硫化物

硫的同位素的ห้องสมุดไป่ตู้用
• 硫同位素作示踪剂在化学、地球化学、农业科学和环境科 学研究中都有广泛的应用。 根据硫化物的同位素分离， 用天然物质中和标样中32S与34S比值的相对千分差δ34S， 在地学上作同位素地质温度计，测定地质体中同位素平衡 的温度；判断硫及硫化物矿床的成因及其硫源；判别有机 矿产的形成机理，寻找石油原岩等。用34S研究大气中SO2、 NO2污染物对植物生长的危害。15NO2和34SO2同时存在于 环境中对豆株生长有很大干扰，产生“协同效应”。硫同 位素还用来研究土壤微生物的代谢规律。
物的溶液能溶解单质硫生成多硫化 物
碱金属硫化物和硫化铵易溶于水，由于水
解其溶液显碱性。碱土金属、钪、钇和镧系元 素的硫化物较为难溶。当阳离子的外层电子构 型为18电子和18+2电子时，往往由于较强的极 化作用而形成难溶的、有颜色的硫化物。大多 数不溶于水的硫化物可溶于酸并释放出硫化氢， 极难溶的少数金属硫化物（如CuS、HgS）可 用氧化性酸将其溶解，此时S被氧化成硫而从 溶液中析出。控制溶液的酸度，可以改变溶液 中S离子的浓度，从而将溶解度各不相同的难 溶金属硫化物分别沉淀出来。这是定性分析中 用硫化氢分离、鉴定金属离子的基础。
物理性质
Al2S3
黄
P4S10
黄
InS 酒红 RuS2 灰蓝
GeS 灰黑 HgS 红/黑 PbS 黑 Tl2S 黑
P4S5 亮黄 In2S3 黄/红 As4S6 黄 Sb2S3 橙红
CdS 黄 SnS 棕黑 MoS3 红棕 FeS2 黄
Ga2S3 黄 As4S4 红 Tl2S3 蓝黑 ​Bi2S3 棕黑
• 正硫是一种重要的非金属元素。它有多种同素 异形体:有斜方硫、单斜硫和弹性硫。这些同素 异形现象主要是由单质硫的分子S8具有环状结 构, 在不同温度下加热时发生了质的变化,引起 了硫内部结构的变迁而引发起来的。斜方硫和 单斜硫易溶于CS2中 ，在环状分子中，每个硫 原子以sp3杂化轨道与另外两个硫原子形成共价 单键相联结。
月，引起中枢神经系统的机能改变，气管、支气管粘膜刺
激症状，大脑皮层出现病理改变。小鼠长期接触低浓度硫
化氢，有小气道损害。 污染源：硫化氢很少用于工业
生产中，多为化工过程的副产品。
硫化物的其他应用还有：
二硫化钼是有机合成中的催化剂。由于含硫有机化合 物（如噻吩）会使普通氢化催化剂中毒，因此二硫化钼 可用于催化含硫有机物质的加氢反应。 硫化镉可用于制 作光电池。 硫化铅被用于制作红外感应器。 多硫化钙、 多硫化钡和多硫化铵是杀菌剂和杀虫剂。 二硫化碳在工 业上被用作溶剂。此外，二硫化碳也被用来制取四氯化 碳，有机化学中则用二硫化碳来插入-C(=S)-S-基团。 硫 化锌和硫化镉被用来制造荧光粉，高纯度的硫化镉是良 好的半导体。 三硫化四磷用于制火柴和烟火。 十硫化四 磷用于制杀虫剂、润滑油添加剂和浮选剂。 硫化钠被大 量用于硫化染料的制造、有机药物和纸浆的生产等。 硫 化钙和硫化钡被用来制造发光漆。
化学性质
水解
金属硫化物在水中都会发生不同程度的水解： S2- + H2O ⇌ HS + OH- HS- + H2O ⇌ H2S + OHH2S的pKa分别约为：pKa1 = 6.89 和 pKa2 = 19±2， 因此金属硫化物溶液会呈不同程度的碱性，而碱金属的硫化 物溶液的碱性更是可以与相应的氢氧化物匹敌。 灼烧硫化物矿物时可能发生两种反应： 硫化物转化为相应的氧化物，硫则转化为二氧化硫。例 如由方铅矿制取铅时有一步为： 2PbS + 3O2 → 2PbO + 2SO2硫化物被氧化为相应的可溶硫酸盐。 以上两步都是冶炼金属时，转化硫化物矿石的重要方法。
无机硫化物通常可通过以下方法合成：
单质直接化合，例如：
C + 2S -(1123~1223K)→ CS2 硫酸盐或高价硫化物的还原，例如：
Na2SO4 + 4C -(1373K)→Na2S + 4CO 溶液中或高温的复分解反应，例如：
FeCl2 + H2S → FeS↓ + 2HCl 2Al2S3 -(1373K)→ 3SiS2 + 2Al2O3
• 二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化 物。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要 污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许 多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石 油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二 氧化硫。
