硫

康熙字典

化學元素解釋：

簡介

硫，是一種淡黃色晶體。有單質硫和化合態硫兩種形態。

單質硫有幾種同素異形體：

主要是菱形硫(S8)，密度2.07克/厘米3，熔點112.8℃，沸點444.674℃;單斜硫(S8)，密度1.96克/厘米3，熔點119.0℃，沸點444.6℃;純粹的單質硫，密度1.96克/厘米3，熔點120.0℃，沸點444.6℃。導熱性和導電性都差。性松脆，不溶于水。

無定形硫主要有彈性硫，是由熔態硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩定，可轉變為晶狀硫。晶狀硫能溶于有機溶劑如二硫化碳中，而彈性硫只能部分溶解。化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。

發現

1977年法國化學家拉瓦錫發表近代第一張元素表，把硫列入表中，確定硫的不可分割性。18世紀后半頁，德國化學家米切里希和法國化學家波美等人發現硫具有不同的晶形，提出硫的同素異形體。現在已知最重要的晶狀硫是斜方硫和單斜硫。他們都是由S8環狀分子組成。

來源

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，在熱泉和火山地區也有純的硫存在。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)。現在(2012年)許多國家要求燃燒煤和石油時被釋放的二氧化硫要被濾掉。這些被過濾的硫是今天工業中使用的硫的一個重要來源。另一個重要來源是硫礦。

在工業中，最重要的硫的化合物是硫酸。硫酸是所有工業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化程度的一個指標。在美國硫酸是所有生產得最多的化合物。

歷史

在古代人類就已經認識硫了。中國人發明的火藥是硫酸鉀、磷酸鉀、碳和硫的混合物。1770年代安托萬·拉瓦錫證明硫是一種元素。

性質

元素名稱：硫

俗稱:硫磺

原子體積:(立方厘米/摩爾)15.5

元素在太陽中的含量:(ppm)400

元素在海水中的含量:(ppm)870

地殼中含量：(ppm)260

元素符號：S

元素原子量：32.066

相對原子質量:32

氧化態：

Main S-2, S0, S+6

Other S-1, S+1, S+2, S+3, S+4, S+5

晶體結構：晶胞為正交晶胞。

莫氏硬度：2.0

化學鍵能： (kJ /mol)

S-H 347

S-C 272

S=C 476

S-O 265

S=O 525

S-F 328

S-Cl 255

S-S 226

晶胞參數：

a = 1043.7 pm

b = 1284.5 pm

c = 2436.9 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

電離能 (kJ/ mol)

M - M+ 999.6

M+ - M2+ 2251

M2+ - M3+ 3361

M3+ - M4+ 4564

M4+ - M5+ 7013

M5+ - M6+ 8495

M6+ - M7+ 27106

M7+ - M8+ 31669

M8+ - M9+ 36578

M9+ - M10+ 43138

元素類型：非金屬

物理性質

通常為淡黃色晶體，它的元素名來源于拉丁文，原意是鮮黃色。單質硫有幾種同素異形體，菱形硫(斜方硫)和單斜硫是現在已知最重要的晶狀硫。它們都是由S8環狀分子組成。

密度 熔點 沸點 存在條件

菱形硫(S8) 2.07克/厘米3 112.8℃ 444.674℃ 200℃以下

單斜硫(S8)1.96克/厘米3 119.0℃ 444.6℃ 200℃以上

硫單質導熱性和導電性都差。性松脆，不溶于水，易溶于二硫化碳(彈性硫只能部分溶解)。無定形硫主要有彈性硫，是由熔態硫迅速傾倒在冰水中所得。不穩定，可轉變為晶狀硫(正交硫)，正交硫是室溫下唯一穩定的硫的存在形式。

化學性質

化合價為-2、+2、+4和+6。第一電離能10.360電子伏特。化學性質比較活潑，能與氧、金屬、氫氣、鹵素(除碘外)及已知的大多數元素化合。還可以與強氧化性的酸、鹽、氧化物，濃的強堿溶液反應。它存在正氧化態，也存在負氧化態，可形成離子化合物、共價化合成物和配位共價化合物。

