元素描述
S為淡黃色晶體。有單質硫和化合態硫兩種形態。單質硫有幾種同素異形體。主要是菱形硫(S₈),密度2.069克/厘米³,熔點115.217℃,沸點444.59℃;單斜硫(S₈),密度1.96克/厘米³,熔點115.217℃,沸點444.59℃;純粹的單質硫,密度2.069克/厘米³,熔點115.217℃,沸點444.59℃。導熱性和導電性都差。性鬆脆,不溶於水。無定形硫主要有彈性硫,是由熔態硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩定,可轉變為晶狀硫。晶狀硫能溶於有機溶劑如二硫化碳中,而彈性硫只能部分溶解。化合態時的化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。化學性質比較活潑,能與氧、金屬、氫氣、鹵素(除碘外)及已知的大多數元素化合。它存在正氧化態,也存在負氧化態,可形成離子化合物、共價化合成物和配位共價化合物。
元素來源
重要的硫化物是黃鐵礦,其次是有色金屬元素(Cu、Pb、Zn等)的硫化物礦。天然的硫酸鹽中以石膏CaSO₄·2H₂O和芒硝Na₂SO₄·10H₂O為最豐富。可從它的天然礦石或化合物中製取。
元素用途
大部分用於製造硫酸。橡膠製品工業、火柴、煙火、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物等產品中也需要很多硫磺。部分用於製造藥物、殺蟲劑以及漂染劑等。
元素輔助資料:
硫在自然界中存在有單質狀態,每一次火山爆發都會把大量地下的硫帶到地面。硫還和多種金屬形成硫化物和各種硫酸鹽,廣泛存在於自然界中。
單質硫具有鮮明的橙黃色,燃燒時形成強烈有刺激性的氣味。金屬硫化物在燃燒時產生的氣味可以斷言,硫在遠古時代就被人們發現並使用了。
在西方,古代人們認為硫燃燒時所形成的濃煙和強烈的氣味能驅除魔鬼。在古羅馬博物學家普林尼的著作中寫到:硫用來清掃住屋,因為很多人認為,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。
中西方鍊金術士都很重視硫,他們把硫看作是可燃性的化身,認為它是組成一切物體的要素之一。我國煉丹家們用硫、硝石的混合物製成黑色火藥。
不論在西方還是我國,古醫藥學家都把硫用於醫藥中,我國著名醫生李時珍編著的《本草綱目》中,將到硫在醫藥中的運用:治腰腎久冷,除冷風頑痹寒熱,生用治疥廯。
硫磺的廣泛套用促進了硫磺的提取和精煉,隨著工業的發展,硫在製取硫酸中起著關鍵作用,而硫酸就是工業之母,無處不需要它。1894年出生在德國的美國工業化學家弗拉施創造了過熱水的方法,將硫從地下深處直接提取出來。
1877年法國化學家拉瓦錫發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世紀後半葉,德國化學家米切里希和法國化學家波美等人發現硫具有不同的晶形,提出硫的同素異形體。
現在已知最重要的晶狀硫是斜方硫和單斜硫。他們都是由S8環狀分子組成。
能級
由量子力學可知,任何微觀體系如原子、分子中處於束縛態的電子都具有一系列不連續的確定的能量
數值,每一個這樣的能量值稱為一個能級。
量子數 l稱為 角量子數(angular quantum number)。對於確定的 n值: 0, 1, 2,…,( n-1),分別用符號 s、 p、 d、 f等來表示。
在電子排布中, K層只有1個 s能級; L層有1個 s能級和1個 p能級; M層有1個 s能級、1個 p能級和1個 d能級,等等。
s軌道(即 s能級)在三維空間分布的圖形為球形,該軌道具有球對稱性。 1s軌道( n=1的 s軌道)上的電子能量最低。