Trikén
Trikén | |||
IUPAC-név | trikén | ||
Más nevek | tiózon, kén trimer, triszulfur, diszulfén-1-szulfid | ||
Kémiai azonosítók | |||
---|---|---|---|
CAS-szám | 12597-03-4 | ||
ChemSpider | 122871 | ||
ChEBI | 29388 | ||
| |||
| |||
InChIKey | NVSDADJBGGUCLP-UHFFFAOYSA-N | ||
Kémiai és fizikai tulajdonságok | |||
Kémiai képlet | S3 | ||
Moláris tömeg | 96,19 g/mol | ||
Megjelenés | Cseresznyevörös | ||
Oldhatóság (vízben) | Kevéssé oldódik | ||
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak. |
A trikén (más néven tiózon, kén trimer, triszulfur) a kén cseresznyevörös színű allotrop módosulata. Normál körülmények közt hagyományos kénné alakul:
Szerkezete
[szerkesztés]Szerkezetét tekintve a trikén és az ózon hasonlók. Mindkettő molekulája V alakú, és diamágneses. Bár S=S kettős kötésekkel jelölik, a kötések helyzete a valóságban összetettebb.[1]
Az S–S távolságok egyenlők, nagyságuk 191,70 ± 0,01 pm, a központi atomnál bezárt szög 117,36 ± 0,006°.[2] Ugyanakkor a gyűrűs S3, ahol a kénatomok szabályos háromszögben rendeződnek el három egyszeres kötéssel (hasonlóan a gyűrűs ózonhoz és a ciklopropánhoz), a számítások szerint alacsonyabb energiaszinten van a kísérletileg megfigyelt V alakú molekulánál.[3]
A tiózon nevet Hugo Erdmann gondolta ki 1908-ban, mikor feltételezte, hogy a S3 a folyékony kén nagy részét alkotja,[4] de létezése J. Berkowitz 1964-es kísérleteiig bizonyítatlan maradt.[5] Tömegspektrometriával kimutatta, hogy a kéngőzök tartalmazták a S3 molekulát. 1200 °C felett a S3 a második leggyakoribb molekula a S2 után a gázállapotú kénben.[5] A folyékony kénben a molekula elég magas (körülbelül 500 °C) hőmérsékletig nem gyakori. Az ilyen kis molekulák, mint a trikén, adják a folyékony kén reakcióképességét.[5] A S3 abszorpciós maximuma 425 nm-nél van.[5]
A S3 szilárd nemesgázban vagy üvegben lévő S3Cl2 fotolízisével is létrehozható.[5]
Reakciói
[szerkesztés]A trikén reagál szén-monoxiddal, mely reakció termékei a karbonil-szulfid és a dikén.
Adott számú kénatomot tartalmazó vegyületekké történő átalakulása lehetséges:
- S3 + S2O → S5O (gyűrűs)[6]
Aniongyök
[szerkesztés]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/77/Lazurite.jpg/220px-Lazurite.jpg)
Noha a S3 normál körülmények közt ritka, az S−3 aniongyök gyakori.[7] Intenzív kék színe van. Néha tiozonidnak is nevezik[8] az ozonid- (O−3) ionnal való analógiának megfelelően. A lazurit (amiből az ultramarin készül) tartalmaz S−3-ot. Az Yves Klein kifejlesztette International Klein Blue szintén tartalmazza az S−3 aniont.[9] Ez vegyérték-izoelektromos az ozonidionnal. A kék szín az ionban C2A2 állapotról X2B1 állapotra végbemenő átalakulástól van,[8] ami erős abszorpciós sávot hoz létre 610-620 nm-nél, vagyis 2,07 eV-nál (azaz a látható spektrum narancssárga régiójában).[10] A Raman-frekvencia 523 cm−1, és egy másik infravörös abszorpciós vonal található 580 cm−1-nél.[5]
A S−3 ionról kimutatták, hogy vizes oldatban stabil 0,5 GPa nyomáson, és feltételezhetően természetesen is előfordul nagy mélységben a földkéregben, ahol szubdukció vagy nagynyomású metamorfizmus történik.[11] Ez az ion valószínűleg a réz és az arany mozgatásában fontos a hidrotermális oldatokban.[12]
A lítium-hexaszulfid (ami S−6-t tartalmaz, ami egy másik poliszulfid-aniongyök) tetrametilén-diaminnal szolvatálva acetonban és hasonló donor oldószerekben S−3-ra disszociál.[13]
A S−3 aniongyököt kéngőzök Zn2+ ionokkal való mátrixban történő redukciójával is előállították. Az anyag szárazon erősen kék, és színe zöldre, sárgára változik nyomnyi mennyiségű víz jelenlétében.[14] Előállításának másik módja poliszulfidok hexametil-foszforamidban történő feloldásával, ami kék színt ad.[15]
A S−3 előállításának további módjai közé tartozik a kén kissé megnedvesített magnézium-oxiddal történő reakciója.[10]
A S−3 Raman-spektroszkópiával azonosítható, ami festményekhez is használható noninvazívan. A sávok 549 cm-1 a szimmetrikus, 585 cm-1 az aszimmetrikus nyúlásra és 259 cm-1 a meghajlásra.[16] A természetes anyagok tartalmazhatnak S−2 iont is, ami 390 nm-nél nyel el, és aminek Raman-sávja van 590 cm-1-nél.[16]
Triszulfidion
[szerkesztés]A triszulfidion (S2−3) a poliszulfid-sorozat része. A kénlánc V alakú, a kötésszög 107,88°, a kovalens kötések egyszeresek.[5] A SrS3-ban az S–S kötéshossz 205 pm.[5] Izoelektromos a kén-dikloriddal.