1、氧化性

與金屬單質反應：銅→硫化亞銅;鐵→硫化亞鐵;鋁，鈉等金屬往往將其氧化為較底價態 特性：銀與硫摩擦生成硫化銀;汞與硫研磨生成硫化汞,實驗室水銀溫度計打破流出水銀時，撒上硫粉可防止汞蒸氣生成。

與非金屬反應：2S+C→CS2;S+H2→H2S

與其他的還原劑：S+NA2SO3加熱→NA2SO3S(NA2S2O3)

2、還原性：S+O2→SO2

3、既氧化又還原：

3S+6KOH加熱→2K2S+K2SO3+2H2O (歧化反應)

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。方鉛礦是硫化鉛，也是第一種被發現的半導體。

聚合的氮化硫有金屬特性，盡管它不含任何金屬，這個復合物還顯示特別的電學和光學特性。讓熔化的硫速凝可以獲得無晶態的硫，倫琴衍射顯示其中含有由八個硫原子組成的環。這種硫在室溫下不十分穩定，它漸漸恢復為晶體狀態。

其它重要的硫的化合物

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。二氧化硫的其它產物包括焦亞硫酸離子(S2O5 2- )

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物

硫氰酸鹽是硫氰離子(SCN- )的化合物[2]

硫氰：(SCN)2

二硫化碳

同位素

硫有18種同位素，其中四種是穩定的：S-32(95.02%)、S-33(0.75%)、S-34(4.21%)和S-36(0.02%)，除35 S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而導致，其半衰期為87天。

硫化物沉淀時根據溫度的不同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。

在森林生態系統中，硫酸鹽主要來自空氣，少量來自礦物的風化。其中硫的同位素的不同含量可用來確定它們的來歷。

主要用途

1、大部分用于制造硫酸。

2、橡膠制品工業、火柴、煙火、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫化物等產品中也需要很多硫磺。

3、部分用于制造藥物、殺蟲劑以及漂染劑等。

4、硫在工業中很重要，比如作為電池中或溶液中的硫酸。在橡膠工業中做硫化劑。硫還被用來殺真菌，用做化肥。

5、硫化物在造紙業中用來漂白。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。

6、在西方，古代人們認為硫燃燒時所形成的濃煙和強烈的氣味能驅除魔鬼。在古羅馬博物學家普林尼的著作中寫到：硫用來清掃住屋，因為很多人認為，硫燃燒所形成的氣味能夠消除一切妖魔和所有邪惡的勢力，大約4000年前，埃及人已經用硫燃燒所形成的二氧化硫漂白布匹。在古羅馬著名詩人荷馬的著作里也講到硫燃燒有消毒和漂白作用。中西方煉金術士都很重視硫，他們把硫看作是可燃性的化身，認為它是組成一切物體的要素之一。中國煉丹家們用硫、硝石的混合物制成黑色火藥。

7、不論在西方還是中國，古醫藥學家都把硫用于醫藥中，中國著名醫生李時珍編著的《本草綱目》中，將到硫在醫藥中的運用：治腰腎久冷，除冷風頑痹寒熱，生用治疥廯。硫磺的廣泛應用促進了硫磺的提取和精煉，隨著工業的發展，硫在制取硫酸中起著關鍵作用，而硫酸就是工業之母，無處不需要它。1894年出生在德國的美國工業化學家弗拉施創造用過熱水的方法，將硫從地下深處直接提取出來。

生理作用

半胱氨酸、蛋氨酸、同型半胱氨酸和牛磺酸等氨基酸和一些常見的酶含硫，因此硫是所有細胞中必不可少的一種元素。在蛋白質中，多肽之間的二硫鍵是蛋白質構造中的重要組成部分。有些細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。在細胞色素氧化酶中，硫是一個關鍵的組成部分。工業和發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合形成硫酸，它造成酸雨降低水和土壤的pH值，對許多地區的自然環境造成巨大破壞。

注意事項

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合成亞硫酸，亞硫酸可以導致肺出血和窒息。

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。