硫
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| 硫 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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16S
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| 外觀 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
黃色晶體  硫的原子光譜 |
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| 概況 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 名稱·符號·序數(shù) | 硫（Sulfur）·S·16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 元素類別 | 非金屬、氧族元素 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 族·周期·區(qū) | 16·3·p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 標(biāo)準(zhǔn)原子質(zhì)量 | 32.066（4） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電子排布 |
[Ne] 3s2 3p4  |
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| 歷史 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 發(fā)現(xiàn) | 中國人（早于公元前2000年） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物理性質(zhì) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 物態(tài) | 固體 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 密度 | （接近室溫） (斜方硫) 2.07 g·cm?3 |
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| 密度 | （接近室溫） (單斜硫) 1.96 g·cm?3 |
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| 熔點時液體密度 | 1.819 g·cm?3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔點 | 388.36 K，115.21 °C，239.38 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 沸點 | 717.8 K，444.6 °C，832.3 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 臨界點 | 1314 K，20.7 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 熔化熱 | 1.727 kJ·mol?1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 汽化熱 | 45 kJ·mol?1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 比熱容 | 22.75 J·mol?1·K?1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 原子性質(zhì) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 氧化態(tài) | 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2 （強酸性） |
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| 電負(fù)性 | 2.58（鮑林標(biāo)度） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電離能 |
第一：999.6 kJ·mol?1 |
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| 共價半徑 | 105±3 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 范德華半徑 | 180 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 雜項 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 晶體結(jié)構(gòu) |
orthorhombic  |
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| 磁序 | 抗磁性 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 電阻率 | （20 °C）(無定形硫) 2×1015 Ω·m |
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| 熱導(dǎo)率 | (無定形硫) 0.205 W·m?1·K?1 |
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| 體積模量 | 7.7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 莫氏硬度 | 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| CAS號 | 7704-34-9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 最穩(wěn)定同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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主條目：硫的同位素
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硫是一種化學(xué)元素，在元素周期表中它的化學(xué)符號是S，原子序數(shù)是16。硫是一種非常常見的無味無嗅的非金屬，純的硫是黃色的晶體，又稱做硫磺。硫有許多不同的化合價，常見的有-2, 0, +4, +6等。在自然界中它經(jīng)常以硫化物或硫酸鹽的形式出現(xiàn)，尤其在火山地區(qū)純的硫也在自然界出現(xiàn)。對所有的生物來說，硫都是一種重要的必不可少的元素，它是多種氨基酸的組成部分，由此是大多數(shù)蛋白質(zhì)的組成部分。它主要被用在肥料中，也廣泛地被用在火藥、潤滑劑、殺蟲劑和抗真菌劑中。
目錄 |
主要特征
純的硫呈淺黃色，質(zhì)地柔軟，輕。與氫結(jié)成有毒化合物硫化氫后有一股臭味（臭雞蛋味）。硫燃燒時的火焰是藍(lán)色的，并散發(fā)出一種特別的硫磺味（二氧化硫的氣味）。硫不溶于水但溶于二硫化碳。硫最常見的化學(xué)價是-2、+2、+4和+6。在所有的物態(tài)中（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)），硫都有不同的同素異形體，這些同素異形體的相互關(guān)系還沒有被完全理解。晶體的硫可以組成一個由八個原子組成的環(huán)：S8。
硫有兩種晶體形式：斜方晶八面體和單斜棱晶體，前者在室溫下比較穩(wěn)定。
用途
硫在工業(yè)中很重要，比如作為電池中或溶液中的硫酸。硫被用來制造火藥。在橡膠工業(yè)中做硫化劑。硫還被用來殺真菌，用做化肥。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。
生理作用
半胱氨酸、蛋氨酸、同型半胱氨酸和細(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。
歷史
在古代人類就已經(jīng)認(rèn)識硫了。中國人發(fā)明的火藥是硝酸鉀、碳和硫的混合物。1770年代安托萬·拉瓦錫證明硫是一種元素。
來源
[[File:Fumarole with sulfur.jpg|thumb|250px|陽明山國家公園地?zé)釟饩c硫磺 [[File:北投硫磺礦.jpg|thumb|250px|陽明山國家公園氣井的硫磺 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）。今天許多國家要求燃燒煤和石油時被釋放的二氧化硫要進(jìn)行回收。這些被回收的硫是今天工業(yè)中使用的硫的一個重要來源。此過程通常通過一個叫做“克勞斯工藝”的過程來實現(xiàn)。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。
木衛(wèi)一表面的黃色主要是它的火山釋放的硫造成的。月球上阿利斯塔克環(huán)形山中比較暗的地區(qū)可能是硫形成的。在許多隕石中有硫?；谌祟悓ν庑琴Y源的興趣強烈提升，木衛(wèi)一的硫磺也曾經(jīng)是研究考慮開采的對象；然而成本驚人，除了構(gòu)想以外，并未付諸實行。
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。有趣的是黃鐵礦有半導(dǎo)體的特性。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有：
- 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（S2O52?）
- 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
- 硫氰：(SCN)2
- 二硫化碳：一種良好的有機溶劑，通常用于紡織工業(yè)，工業(yè)上通過甲烷與硫磺反應(yīng)來生產(chǎn)
同素異形體
- 斜方硫（菱形硫）： Dolomite Rhombic sulfur
- 化學(xué)式：S8
- 是硫由二硫化碳結(jié)晶而得之緊密的黃色晶體，熔點112.8度。
- 單斜硫：Monoclinic sulfur
- 彈性硫： Plastic sulfur
- 化學(xué)式：S8
- 為沸騰之硫注入冷水所得之軟黏體，有彈性。
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35S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。
注意
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。
參考來源
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