს ხშირად აქვს საერთო საბადო. სპილენძის ბზინვარება - ქალკოციტი, ან ქალკოზინი - არის მოლურჯო-ნაცრისფერი ნივთიერება, ლითონის მსგავსი. ტყვიის სიკაშკაშე (გალენა) და ვერცხლის სიკაშკაშე (არგენტიტი) აქვთ მსგავსი თვისებები: ორივე ლითონს ჰგავს და აქვს ნაცრისფერი ფერი. ცინაბარი არის მოყავისფრო-წითელი მოსაწყენი მინერალი ნაცრისფერი ლაქებით. ქალკოპირიტი, ქიმიურირომლის ფორმულაა CuFeS2, - ოქროსფერი ყვითელი, მას ოქროს ბლენდსაც უწოდებენ. თუთიის ბლენდს (სფალერიტს) შეიძლება ჰქონდეს ფერი ქარვისფერიდან ცეცხლოვან ფორთოხლამდე. Mirabilite - Na2SO4x10H2O - გამჭვირვალე ან თეთრი კრისტალები. მას ასევე უწოდებენ გლაუბერის მარილს, რომელიც გამოიყენება მედიცინაში. კიზერიტის ქიმიური ფორმულა არის MgSO4xH2O. გამოდის თეთრი ან უფერო ფხვნილის სახით. თაბაშირის ქიმიური ფორმულა არის CaSO4x2H2O. გარდა ამისა, ეს ქიმიური ელემენტი ცოცხალი ორგანიზმების უჯრედების ნაწილია და წარმოადგენს მნიშვნელოვან მიკროელემენტს.