Jegyzetek
[szerkesztés]- ↑ Chemistry of the Elements, 2nd, Butterworth-Heinemann, 645–662. o. (1997). ISBN 978-0-08-037941-8
- ↑ (2004. március 11.) „The rotational spectrum and geometrical structure of thiozone, S3”. Journal of the American Chemical Society 126 (13), 4096–4097. o. DOI:10.1021/ja049645f. PMID 15053585.
- ↑ (2005. június 1.) „Transition metal complexes of cyclic and open ozone and thiozone”. Journal of the American Chemical Society 127 (4), 1278–1285. o. [2011. július 15-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1021/ja044809d. PMID 15669867. (Hozzáférés: 2021. július 13.)
- ↑ Erdmann, Hugo (1908). „Ueber Thiozonide, ein Beitrag zur Kenntniss des Schwefels und seiner ringförmigen Verbindungen”. Justus Liebigs Annalen der Chemie 362 (2), 133–173. o. DOI:10.1002/jlac.19083620202.
- ↑ a b c d e f g h Meyer, Beat (1975. március 1.). „Elemental sulfur”. Chemical Reviews 76 (3), 367–388. o. DOI:10.1021/cr60301a003.
- ↑ (2004. november 2.) „The thermal decomposition of S2O forming SO2, S3, S4 and S5O — an ab initio MO study”. ChemInform 35 (44). DOI:10.1002/chin.200444022.
- ↑ (2013) „Ubiquitous trisulfur radical anion: fundamentals and applications in materials science, electrochemistry, analytical chemistry and geochemistry”. Chem. Soc. Rev. 42, 5996-6005. o. DOI:10.1039/C3CS60119F.
- ↑ a b (2008) „Electronic states of the ultramarine chromophore S−3”. Zeitschrift für Physikalische Chemie 222 (1), 163–176. o. DOI:10.1524/zpch.2008.222.1.163.
- ↑ Manning, Craig E. (2011. február 25.). „Sulfur surprises in deep geological fluids”. Science 331 (6020), 1018–1019. o. DOI:10.1126/science.1202468. PMID 21350156.
- ↑ a b Steudel, Ralf. Cluster anions S−n and S2−n, Elemental Sulfur and Sulfur-Rich Compounds, 16. o. (2003). ISBN 9783540403784
- ↑ (2011. február 25.) „The S−3 ion is stable in geological fluids at elevated temperatures and pressures”. Science 331 (6020), 1052–1054. o. DOI:10.1126/science.1199911. PMID 21350173.
- ↑ (2015. november 3.) „Sulfur radical species form gold deposits on Earth”. Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (44), 13484-13489. o. DOI:10.1073/pnas.1506378112. (Hozzáférés: 2021. április 18.)
- ↑ Inorganic Rings and Polymers of the p-Block Elements: From Fundamentals to Applications. Royal Society of Chemistry, 295–296. o. (2009). ISBN 9781847559067
- ↑ (2010) „Sensor material based on occluded trisulfur anionic radicals for convenient detection of trace amounts of water molecules”. Journal of Materials Chemistry 20 (16), 3307–3312. o. DOI:10.1039/B925233A.
- ↑ (1972. október 1.) „Characterization of the trisulfur radical anion S−3 in blue solutions of alkali polysulfides in hexamethylphosphoramide”. Inorganic Chemistry 11 (11), 2525–2527. o. DOI:10.1021/ic50116a047.
- ↑ a b Raman microscopy of diverse samples of lapis lazuli at multiple excitation wavelengths. [2011. július 26-i dátummal az eredetiből archiválva].
Fordítás
[szerkesztés]Ez a szócikk részben vagy egészben a Trisulfur című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.