硫黄は二原子ですか？ (+ 知っておくべき 3 つの驚くべき事実)

いいえ、硫黄は標準温度および圧力 (STP) では二原子ではありません。 STP では、硫黄は S8、八原子、環状分子から構成される固体として存在します。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

なぜ硫黄は八原子なのでしょうか?

硫黄は、製造条件に応じて、いくつかの異なる形態または同素体で存在できる化学元素です。これらの同素体の 1 つは S8 で、環構造に配置された 8 つの硫黄原子で構成されます。この形態の硫黄は、8 原子の環構造のため、一般に「八原子硫黄」または「環状硫黄」と呼ばれます。

硫黄が S8 分子を形成しやすい理由は、環構造から生じる安定性によるものです。環内の硫黄原子は、比較的強力で安定した共有結合によって結合されています。

さらに、環構造により、原子の外殻内の負に帯電した電子間の反発力を最小限に抑える方法で硫黄原子を配置することができます。この原子と電子の配置により、分子の安定性が最大化されます。

S8 硫黄が存在する唯一の硫黄形態ではないことにも注意してください。 S2 や S6 などの他の同素体も、特定の条件下では存在します。

これらの同素体は S8 硫黄とは異なる構造と特性を持っていますが、八原子体よりも一般的ではなく、安定性も劣ります。

はい、二原子硫黄 (S2) は存在しますが、最も安定した硫黄の形態ではありません。 S2 は、高温または気相での化学反応中に形成される一時的な種です。

室温および通常の大気圧では、硫黄は一般に、環状に配置された 8 つの硫黄原子で構成される最も安定した分子形態である S8 で存在します。

S2 は、二原子分子ではなく個々の硫黄原子で構成される元素硫黄 (S) と同じものではないことに注意することが重要です。

S8 分子を形成する際、各硫黄原子は 6 つの価電子を提供して、隣接する 2 つの硫黄原子と共有結合を形成します。これにより、各硫黄原子が隣接する硫黄原子と 2 つの共有結合を持つ環状構造が形成されます。

硫黄の電子配置により、原子間で電子を共有することでこれらの共有結合が形成され、安定したオクテット配置が実現されます。

具体的には、硫黄原子は、価電子殻として知られる最も外側のエネルギー準位における電子対の共有を通じて結合します。

各硫黄原子はその外殻に 6 つの価電子を持ち、隣接する 2 つの硫黄原子のそれぞれと 2 つの電子を共有することにより、各硫黄原子は合計 8 つの電子を備えた価電子殻を完成し、安定した八原子分子を形成します。

結果として生じる SS 結合は共有結合であり、硫黄原子間で電子が共有されることを意味します。 S8 分子では、各硫黄原子が隣接する 2 つの硫黄原子に結合しており、その結果、環構造内に合計 6 つの SS 結合が形成されます。