非对称二硫化物合成 硫化物 硫化物-定义,硫化物-合成

无机化学中,硫化物指电正性较强的金属或非金属与硫形成的一类化合物。大多数金属硫化物都可看作氢硫酸的盐。由于氢硫酸是二元弱酸,因此硫化物可分为酸式盐(HS,氢硫化物)、正盐(S)和多硫化物(S)三类。有机化学中,硫化物(英文:Sulfide)指含有二价硫的有机化合物。根据具体情况的不同,有机硫化物可包括:硫醚(R-S-R)、硫酚/硫醇(Ar/R-SH)、硫醛(R-CSH)、硫代羧酸和二硫化物(R-S-S-R)等。参见有机硫化合物。

硫化物_硫化物 -定义

-2价硫的化合物,金属硫化物可以看成氢硫酸的盐。金属与硫直接反应或者将硫化氢气体通入金属盐溶液,或者往盐溶液中加入硫化钠,都可制得金属硫化物。


硫化物

碱金属硫化物和硫化铵易溶于水,由于水解其溶液显碱性。碱土金属、钪、钇和镧系元素的硫化物较为难溶。当阳离子的外层电子构型为18电子和18+2电子时,往往由于较强的极化作用而形成难溶的、有颜色的硫化物。大多数不溶于水的硫化物可溶于酸并释放出硫化氢,极难溶的少数金属硫化物(如CuS、HgS)可用氧化性酸将其溶解,此时S被氧化成硫而从溶液中析出。难溶金属硫化物在溶液中存在以下溶解-沉淀平衡:

式中M为金属。控制溶液的酸度,可以改变溶液中S离子的浓度,从而将溶解度各不相同的难溶金属硫化物分别沉淀出来。这是定性分析中用硫化氢分离、鉴定金属离子的基础。

硫化物_硫化物 -合成

无机硫化物通常可通过以下方法合成:

(注:K为国际温度单位开尔文)

1、单质直接化合,例如:

C + 2S --(1123~1223K)→ CS2

2、硫酸盐或高价硫化物的还原,例如:

Na2SO4 + 4C --(1373K)→ Na2S + 4CO

In2S3 + 2H2 → In2S + 2H2S

3、溶液中或高温的复分解反应,例如:

FeCl2 + H2S → FeS↓ + 2HCl

3SiO2 + 2Al2S3 --(1373K)→ 3SiS2 + 2Al2O3

4、以硫代酸盐为原料制取,例如:

(NH4)2MoO4+ 4(NH4)2S + 4H2O → (NH4)2[MoS4] + 8NH3・H2O

(NH4)2MoO4+ 2HCl --(加热)→ MoS3 + H2S + 2NH4Cl

5、高价硫化物加热分解,例如:

MoS3 --(加热)→ MoS2 + S

硫化物_硫化物 -物理性质

几种硫化物的颜色黄GeS灰黑P4S5亮黄CdS黄Ga2S3黄SnS2黄P4S10黄HgS红/黑In2S3黄/红SnS棕黑As4S4红MnS绿/肉InS酒红PbS黑As4S6黄MoS3红棕Tl2S3蓝黑As4S10淡黄RuS2灰蓝Tl2S黑橙红黄Bi2S3棕黑

颜色

硫化物大多含有鲜艳的颜色,见上表。 除此之外,MoS、ReS、FeS、CoS、NiS、PtS、、CuS和等过渡金属硫化物都是黑色的。

溶解性


金属硫化物在酸中溶解性

金属的酸式硫化物都可溶于水,但正盐中只有碱金属硫化物和硫化铵可溶。一般地讲,金属硫化物的溶解度可通过阳离子极化力(离子电荷数/离子半径,Z/r)的大小来预测。阳离子极化能力的增强,将导致化合物共价性的增加,极性减小,因而溶解度也降低。

硫化物_硫化物 -化学性质

水解

金属硫化物在水中都会发生不同程度的水解:

S + HO ? HS + OH

HS + HO ? HS + OH

H2S的pKa分别约为:pKa1 = 6.89 和 pKa2 = 19±2, 因此金属硫化物溶液会呈不同程度的碱性,而碱金属的硫化物溶液的碱性更是可以与相应的氢氧化物匹敌。

灼烧

灼烧硫化物矿物时可能发生两种反应:

硫化物转化为相应的氧化物,硫则转化为二氧化硫。例如由方铅矿制取铅时有一步为: 2PbS + 3O → 2PbO + 2SO硫化物被氧化为相应的可溶硫酸盐。

以上两步都是冶炼金属时,转化硫化物矿石的重要方法。

氧化

硫化物中-2价的硫具有还原性,视条件不同可被氧化为硫、亚硫酸盐和硫酸盐等。

S- 2e-= S; -0.407V

酸碱性

硫化物和相应的氧化物类似,其酸碱性随周期和族的变化也和氧化物的类似,但硫化物的碱性不如氧化物强。

H2SNaHSNa2SAs2S3As2S5Na2S2H2ONaOHNa2OAs2O3As2O5Na2O2碱性碱性两性酸性碱性

同周期元素最高氧化态硫化物从左到右酸性增强;同族元素相同氧化态的硫化物从上到下酸性减弱;同种元素的硫化物中,高氧化态的硫化物酸性更强。因此AsS酸性强于SbS,而SbS的酸性则要强于SnS和SbS。

硫化物_硫化物 -多硫化物

多硫化物是含有多硫离子Sn的化合物,n=2,3,4,5,6,...,9。多硫化物可由硫在硫化物溶液中煮沸制得,其溶液一般都为黄色,且颜色随n值的增加而加深。

多硫离子类似于过氧化物,具有氧化性,但不及过氧离子氧化性强:

S2 + 2e= 2S; E = -0.476V HO2 + H2O + 2e= 3OH; E = 0.87V

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多硫化物酸化时即放出硫化氢和硫:

Sn + 2H → H2S + (n-1)S

多硫离子还可作配体。例如Na2Sn作用于(η-C5H5)2TiCl2时,会生成含有TiS5环的配位化合物。

硫化物_硫化物 -分析

点滴法点滴法是鉴定S和HS离子的灵敏方法,其步骤为:在点滴板上混合可溶硫化物的碱性溶液和1%的硝普酸钠Na2[Fe(CN)5NO](亚硝基铁氰化钠)溶液,若试样中存在S离子则会出现不同深度的红紫色,灵敏度1:50000。其机理可能是[Fe(CN)5(NO)S]离子的生成。 除此之外,向点滴板中加入试液、浓盐酸、几颗对氨基二甲基苯胺晶体和0.1mol/L氯化铁溶液,若在2~3分钟后出现蓝色,也可证明硫离子的存在。机理是生成了蓝色的亚甲基蓝。

硫化物_硫化物 -矿物


一些金属硫化物

硫化物(sulfides)及其类似化合物包括一系列金属、半金属元素与S、Se、Te、As、Sb、Bi结合而成的矿物。矿物种数有350种左右,硫化物就占了2/3以上,其他为硒化物(selenides)、碲化物(tellurides)、砷化物(arsenides),及个别锑化物(antimonides)和铋化物(bismuthides)。

本大类矿物只占地壳总质量的0.15

  

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