stringtranslate.com

Оксид серы

Монооксид серы — неорганическое соединение с формулой S O . Он встречается только в виде разбавленной газовой фазы. При концентрировании или конденсации он превращается в S 2 O 2 ( диоксид серы ). Он был обнаружен в космосе, но редко встречается в нетронутом виде.

Структура и связь

Молекула SO имеет триплетное основное состояние, подобное O 2 и S 2 , то есть каждая молекула имеет два неспаренных электрона. [2] Длина связи S−O 148,1 пм похожа на ту, что обнаружена в низших оксидах серы (например, S 8 O, S−O = 148 пм), но длиннее, чем связь S−O в газообразных S 2 O (146 пм), SO 2 (143,1 пм) и SO 3 (142 пм). [2]

Молекула возбуждается ближним инфракрасным излучением до синглетного состояния (без неспаренных электронов). Считается, что синглетное состояние более реактивно, чем основное триплетное состояние, так же, как синглетный кислород более реактивен, чем триплетный кислород . [3]

Производство и реакции

Производство SO в качестве реагента в органических синтезах было сосредоточено на использовании соединений, которые «выдавливают» SO. Примерами являются разложение относительно простой молекулы этиленэписульфоксида : [4], а также более сложные примеры, такие как трисульфидоксид , C10H6S3O . [ 5 ]

C2H4SO4 → C2H4 + SO4​​​​

Молекула SO термодинамически нестабильна и первоначально превращается в S 2 O 2 . [2] SO встраивается в алкены , алкины и диены , образуя тиираны — молекулы с трехчленными кольцами, содержащими серу. [6]

Генерация в экстремальных условиях

В лабораторных условиях оксид серы может быть получен путем обработки диоксида серы парами серы в тлеющем разряде . [2] Он был обнаружен в однопузырьковой сонолюминесценции концентрированной серной кислоты, содержащей некоторое количество растворенного благородного газа . [7]

Беннер и Стедман разработали хемилюминесцентный детектор для серы с помощью реакции между оксидом серы и озоном : [8]

SO + O3 → SO2 * + O2
SO2 * → SO2 + hν​

(* указывает на возбужденное состояние )

Происшествие

Лиганд для переходных металлов

Как лиганд SO может связываться различными способами: [9] [10]

Астрохимия

Оксид серы был обнаружен вокруг Ио , одного из спутников Юпитера , как в атмосфере [13], так и в плазменном торе . [14] Он также был обнаружен в атмосфере Венеры , [15] в комете Хейла-Боппа , [16] в 67P/Чурюмова-Герасименко , [17] и в межзвездной среде . [18]

На Ио SO, как полагают, образуется как вулканическим , так и фотохимическим путем. Основные фотохимические реакции предложены следующим образом: [19]

О + С2 → С + СО
SO2 → SO + O

Оксид серы был обнаружен в NML Лебедя . [20]

Биологическая химия

Оксид серы может иметь некоторую биологическую активность. Образование транзиторного SO в коронарной артерии свиней было выведено из продуктов реакции, карбонилсульфида и диоксида серы . [21]

Меры безопасности

Из-за редкого появления оксида серы в нашей атмосфере и его слабой стабильности трудно полностью определить его опасность. Но при конденсации и сжатии он образует диоксид серы , который является относительно токсичным и едким. Это соединение также легко воспламеняется (по воспламеняемости похоже на метан ) и при сгорании образует диоксид серы , ядовитый газ.

Дикатион оксида серы

Диоксид серы SO 2 в присутствии гексаметилбензола C 6 (CH 3 ) 6 может протонироваться в суперкислотных условиях (HF·AsF5) с образованием нежесткого π-комплекса C 6 (CH 3 ) 6 SO 2+ . Фрагмент SO 2+ может по существу безбарьерно перемещаться по бензольному кольцу . Длина связи S−O составляет 142,4(2) пм. [22]

C6 (CH3 ) 6 + SO2 + 3HF ·AsF5 → [C6 ( CH3 ) 6SO ] [AsF6 ] 2 + [ H3O ][ AsF6 ]

Диоксид серы

Структура диоксида серы S 2 O 2
Заполняющая пространство модель молекулы диоксида серы

SO превращается в диоксид серы (S 2 O 2 ). [23] Диоксид серы представляет собой плоскую молекулу с симметрией C 2v . Длина связи S−O составляет 145,8 пм, что короче, чем в мономере, а длина связи S−S составляет 202,45 пм. Угол O−S−S составляет 112,7°. S 2 O 2 имеет дипольный момент 3,17  D . [23]