• 二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成 S硫(s化) 氢+O可2(以g)燃==烧S生O成2(g二) 氧（化点硫燃） 2H2S(g) + 3O2(g) == 2H2O(g) + 2SO2(g) （点 燃） 加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以 生成二氧化硫 二氧化硫漂白品红溶液
以硫代酸盐为原料制取，例如：
3SiO2 +
(NH4)2MoO4+ 4(NH4)2S + 4H2O → (NH4)2[MoS4] + 8NH3.H2O
(NH4)2[MoS4] + 2HCl -(加热)→ MoS3 + H2S + 2NH4Cl 高价硫化物加热分解，例如：
MoS3 -(加热)→ MoS2 + S
• 硫化氢(H2S)是硫的氢化物中最简单的一种。其分子的 几何形状和水分子相似，为弯曲形。因此它是一个极性 分子。硫化氢由于H-S键能较弱所以300℃左右硫化氢 分解。常温时硫化氢是一种无色有臭鸡蛋气味的剧毒气 体，应在通风处进行使用必须采取防护措施。中心原子 S原子采取sp3杂化，电子对构型为正四面体形，分子构 型为V形，H—S—H键角为92.1°，偶极矩 0.97 D ，极
• 4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) 2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g) HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g)
三氧化硫是一种硫的氧化物，分子式为SO3，是非极性分子。 它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之 一。 常温下为无色透明油状液体，具有强刺激性臭味。相对密 度1.97（20℃）。熔点16.83℃（289.8K）。沸点 （101.3kPa)44.8℃（317.8K)。强氧化剂，能被硫、磷、碳还 原。较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。对金属的腐蚀性比硫 酸、发烟硫酸为弱。 SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐。因此，可以发生以下反应： 和水化合成硫酸：SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(l) (-88 kJ/mol) 这个反应进行得非常迅速，而且是放热反应。在大约~340 °C 以上时, 硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。 三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫 酰氯。 SO3 + SCl2 →SOCl2 + SO2 三氧化硫还可以与碱类发生反应，生成硫酸盐及其它物质，如
沉淀性
硫化氢气体通常运用沉淀性被除去，一般的实验
室中除去硫化氢气体，采用的方法是将硫化氢气体通入硫酸铜
溶液 形成不溶解于一般强酸(非氧化性酸)的硫化铜。
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4 注意：硫化氢的硫是-2价，处于最低价没错。但氢是+1价，能
下降到0价，所以仍有氧化性。
如：2Na + H2S == Na2S + H2↑硫化氢亦有氧化性
性分子。
H2S化学性质
不稳定性 H2S=H2+S（加热）
酸性
H2S水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
还原性 H2S中S是-2价，具有较强的还原性，很容易被SO2，
Cl2，O2等氧化。
可燃性 在空气中点燃生成二氧化硫和水:
2H2S + 3O2 =2SO2 + 2H2O (火焰为蓝色)(条件是点燃). 若空气 不足或温度较低时则生成单质硫和水。
SnS2 黄 MnS 绿/肉 As4S10 淡黄
