Vraag:
Waarom vormt zwavel S8 in plaats van S3?
user14982
2015-03-25 23:03:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

P vormt $ \ ce {P4} $ vanwege zijn onvermogen om dubbele / drievoudige bindingen te vormen. Het maakt dus een soort tetraëdrische structuur. Het maakt echter $ \ ce {S8} $ cycli met $ sp ^ 2 $ hybridisatie. Waarom zo ver gaan om de ketting te verbinden? Kan $ \ ce {S3} $ het niet doen? Het heeft nog steeds $ sp ^ 2 $. Wat maakt $ \ ce {S8} $ stabieler?

vermijd latex in titels vanwege problemen met de doorzoekbaarheid. http://meta.chemistry.stackexchange.com/questions/253/should-we-revisit-the-url-slug-issue
Drie antwoorden:
permeakra
2015-03-26 15:39:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Trisulfur bestaat , maar is niet cirkelvormig, het is ozonachtig en onstabiel bij normale temperaturen.

Mijn gok is dat hoewel hoekspanning in ringvorm bestaat, het niet zo hard is. In tegenstelling tot koolstof, met een natuurlijke bindingshoek van ~ 109 graden, is het voor tweewaardige zwavel dichter bij 90 graden (zwavel vertoont weinig tot geen hybridisatie). De SS-bindingssterkte is echter slechts 40% van de C-C-binding en in een trisulfurring zouden alle S-S-bindingen een tweevlakshoek hebben die gelijk is aan nul, wat ongunstig is vanwege de niet-bindende pareninteractie. Dit probleem is veel ernstiger dan bij tetrafosfor en leidt tot het openen van de ring.

Zie het Wikipedia-artikel voor meer informatie over zwavelallotropen.

$$ \ scriptsize \ underbrace {\ left [\ ce {S _ {\ alpha} <=> [95.6 ~ ^ \ circ \ mathrm {C}] S _ {\ beta}} \ right]} _ {\ normalsize \ text { solid}} \ ce {<=> [119.6 ~ ^ \ circ \ mathrm {C}]} \ underbrace {\ left [\ ce {S _ {\ lambda} <=> S _ {\ pi} <=> S _ {\ mu}} \ right]} _ {\ normalsize \ text {liquid}} \ ce {<=> [44.46 ~ ^ \ circ \ mathrm {C}]} \ underbrace {\ left [\ ce {S8 <=> S7 <=> S6 <=> S5 <=> S4 <=> S3 <=> S2 <=> S} \ right]} _ {\ normalsize \ text {gasvormig}} $$ De vloeibare en gasvormige fasen zijn temperatuurafhankelijke evenwichten . [Holleman Wiberg] (http://books.google.co.jp/books?id=Mtth5g59dEIC&pg=PA503&source=gbs_toc_r&cad=4)
@Martin Voor de volledigheid moeten we opmerken dat $ \ ce {S_ {6 +}} $ ring bij relatief lage temperaturen kan worden bereid en geïsoleerd. Waarom precies $ \ ce {S8} $ de enige is die uit gewone bronnen kan worden verkregen, is inderdaad een interessante vraag zonder een eenvoudig en duidelijk antwoord.
Absoluut juist! Ik was zelf de formule aan het typen voor een antwoord, maar toen merkte ik dat je al zei wat ik te zeggen had, dus ik heb de harde codering gewoon als opmerking achtergelaten;)
DavePhD
2015-03-26 19:24:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

enter image description here

Trisulfur of thiozone is significant aanwezig in de gasfase van zwavel bij hoge temperatuur en is bestudeerd met rotatiespectroscopie zoals gerapporteerd in The Rotational Spectrum en geometrische structuur van Thiozone J. Am. Chem. Soc., 2004, 126 (13), pp 4096–4097

De hoek van $ \ ce {S3} $ ligt zeer dicht bij iso-elektronische $ \ ce {O3} $ (116,8 graden), $ \ ce {SO2} $ (119,5 graden), en $ \ ce {S2O} $ (118 graden).

Het bovenstaande artikel stelt dat de centrale zwavel $ sp ^ 2 $ gehybridiseerd is.

Hoewel de grondtoestand gebogen is, is de cyclische vorm slechts iets hoger in energie, ongeveer 5 -10 kcal / mol hoger.

Er zijn aanwijzingen dat de cyclische vorm kan bestaan ​​als een ligand van een overgangsmetaalcomplex, zoals gerapporteerd in Transition Metal Complexes of Cyclic and Open Ozone and Thiozone J. Am. Chem. Soc., 2005, 127 (4), blz. 1278-1285. Volgens deze referentie toonde vroege berekening ten onrechte aan dat de cyclische vorm stabieler is voor zowel ozon als thiozone "vanwege het feit dat elektronencorrelatie een belangrijke rol speelt in deze moleculen, vooral in de open vorm".

Lighthart
2015-03-25 23:07:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De ring die je voorstelt, zou ernstige problemen hebben met ringspanning en zou snel 'openklappen' in een $ \ ce {S3} $ -keten.

Alle andere ketens hebben vergelijkbare voordelen en straffen. Hoe groter de ring, hoe hoger de entropische kosten voor vorming in een groeiend kettingmodel. dit wordt verhandeld met ringspanning: te strak veroorzaakt de ene soort strian en te los veroorzaakt een andere.

$ \ ce {S8} $ is de 'sweet spot' voor het omgaan met deze concurrerende factoren.

Wat fosfor betreft, begrijp ik dat $ \ ce {P4} $ de meest reactieve vorm van moleculair fosfor is, en dat andere allotropen thermodynamisch de voorkeur hebben.

Witte fosfor $ \ ce {P4} $ is de enige moleculaire fosfor bij standaard temperatuur en druk. Alle andere modificaties zijn polymeervormen $ \ ce {P _ {$ n $}} $ met bekende structuren, alleen rode fosfor is amorf.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...