Lưu huỳnh

Lưu huỳnh là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu S và số nguyên tử 16. Nó là một phi kim phổ biến, không mùi, không vị, nhiều hóa trị. Lưu huỳnh, trong dạng gốc của nó là chất rắn kết tinh màu vàng chanh. Trong tự nhiên, nó có thể tìm thấy ở dạng đơn chất hay trong các khoáng chất sulfua và sulfat. Nó là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống và được tìm thấy trong hai axít amin. Sử dụng thương mại của nó chủ yếu trong các phân bón nhưng cũng được dùng rộng rãi trong thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm.
Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của lưu huỳnh biến đổi như thế nào theo nhiệt độ?
Tính chất hóa học của lưu huỳnh có gì quan trọng?
Lưu huỳnh có những ứng dụng quan trọng nào?
I. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử
Nguyên tử lưu huỳnh có số hiệu nguyên tử là 16, thuộc nhóm VIA, chu kì 3 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Nguyên tử lưu huỳnh có câu hình electron
. Lớp ngoài cùng có 6e
II. Tính chất vật lí
1. Hai dạng thù hình của lưu huỳnh
Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình: lưu huỳnh tà phương
và lưu huỳnh đơn tà
. Chúng khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lí, nhưng tính chất hóa học giống nhau. Hai thù hình này có thể biến đổi qua lại với nhau tùy theo điều kiện nhiệt độ
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất vật lí
Ở nhiệt độ thấp hơn
là những chất màu vàng. Phân tử lưu huỳnh có 8 nguyên tử liên kết cộng hóa trị tạo thành mạch vòng.
Ở
đều nóng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Ở nhiệt độ
lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, có màu nâu đỏ. Ở
  lưu huỳnh sôi, các phân tử lưu huỳnh bị phá vỡ thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi.
III. Tính chất hóa học
Cấu hình electron của nguyên tử
. Như vậy, nguyên tử S có 6e ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử S có độ âm điện là 2,58.
Khi lưu huỳnh tham gia phản ứng với kim loại hoặc hiđro, số oxi hóa của nó từ 0 giảm xuống -2.
Khi lưu huỳnh tham gia phản ứng với phi kim họat động mạnh hơn, số oxi hóa tăng từ 0 lên +4 hoặc +6.
Như vậy, đơn chất lưu huỳnh khi tham gia phản ứng hóa học, số oxi hóa của nó có thể giảm hoặc tăng. Ta nói, lưu huỳnh có tính oxi hóa và tính khử
1. Lưu huỳnh tác dụng với kim loại và hiđro
Ở nhiệt độ cao, lưu huỳnh tác dụng với nhiều kim loại tạo ra muối sunfua và với khí hiđro tạo thành khí hiđro sunfua:
                   

                   

Thủy ngân tác dụng với S ở ngya nhiệt độ thường:
                   

2. Lưu huỳnh tác dụng với phi kim
Ở nhiệt độ thích hợp, lưu huỳnh tác dụng với một số phi kim mạnh hơn như flo, oxi, clo...
                   

                   

IV. Ứng dụng của lưu huỳnh
Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp:
- 90% lượng lưu huỳnh khai thác được dùng để sản xuất

- 10% lượng lưu huỳnh còn lại được dùng để lưu hóa cao su, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, diêm, chất dẻo ebonic, dược phẩm, phẩm nhuộm, chất trừ sâu, diệt nấm trong nông nghiệp...
V. Trạng thái tự nhiên và sản xuất lưu huỳnh
Trong tự nhiên, lưu huỳnh có nhiều ở dạng đơn chất, tạo thành những mỏ lớn trong vỏ trái đất. Ngoài ra, lưu huỳnh còn có ở dạng hợp chất như các muối sunfat, muối sunfua...
Để khai thác lưu huỳnh trong mỏ lưu huỳnh, người ta dùng thiết bị đặc biệt để nén nước siêu nóng
vào mỏ làm lưu huỳnh nóng chảy và đẩy lên mặt đất. Sau đó, lưu huỳnh được tách ra khỏi các tạp chất.


Các đặc trưng nổi bật





Một mẩu lưu huỳnh nóng chảy thành chất lỏng màu đỏ máu. Ngọn lửa màu xanh lam của nó có thể quan sát tốt nhất trong bóng tối.
Ở nhiệt độ phòng, lưu huỳnh là một chất rắn xốp màu vàng nhạt. Mặc dù lưu huỳnh không được ưa thích do mùi của nó - thường xuyên bị so sánh với mùi trứng ung - mùi này thực ra là đặc trưng của sulfua hiđrô (H2S); còn lưu huỳnh đơn chất không có mùi. Nó cháy với ngọn lửa màu xanh lam và tỏa ra điôxít lưu huỳnh, với mùi ngột ngạt dị thường. Lưu huỳnh không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong đisulfua cacbon và các dung môi không phân cực khác. Các trạng thái ôxi hóa phổ biến của nó là -