颜色
硫化物大多含有鲜艳的颜色，见右表。 除此 之外，MoS2、FeS、CoS2、NiS、PtS2、Cu2S、 CuS和Ag2S等过渡金属硫化物都是黑色的。
溶解性
金属的酸式硫化物都可溶于水，但正盐中只 有碱金属硫化物和硫化铵可溶。一般地讲，金属 硫化物的溶解度可通过阳离子极化力（离子电荷 数/离子金属硫化物在酸中溶解性半径，Z/r）的大 小来预测。阳离子极化能力的增强，将导致化合 物共价性的增加，极性减小，因而溶解度也降低。


硫 部硫硫硫硫硫硫
化 分化的的化的化
物 的 应 用
硫 化 物 的 合
物 的 性 质
金 属 氧 化 物
含 氧 化 物
氢
同 素 异 形 体
物 概 念
成
和
多
硫
化
物
喂！ 那什么是硫 化物呢~
无机化学中，硫化物指电正性较强的金属或非金属 与硫形成的一类化合物。大多数金属硫化物都可看作 氢硫酸的盐。由于氢硫酸是二元弱酸，因此硫化物可 分为酸式盐（HS，氢硫化物）、正盐（S）和多硫化 物（Sn）三类。
本大类矿物只占地壳总质量的0.15﹪，其 中绝大部分为铁的硫化物，其他元素的硫化物 及其类似类似化合物只相当于地壳总质量的 0.001﹪。尽管其分布量有限，但却可以富集成 具有工业意义的矿床，主要有有色金属，如Cu、 Pb、Zn、Hg、Sb、Bi、Mo、Ni、Co等均以本 大类矿物为主要来源，故本大类矿物在国民经 济中具有重大意义。
有机化学中，硫化物（英文：Sulfide）指含有二 价硫的有机化合物。根据具体情况的不同，有机硫化 物可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、 硫醛（R-CSH）、硫代羧酸和二硫化物（R-S-S-R）等。
硫的同素异形体
• 硫族其他元素的单质与氧不同，它们原子间都 形成单键而不是双键，因而易聚集为较大的分 子并在室温下以固体存在。
硫化氢的应用与注意事项
• 主要用途：
•
用于化学分析如鉴定金属离子
• 对环境的影响
• 健康危害
•
侵入途径：吸入 硫化氢气体
•
健康危害：本品是强烈的神经毒素，对粘膜有强烈刺
激作用。
• 毒理学资料及环境行为
•
急性毒性：LC50618毫克/立方米（大鼠吸入）
亚急性和慢性毒性：家兔吸入0.01mg/L，2小时/天，3个
SO3+2NaOH →Na2SO4+H2O 三氧化硫不可用浓硫酸干燥，因为SO3和浓硫酸会生成焦硫酸；
H2SO4+SO3=H2S2O7
三、金属硫化物和多硫化物
负2价硫的化合物,金属硫化物可以看 成氢硫酸的盐。金属与硫直接反应或 者将硫化氢气体通入金属盐溶液，或 者往盐溶液中加入硫化钠，都可制得 金属硫化物。碱金属或碱土金属硫化
硫化物与多硫化物
• 硫是活泼的元素，特别是在略加升温时更 甚，除了稀有气体、氮、碲、碘、铱、铂 和金外，硫几乎能直接和所有的元素化合 得到硫的化合物。
• S + NaOH ==Na2S（条件为加热） • S + O2 == SO2 • S + H2 ==H2S • S + 3F2 == SF6
一、硫化氢
氧化性
硫化物中-2价的硫具有还原性，视条件不同可被氧 化为硫、亚硫酸盐和硫酸盐等。
S2- - 2e-= S; -0.407V
酸碱性
硫化物和相应的氧化物类似，其酸碱性随周期和族 的变化也和氧化物的类似，但硫化物的碱性不如氧化 物强。
同周期元素最高氧化态硫化物从左到右酸性增强； 同族元素相同氧化态的硫化物从上到下酸性减弱；同 种元素的硫化物中，高氧化态的硫化物酸性更强。因 此As2S5酸性强于Sb2S5，而Sb2S5的酸性则要强于 SnS2和Sb2S3。
一些金属硫化物
硫化物（sulfides）及其类似化合物包括一 系列金属、半金属元素与S、Se、Te、As、Sb、 Bi结合而成的矿物。矿物种数有350种左右，硫 化物就占了2/3以上，其他为硒化物 （selenides）、碲化物(tellurides)、砷化物 (arsenides)，及个别锑化物(antimonides)和铋 化物(bismuthides)。
二、硫的含氧化物
• 硫呈现多种氧化态，能形成种类繁多的氧化 物和含氧酸，呈现出丰富多彩的氧化还原化 学行为。
通常硫有4种氧化物，即二氧化硫（SO2）、 三氧化硫（SO3,硫酸 硫氧化物 酐）、三氧化二硫（S2O3）、一氧化硫 （SO）；此外还有两种过氧化物：七氧化二 硫（S2O7）和四氧化硫（SO4）。在大气中 比较重要的是SO2和SO3，其混合物用SOx表 示。