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元素硫简介

硫是一种非金属元素,原子序数16,氧族元素之一,在元素周期表中位于第三周期,核外电子排布,2;8;6。在大质量恒星内部,当温度超过2.5×109 K时32S通过一个硅核与一个氦核的融合而产生。硫是宇宙中质量第十位最常见的元素,也是地球上最常见的元素之一,占地壳总质量的0.048 %,通常以硫化物( 黄铁矿等 )和硫酸盐矿物( 石膏等 )形式存在,但在热泉和火山周围也存在纯天然单质硫。这些天然硫是由于硫化氢遇到二氧化硫产生的。已知硫有25种同位素,稳定的同位素(丰度 %)32S ( 94.99 )33S ( 0.75 )34S ( 4.25 )36S ( 0.01 ),痕量的35S半衰期87.32天,β衰变为35Cl。硫最常见的化合价是-20+2+4+6。除惰性气体外,硫与绝大多数元素都能发生化学反应。电负性 2.58(鲍林标度)。电离能 ( kJ/mol )一级,999.6 ;二级,225 2;三级,335 7。共价半径105±3 pm,范德华半径180 pm。在所有的物态中,硫都有不同的同素异形体,其同素异形体超过30种,主要有结晶型和无定形两种,正交结晶型硫的同素异形体主要是斜方硫(α-硫,S8)与单斜硫(β-硫,S8)。在95.6 ℃以下α-硫稳定,以上β-硫稳定。在正常条件下,结晶型硫原子通过sp3杂化形成具有化学式S8的环状八原子分子。当加热至444.6 ℃以上时,硫磺液体沸腾,蒸气中有S8S6S4S2。温度越高,分子中的硫原子越少,当温度为1 000 ℃时硫蒸气基本组成单位是S22 000 ℃时是单原子硫。无定形硫主要有弹性硫(γ-硫,Sn),是将熔融硫迅速注入冷水中而得。这种硫亦称不溶性硫(不溶于二硫化碳),n值一般在2005 000之间,也有超出该范围的。所有稳定的同素异形体都是优秀的电绝缘体。

硫是所有生命中必不可少的元素,但几乎总是以有机硫化合物或金属硫化物的形式存在。三种氨基酸(半胱氨酸,胱氨酸和蛋氨酸)和两种维生素(生物素和硫胺素)是有机硫化合物。硫是生物化学功能所需的核心化学元素之一,是所有生物体的元素常量营养素。

       硫磺是最古老的消毒杀菌剂和现代化学工业重要的基础原料。在物态上,主要为固体硫磺和液体硫磺。中国是世界上最大的硫磺消费国,年需求量达1 500万吨以上。目前工业上使用的硫磺,主要来自于石油化工及天然气净化回收,大部分不足依靠进口。