Ссылки

  1. ^ "оксид серы (CHEBI:45822)". Химические сущности биологического интереса . Великобритания: Европейский институт биоинформатики.
  2. ^ abcd Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ Салама, Ф.; Фрей, Х. Дж. (1989). «Реакция синглетного SO с алленом и диметилацетиленом в матрице инертного газа, индуцированная ближним инфракрасным светом. Инфракрасные спектры двух новых эписульфоксидов». Журнал физической химии . 93 : 1285–1292. doi : 10.1021/j100341a023.
  4. ^ Чао, П.; Лемаль, Д.М. (1973). «Химия оксида серы. Природа SO из оксида тииран и механизм его реакции с диенами». Журнал Американского химического общества . 95 (3): 920. doi :10.1021/ja00784a049.
  5. ^ Грейнджер, Р. С.; Прокопио, А.; Стид, Дж. В. (2001). «Новый перерабатываемый реагент для переноса оксида серы». Organic Letters . 3 (22): 3565–3568. doi :10.1021/ol016678g. PMID  11678709.
  6. ^ Nakayama, J.; Tajima, Y.; Piao, X.-H.; Sugihara, Y. (2007). "[1+2] Циклоприсоединения оксида серы (SO) к алкенам и алкинам и [1+4] Циклоприсоединения к диенам (полиенам). Генерация и реакции синглетного SO?". Журнал Американского химического общества . 129 (23): 7250–7251. doi :10.1021/ja072044e. PMID  17506566.
  7. ^ Suslick, KS; Flannigan, DJ (2004). "Температуры однопузырьковой сонолюминесценции (A)". Журнал Акустического общества Америки . 116 (4): 2540. Bibcode : 2004ASAJ..116.2540S. doi : 10.1121/1.4785135.
  8. ^ Беннер, Р. Л.; Стедман, Д. Х. (1994). «Химический механизм и эффективность детектора хемилюминесценции серы». Прикладная спектроскопия . 48 (7): 848–851. Bibcode : 1994ApSpe..48..848B. doi : 10.1366/0003702944029901. S2CID  98849015.
  9. ^ Шенк, WA (1987). «Оксиды серы как лиганды в координационных соединениях. Angewandte Chemie International Edition на английском языке». 26 : 98–109. doi :10.1002/anie.198700981. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  10. ^ Woollins, JD (1995). "Sulfur: Inorganic Chemistry". Энциклопедия неорганической химии . John Wiley and Sons. ISBN 0-471-93620-0.
  11. ^ Вэй, Р.; Чэнь, Х.; Гун, И. (2019). «Концевой кислород-связанный комплекс монооксида серы оксифторида титана». Неорганическая химия . 58 (17): 11801–11806. doi : 10.1021/acs.inorgchem.9b01880. PMID  31441297. S2CID  201617509.
  12. ^ Вэй, Р.; Чэнь, С.; Гун, И. (2019). «Комплексы оксида серы с побочными эффектами оксифторидов тантала, ниобия и ванадия». Неорганическая химия . 58 (6): 3807–3814. doi : 10.1021/acs.inorgchem.8b03411. PMID  30707575. S2CID  73438027.
  13. ^ Лелуш, Э. (1996). «Атмосфера Ио: пока не понята». Icarus . 124 : 1–21. doi :10.1006/icar.1996.0186.
  14. ^ Рассел, CT; Кивельсон, MG (2000). «Обнаружение SO в экзосфере Ио». Science . 287 (5460): 1998–1999. Bibcode :2000Sci...287.1998R. doi :10.1126/science.287.5460.1998. PMID  10720321.
  15. ^ Na, CY; Esposito, LW; Skinner, TE (1990). «Международные наблюдения ультрафиолетового излучения Венеры SO 2 и SO». Журнал геофизических исследований . 95 : 7485–7491. Bibcode : 1990JGR....95.7485N. doi : 10.1029/JD095iD06p07485.
  16. ^ Лис, округ Колумбия; Мерингер, Д.М.; Бенфорд, Д.; Гарднер, М.; Филлипс, Т.Г.; Бокеле-Морван, Д .; Бивер, Н.; Колом, П.; Кровизье, Дж.; Деспуа, Д.; Рауэр, Х. (1997). «Новые молекулярные виды в комете C / 1995 O1 (Хейла-Боппа), наблюдаемые с помощью субмиллиметровой обсерватории Калифорнийского технологического института S». Земля, Луна и планеты . 78 (1–3): 13–20. Бибкод : 1997EM&P...78...13L. дои : 10.1023/А: 1006281802554. S2CID  51862359.
  17. ^ "Астрономический вестник. Т. 54, Номер 2, 2020".
  18. ^ Готлиб, Калифорния; Готлиб, EW; Литвак, М.М.; Болл, Дж.А.; Пеннфилд, Х. (1978). «Наблюдения межзвездной окиси серы». Астрофизический журнал . 1 (219): 77–94. Бибкод : 1978ApJ...219...77G. дои : 10.1086/155757.
  19. ^ Моисей, JI; Золотов, MY; Фегли, B. (2002). «Фотохимия вулканически управляемой атмосферы на Ио: виды серы и кислорода из извержения типа Пеле». Icarus . 156 (1): 76–106. Bibcode :2002Icar..156...76M. doi :10.1006/icar.2001.6758.
  20. ^ Marvel, Kevin (1996). "NML Cygni". Околозвездная среда эволюционировавших звезд, выявленная исследованиями околозвездных водяных мазеров . Universal Publishers. стр. 182–212. ISBN 978-1-58112-061-5. Получено 23 августа 2012 г.
  21. ^ Балази, М.; Абу-Юсеф, IA; Харпп, DN; Парк, Дж. (2003). «Идентификация карбонилсульфида и диоксида серы в коронарной артерии свиньи с помощью газовой хроматографии/масс-спектрометрии, возможное отношение к EDHF». Biochemical and Biophysical Research Communications . 311 (3): 728–734. doi :10.1016/j.bbrc.2003.10.055. PMID  14623333.
  22. ^ Малишевский, Мориц; Сеппельт, Конрад (2017). «Выделение и характеристика нежесткого комплекса гексаметилбензол-SO2+» (PDF) . Angewandte Chemie International Edition . 56 (52): 16495–16497. doi :10.1002/anie.201708552. ISSN  1433-7851. PMID  29084371. S2CID  27260554.
  23. ^ ab Lovas, FJ; Tiemann, E.; Johnson, DR (1974). "Спектроскопические исследования системы разряда SO 2. II. Микроволновый спектр димера SO". Журнал химической физики . 60 (12): 5005–5010. Bibcode :1974JChPh..60.5005L. doi :10.1063/1.1681015.